New strategies in proprioception’s analysis for newer theories about sensorimotor control

Abstract

[EN] Human’s motion and its mechanisms had become interesting in the last years, where the medecine’s field search for rehabilitation methods for handicapped persons. Other fields, like sport sciences, professional or military world, search to distinguish profiles and ways to train them with specific purposes. Besides, recent findings in neuroscience try to describe these mechanisms from an organic point of view. Until now, different researchs had given a model about control motor that describes how the union between the senses’s information allows adaptable movements. One of this sense is the proprioception, the sense which has a quite big factor in the orientation and position of the body, its members and joints. For this reason, research for new strategies to explore proprioception and improve the theories of human motion could be done by three different vias. At first, the sense is analysed in a case-study where three groups of persons are compared in a controlled enviroment with three experimental tasks. The subjects belong to each group by the kind of sport they do: sedentary, normal sportsmen (e.g. athletics, swimming) and martial sportmen (e.g. karate, judo). They are compared thinking about the following hypothesis: “Martial Sportmen have a better proprioception than of the other groups’s subjects: It could be due to the type of exercises they do in their sports as empirically, a contact sportsman shows significantly superior motor skills to the members of the other two groups. The second via are records from encephalogram (EEG) while the experimental tasks are doing. These records are analised a posteriori with a set of processing algorithms to extract characteristics about brain’s activity of the proprioception and motion control. Finally , the study tries to integrate graphic tools to make easy to understand final scientific results which allow us to explore the brain activity of the subjects through easy interfaces (e.g. space-time events, activity intensity, connectivity, specific neural netwoks or anormal activity). In the future, this application could be a complement to assist doctors, researchers, sports center specialists and anyone who must improve the health and movements of handicapped persons.

[ES] Existe un creciente interés sobre la motricidad humana y sus mecanismos en los últimos años, donde el campo de la medicina investiga métodos de rehabilitación para personas con movilidad reducida. Otros campos, como las ciencias del deporte, el mundo profesional o el militar, buscan discriminar entre perfiles y entrenarlos con fines específico. Además, recientes hallazgos en neurociencia intentan analizar estos mecanismos desde un punto de vista orgánico. Hasta ahora, diferentes investigaciones han conducido a un modelo del control sensorimotor, que describe cómo la interacción entre las diferentes vías sensoriales permite la motricidad adaptativa. En este campo, la propiocepción, que se define como el sentido de la orientación y posición del cuerpo, de sus partes y de las articulaciones que las unen, ha adquirido un papel relevante. Por esta razón, la búsqueda de nuevas estrategias para explorar la propiocepción y mejorar las teorías de la moción humana es abordada por tres vías distintas. La primera de ellas analiza la propiocepción en un caso estudio, en el que tres grupos de participantes son comparados en un entorno controlado de tres protocolos experimentales. Los tres grupos se distinguen por su entrenamiento deportivo: sedentarios, deportistas de carácter general (e.g. atletismo, natación) y deportistas marciales (e.g. karate, judo). La hipótesis de la comparación es “Los deportistas marciales tienen una mejor propiocepción que los otros dos grupos, lo cual se debe al tipo de deporte que practican, o porque la gente con mejores habilidades terminan practicando dichos deportes”. La segunda aproximación son capturas de señales de electroencefalograma (EEG) mientras los sujetos ejecutan las tareas experimentales. Los resultados obtenidos son analizados a posteriori con diferentes algoritmos de procesado para extraer parámetros de la actividad nerviosa asociada a la propiocepción y al control motor. Por último, el estudio intenta integrar herramientas gráficas que faciliten entender los resultados científicos y explorar la actividad cerebral a través de interfaces intuitivas (e.g. eventos espacio-temporales, intensidad de la actividad, conectividad, rutas neuronales específicas o actividad anormal). En el futuro, está aplicación podría ser un complemento para médicos, investigadores, asesores en centros deportivos de alto rendimiento o cualquier otro profesional que deba mejorar la salud y la movilidad para personas discapacitadas.