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Biomecánica
Desvelando los Complejos Mecanismos Subyacentes en
la Destreza de las Manos Humanas
19 de Marzo de 2008.
 Realizar
con los dedos de las manos los movimientos rápidos que en la vida
cotidiana se necesitan para ejercer distintos tipos de presión sobre
superficies diversas de manera que podamos, por ejemplo, asir objetos
pequeños, utilizar herramientas, o realizar manualidades, resulta vital.
Pero esta capacidad de movimientos y presión de los dedos que tan
trivial puede parecernos, es en realidad el resultado de un complejo
proceso neuromotor y neuromecánico, orquestado con una sincronización de
muy alta precisión por el cerebro, el sistema nervioso y los músculos de
las manos.
 Menéame
El ingeniero biomédico Francisco Valero-Cuevas (de la Universidad del
Sur de California) está trabajando para desvelar las características
neurológicas, biológicas y mecánicas de la mano humana que permiten la
manipulación precisa y hacen posible que una persona pueda asir un huevo
y cascarlo del modo adecuado sobre una sartén, abrocharse un botón de la
camisa, o accionar las teclas del teléfono móvil para responder a una
llamada.
Una mano con cinco dedos parece un dispositivo muy simple. Pero en
realidad los científicos ni siquiera comprenden bien qué es,
biomecánicamente hablando, una mano, cómo está controlada
neurológicamente, cómo las enfermedades pueden afectarla, y cómo el
tratamiento adecuado puede restaurar su funcionamiento normal. Es
difícil saber cómo cada uno de sus 30 y tantos músculos contribuyen a
sus funciones cotidianas, desde las que usamos al manejar un teléfono
móvil, hasta las que necesitamos para ponernos la ropa.
En su estudio, Valero-Cuevas, y Madhusudhan Venkadesan del Departamento
de Matemáticas de la Universidad de Cornell, pidieron a varios
voluntarios que con su dedo índice dieran unos golpecitos sobre una
superficie y la presionasen mientras los investigadores registraban en
cada caso la fuerza ejercida por la yema del dedo y la actividad
eléctrica en todos los músculos de la mano.
Estos investigadores, en un experimento único en su clase, registraron
en 3D la fuerza del dedo más el patrón de la coordinación muscular
completa de manera simultánea, empleando los electromiogramas
intramusculares de los siete músculos del dedo índice. A los voluntarios
se les pidió que realizaran ciertas operaciones muy específicas con el
dedo. Los investigadores encontraron que los patrones de coordinación
muscular cambiaban claramente según la maniobra realizada fuese una u
otra. La modelación matemática y el análisis de Venkadesan revelaron que
el control neuronal subyacente también se conmutaba entre estrategias
mutuamente incompatibles a una velocidad lo bastante elevada como para
garantizar la buena marcha de la secuencia de acciones.
Los datos obtenidos en estos experimentos sugieren que una circuitería
neuronal especializada pudo haber evolucionado para la mano gracias al
control neuronal vinculado a las acciones para las cuales el factor
tiempo es crítico, como las requeridas para ejecutar la abrupta
transición desde el movimiento hasta la fuerza estática (mover los dedos
hacia un objeto, y en el instante de hacer contacto con él pasar a
sujetarlo).
Si la transición entre las órdenes motoras no está bien sincronizada y
ejecutada, el acto de coger con agilidad y eficacia un vaso de agua
resulta imposible.
Los resultados del estudio también sugieren una explicación funcional
para un importante rasgo evolutivo del cerebro humano: sus centros motor
y sensorial desproporcionadamente grandes asociados con la función de
las manos.
Información adicional en:
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