A simulation study of the effects of activation-dependent muscle stiffness on proprioceptive feedback and short-latency reflex

Low-frequency fluctuations of plantar flexion torque in force and position control tasks studied experimentally and by a neuromusculoskeletal model

“…A previously reported model [7], [8], [9] was used as the starting point for the neuromusculoskeletal model developed for this study. Briefly, each MN pool -for the Soleus (SOL), Medial Gastrocnemius (MG) and Lateral Gastrocnemius (LG) -encompasses type-specified conductance-based MN models arranged according to the available physiological and anatomical data (see [7] for details).…”

“…Muscle spindle models [13] were represented parallel to the muscle fibers so as to sense changes in muscle fiber length due to either contraction or changes in joint angle. The output of the muscle spindle model that represents Ia afferent activity was converted to multiple nonhomogeneous renewal point processes, representing the bundle of Ia afferent fibers, whose recruitment followed a function proposed elsewhere [9]. Spinal MNs of the three motor nuclei are commanded by both descending axons and Ia afferents coming from the homonymous muscle and synergists (i.e., SOL's MNs receive contacts from Ia afferents of both SOL and Gastrocnemii with the appropriate connectivity -see [14]).…”

Experimental and Simulated EMG Responses in the Study of the Human Spinal Cord

“…Recently, a detailed muscle spindle model was added to the simulator's structure, so that stretch reflex responses can be studied with the simulator [61]. This model (fully described in [62]) represents the nonlinear dynamics of three intrafusal muscle fibers (bag 1, bag 2 and chain).…”

Identificação de sistemas para o estudo de controle motor.

“…Mais recentemente, diversos modelos computacionais neuromusculoesqueléticos de largaescala biologicamente realistas foram desenvolvidos (BASHOR, 1998;SUBRAMANIAN;OKEY;MILLER, 2005;STIENEN et al, 2007;BAKER, 2009a;RAPHAEL;TSIANOS;LOEB, 2010;FARINA, 2011a;GALLEGO et al, 2015b). Nesta linha, vem sendo desenvolvido no Laboratório de Engenharia Biomédica (LEB) da Universidade de São Paulo (USP) um modelo neuromusculoesquelético biologicamente realista (ver apêndice A), que possibilita a investigação do controle da força e do movimento produzidos pelo tríceps sural (TS) e pelo tibial anterior (TA) (CISI; ELIAS;CHAUD;ELIAS;ELIAS;KOHN, 2014). Nesse modelo, os circuitos neurais que comandam estes músculos são formados por neurônios individuais, modelados com base nos fenômenos biofísicos elementares obtidos de gatos (ZENGEL et al, 1985;FLESHMAN;SEGEV;BURKE, 1988) e a organização das redes de MNs segue princípios descritos na literatura experimental (JOHNSON et al, 1973).…”

“…Outros pontos ainda não totalmente esclarecidos são como os dendritos ativos podem afetar a transdução neuromecânica ou como as entradas de origem sensorial podem afetar o comportamento do núcleo de MNs. A investigação destas e outras questões poderão ter grande avanço ao se utilizar a mesma metodologia apresentada ao longo desta tese.A.1 MODELO DO NÚCLEO DE UNIDADES MOTORASO modelo do núcleo de unidades motoras usado foi descrito em (CISI;ELIAS;CHAUD;ELIAS;KOHN, 2014). Na Figura A.2 está um diagrama da estrutura do modelo do núcleo de unidades motoras.…”