Una Investigación Sobre el Aprendizaje Motor del Paso Lateral con Cambio de Dirección, Diseño de una Prueba con Asignación Aleatoria

An investigation of motor learning during side-step cutting, design of a randomised controlled trial

Anne Benjaminse, Koen APM Lemmink, Ron L Diercks3 y Bert Otten1

1University Medical Center Groningen, Center for Human Movement Sciences. University of Groningen, Antonius Deusinglaan 1, 9713 AV Groningen, The Netherlands.
2SportsFieldLab Groningen, School of Sports Studies, Hanze University Groningen. University of Applied Sciences, Groningen, The Netherlands.
3Department of Orthopaedic Surgery, University Medical Center Groningen. University of Groningen, PO Box 30.001, 9700 RB, Groningen, The Netherlands.

Artículo publicado en el journal Revista de Entrenamiento Deportivo, Volumen 27, Número 1 del año .

Resumen

Antecedentes: De todas las lesiones deportivas de la rodilla, la ruptura del ligamento cruzado anterior (LCA) es la que implica un abandono temporal de la práctica deportiva más prolongado. Independientemente de la terapia empleada, conservadora o reconstructiva, a menudo, los atletas se ven forzados a reducir su nivel de actividad física y de participación deportiva. Por otra parte, una revisión reciente informó sobre la existencia de osteoartritis entre el 0% y el 13% en pacientes con rodillas con un LCA deficiente (LCA-D) y del 21% al 48% en pacientes con lesiones combinadas. La necesidad de prevenir la lesión del LCA es evidente. Por lo tanto, la identificación de los factores de riesgo y el desarrollo de estrategias de prevención pueden tener importantes implicaciones económicas y sobre la salud. El objetivo de esta investigación es evaluar el papel del aprendizaje motor implícito y explícito en la optimización de la ejecución del paso lateral con cambio de dirección. Métodos/diseño: Se realizará un estudio de asignación aleatoria. En el estudio participarán jugadores y jugadoras de baloncesto con buena salud con una edad igual o superior a los 18 años, sin lesiones anteriores en los miembros inferiores y que se encuentren jugando en el nivel recreativo más alto. Los sujetos recibirán una intervención basada en una retroalimentación dinámica. Se registrarán los datos cinemáticos y cinéticos de la cadera, rodilla y tobillo y la actividad electromiográfica de los músculos cuádriceps, isquiotibiales y gastrocnemio. Discusión: Los deportistas femeninos tienen un riesgo significativamente mayor de sufrir una lesión de LCA que los del género masculino. Se sugiere que para las mujeres un deficiente control biomecánico y neuromuscular de las extremidades inferiores es un factor de riesgo importante en la lesión del LCA. Se diseñó una prueba de asignación aleatoria para investigar si la retroalimentación individual, en la ejecución de una tarea, puede ser un método de intervención eficaz. Los resultados y los principios encontrados en este estudio se aplicarán a futuros programas de prevención de lesiones del LCA, que quizás deberían centrarse más sobre la predisposición individual de lesión.
Registro del test: El número de registro del test es NTR2250.

Palabras clave: No disponible

Abstract

Background: Of all athletic knee injuries an anterior cruciate ligament (ACL) rupture results in the longest time loss from sport. Regardless of the therapy chosen, conservative or reconstructive, athletes are often forced to reduce their level of physical activity and their involvement in sport. Moreover, a recent review reported prevalences of osteoarthritis ranging from 0% to 13% for patients with isolated ACL-deficient (ACL-D) knees and respectively 21% to 48% in patients with combined injuries. The need for ACL injury prevention is clear. The identification of risk factors and the development of prevention strategies may therefore have widespread health and economic implications. The focus of this investigation is to assess the role of implicit and explicit motor learning in optimising the performance of a side-step-cutting task. Methods/design: A randomized controlled laboratory study will be conducted. Healthy basketball players, females and males, 18 years and older, with no previous lower extremity injuries, playing at the highest recreational level will be included. Subjects will receive a dynamic feedback intervention. Kinematic and kinetic data of the hip, knee and ankle and EMG activity of the quadriceps, hamstrings and gastrocnemius will be recorded. Discussion: Female athletes have a significantly higher risk of sustaining an ACL injury than male athletes. Poor biomechanical and neuromuscular control of the lower limb is suggested to be a primary risk factor of an ACL injury mechanism in females. This randomized controlled trial has been designed to investigate whether individual feedback on task performance appears to be an effective intervention method. Results and principles found in this study will be applied to future ACL injury prevention programs, which should maybe more focus on individual injury predisposition.

Keywords: Not available

INTRODUCCIÓN

De todas las lesiones deportivas de rodilla, la rotura del ligamento cruzado anterior (LCA) implica una de las interrupciones de la actividad deportiva más prolongadas. [1]. Independientemente de la terapia aplicada, conservadora o reconstructiva, a menudo los deportistas se ven obligados a reducir su nivel de actividad física y su participación en el deporte [2]. Además, un trabajo reciente informó de la existencia de osteoartritis en pacientes con una lesión aislada del LCA que variaban entre del 0% al 13% y en pacientes con lesiones combinadas del 21% al 48% [3], lo que conlleva unos gastos médicos adicionales a largo plazo [4]. Por lo tanto, la identificación de factores de riesgo y el desarrollo de estrategias de prevención pueden tener importantes implicaciones económicas y para la salud.

La mayoría de las investigaciones sobre el riesgo de lesión sin contacto del LCA y las diferencias en cuanto al género que en ellas se dan, se han centrado en los factores de riesgo neuromuscular y biomecánico debido a su potencial para ser modificados. Las estrategias de entrenamiento neuromuscular centradas en el calentamiento, la técnica, el equilibrio, los ejercicios de fortalecimiento y la agilidad han continuado evolucionando y representan un objetivo de la investigación cada vez más amplio e igualmente importante [5-11]. Sin embargo, datos epidemiológicos recientes, sugieren que a pesar de estas iniciativas continuas y de los éxitos preliminares informados [5,8,12,13], las tasas de lesión del LCA y la disparidad asociada al género no han disminuido [14-16]. La disparidad entre los resultados positivos de laboratorio y los efectos reales sobre los resultados de lesiones en las poblaciones femeninas de alto riesgo sugiere que existe un eslabón perdido entre la investigación actual y las aplicaciones clínicas orientadas a intervenir en el entrenamiento neuromuscular [17]. Un problema podrían ser las dificultades para medir las tasas de lesión, así como las dificultades en la aplicación de programas de prevención de lesiones a gran escala. Las posiciones de los miembros inferiores después de una intervención en el laboratorio no reflejan necesariamente dichas posiciones en el terreno de juego. La transición desde la percepción consciente, durante las sesiones de entrenamiento de la técnica en situaciones controladas, a los movimientos inesperados y automáticos, durante los entrenamientos o los partidos, implica adaptaciones motoras complejas. El propósito de este proyecto de investigación es poner de relieve el problema del aprendizaje motor en la optimización del rendimiento deportivo de una forma coherente con la prevención de la lesión del LCA.

Las instrucciones pueden ser un medio eficaz de transmitir la información relacionada con el objetivo y los educadores comúnmente las usan para enseñar y perfeccionar la ejecución motriz en todos los niveles de la habilidad [18]. Durante nuestra intervención usaremos el concepto de aprendizaje implícito y explícito. El aprendizaje motor implícito se refiere a la adquisición de una habilidad motora sin la adquisición simultánea de conocimiento explícito sobre la ejecución de una habilidad, que normalmente se procesa de manera automática; mientras que el aprendizaje motor explícito se refiere a la adquisición de habilidades motoras con un enfoque interno y un conocimiento específico sobre la ejecución de una habilidad [19]. Se ha demostrado que el desempeño y el aprendizaje de habilidades motoras aumenta si el ejecutante adopta un enfoque externo de la atención (focalizada en el efecto del movimiento), en comparación con un enfoque interno de la atención (focalizada en sus propios movimientos) [20].

Hay programas de prevención de lesiones del LCA que establecen reglas explícitas concernientes a las posiciones de apoyo deseadas, haciendo hincapié en la alineación correcta de la cadera, rodilla y tobillo [8-12,21-28]. Sin embargo, el uso de estrategias explícitas puede ser inadecuado para el control de habilidades motoras complejas [19]. Se ha demostrado, que las instrucciones que dirigen la atención de los ejecutantes hacia sus propios movimientos pueden tener realmente un efecto perjudicial sobre el rendimiento y el aprendizaje e interrumpir la ejecución de habilidades automáticas, especialmente en comparación con un enfoque atencional dirigido externamente [20,29-32]. Las razones exactas que expliquen los efectos beneficiosos de un enfoque atencional externo son todavía relativamente inciertas. Sin embargo, intentar controlar los propios movimientos de manera consiente podría interferir con el normal proceso de control motor automático, conduciendo a una ruptura en la coordinación natural del movimiento [32,33]. Las habilidades motoras que son explícitamente adquiridas tienden a ser menos resistentes, con menor capacidad de adaptación, bajo presión psicológica [33-37] y fisiológica [38,39], tienden a interferir con el procesamiento automático normal del esquema motor [33,40], tienden a ser menos duraderas [41] y menos sólidas [42] cuando se requiere una respuesta rápida. El aprendizaje explícito puede resultar afectado en mayor medida por la inteligencia del individuo que el aprendizaje implícito [43-45]. Teniendo en cuenta estos beneficios, se debería de recurrir al aprendizaje implícito en los espacios deportivos modernos, dado que las habilidades motrices se llevan a cabo en competiciones que generan un cierto estado de ansiedad y bajo condiciones de fatiga. Se considera que un control consciente de un movimiento es una gran desventaja para los deportistas ya que deben prestar atención al juego, a los jugadores y al balón, y cuyas acciones deben de ejecutarse rápidamente si es preciso y, por lo tanto, muy poca o ninguna atención se le podría prestar cuando se ha de adoptar una óptima posición de las extremidades inferiores. Una tarea de alto nivel cognitivo será vulnerable durante un partido.

En el enigma de la lesión del LCA, en particular, la presión psicológica y fisiológica es un factor importante. Myklebust et al. informaron que los deportistas tienen un riesgo mayor de sufrir una lesión de LCA durante un partido que durante un entrenamiento [9]. También se ha planteado que la fatiga contribuye a las lesiones del LCA sin contacto [46-48]. Por razones obvias, un partido genera un estrés psicológico y fisiológico mayor que una sesión de entrenamiento. Sobre todo, conforme avanza el partido, la fatiga puede tener un efecto desfavorable y acumulativo sobre el control neuromuscular y, potencialmente, podría dar lugar a estrategias de movimiento arriesgadas [49]. La disminución de la capacidad para controlar los movimientos corporales en fatiga será potencialmente más importante cuando se hayan enseñado técnicas de apoyo apropiadas de una manera explícita. Además, no se debe ignorar la posibilidad de que el aprendizaje implícito pueda proteger el rendimiento motor del deportista de la influencia, a menudo debilitadora, del estrés psicológico

Considerando los beneficios del aprendizaje implícito, expresados anteriormente, creemos que en la prevención de lesiones del LCA, necesitamos descubrir las posibilidades del aprendizaje implícito. Nosotros usamos la retroalimentación visual, es decir, el aprendizaje por observación, durante nuestras pruebas, en las que la imitación de lo que se muestra juega un papel importante. La imitación es la copia de los movimientos corporales que se observan [50]. El sistema espejo humano es la base del aprendizaje observacional [51]. Las neuronas espejo median en la compresión de la acción debido a que las neuronas que representan una acción se activan en la corteza premotora del observador. Esto induce automáticamente, una representación motora de la acción observada correspondiente a la que se genera espontáneamente durante la acción activa y cuyo resultado es conocido por la persona que actúa. Las neuronas espejo son neuronas visomotoras que se activan tanto cuando una acción ha sido realizada como cuando una acción similar o idéntica es observada pasivamente [52]. Una plantilla del movimiento se activa a través de las neuronas espejo por lo que el movimiento en sí se hace evidente en términos de acciones motoras, sin gran participación cognitiva [53]. Por lo tanto, un aspecto funcional importante de las neuronas espejo es la relación entre su capacidad de vincular características visuales y motoras.

Cuando los observadores ven un evento motor que comparte rasgos con un evento motor similar presente en su repertorio motor, ellos se preparan para repetirlo. Mientras mayor sea la similitud entre el evento observado y el evento motor, más fuerte será la preparación [54]. La activación de representaciones motoras a través de la mera observación podría tener aplicaciones importantes en la mejora del aprendizaje de destrezas y en la rehabilitación motora [55]. Por consiguiente, nosotros queremos aplicar una intervención en la que los sujetos vean su propia ejecución, implícitamente o explícitamente. La preparación será fuerte, dado que ver la propia ejecución implica una gran similitud entre el evento observado y el ejecutado. 

El objetivo de este proyecto es investigar cómo podemos entrenar deportistas individualmente utilizando ciertos patrones motores para que finalmente lleguen a ser automáticos. El aprendizaje motor que se ofrece de una manera implícita, será potencialmente más robusto sobre el terreno. Nuestro proyecto de investigación puede aportar una visión más clara sobre el problema actual de las lesiones del LCA y podría dar la oportunidad de llevar a cabo un programa de prevención dirigido más eficazmente hacia las necesidades individuales. Si la retroalimentación implícita visual individual sobre el rendimiento de la tarea parece ser un método de intervención eficaz, éste podría ser aplicado a poblaciones más grandes que participen en deportes de equipo y con un alto riesgo de sufrir una lesión del LCA. Tanto los resultados como los principios encontrados en este estudio se aplicarán en los futuros programas de prevención de lesiones del LCA.

MÉTODO/DISEÑO

Diseño del estudio

Este estudio tendrá un diseño de asignación aleatoria con dos factores entre sujetos, el género y el grupo (grupos implícito, explícito y control) y, un factor intra-sujeto, el tiempo (pretest, postest después de una semana y postest después de un mes). Los sujetos, después de dar su consentimiento de participación serán aleatoriamente asignados a un grupo en base al orden en que se hayan inscrito para la sesión de evaluación inicial en que se establezca la línea base Dado que es fundamental contar con el mismo número de sujetos masculinos y femeninos en cada grupo (2 × grupo experimental y 1 × grupo control) se realizará un muestreo estratificado. El diseño del estudio, procedimientos y consentimiento informado fueron aprobados por el Comité de Ética Médica local (número de registro 2009-142).

Población de estudio

Debido a que la magnitud de la discrepancia de género en la tasa de lesión del LCA no es consistente en los deportes [56-58], es esencial estudiar un grupo específico de deportistas. Dado que el baloncesto es un deporte de alto riesgo en lo que respecta a la lesión del LCA [14,56,59], en este estudio se investigará a jugadores de baloncesto. Se estableció un grupo control con jugadores de baloncesto de edad y nivel de competición equiparable a los grupos experimentales. El criterio de inclusión es: tener 18 años o más, jugar al baloncesto al nivel recreativo más alto, no tener antecedentes de lesiones graves o cirugías en los miembros inferiores, no sufrir ninguna lesión en la actualidad ni en los 6 meses anteriores al estudio en ninguna parte de los miembros inferiores y ser capaz de participar en los entrenamiento y en los partidos al 100% en el momento de las evaluaciones. Los sujetos serán excluidos si han tenido: alguna lesión en la cadera, rodilla u otra lesión importante en los últimos 6 meses previos a la evaluación, cualquier lesión previa importante o alguna cirugía en cualquier articulación de las extremidades inferiores o antecedentes de deterioro neurológico, vestibular o visual. Los potenciales participantes serán reclutados de los clubes de baloncesto y escuelas regionales. Los sujetos deberán contactar con el investigador principal para programar la sesión de evaluación. Antes de realizar los test, los sujetos serán examinados por el fisioterapeuta (A.B.) para supervisar el estado del LCA (lesión, lesión parcial, ninguna lesión) Se realizarán el test de Lachman y el test de desplazamiento de pivote (pivot-shift) El test de Lachman tiene valores de sensibilidad (85%) y especificidad (94%) muy altos. El test de desplazamiento de pivote es muy específica, es decir, el 98% [60]. En caso de que se observe una lesión o una lesión parcial del LCA, los sujetos no podrán participar en el estudio. Por otra parte, los sujetos podrán finalizar su participación en el estudio si lo consideran oportuno.

Nosotros consideramos el momento de abducción de la rodilla y la tasa de carga del momento de abducción de la rodilla a lo largo del tiempo como las variables principales de interés, dado que el propósito principal del entrenamiento de este estudio es conseguir la alineación de la pierna con la fuerza de reacción del suelo (FRS). Al tenerse en cuenta la relevancia clínica de un momento de abducción "con riesgo" y "sin riesgo", nos referimos al estudio prospectivo de Hewett et al. [61]. Las mujeres estudiadas que habían roto el LCA (n = 9) tenían un momento pico de abducción externa de la rodilla mayor en la fase de apoyo, -45.3 ± 28.5 Nm, comparado con el de las mujeres que no se habían lesionado (n = 390), -18.4 ± 15.6 Nm (P <0.001). Consideramos que esta diferencia media del momento de abducción de la rodilla es clínicamente relevante, ya que es predictiva de la ocurrencia de lesiones del LCA en un estudio prospectivo. De este modo, se usó la diferencia para calcular la potencia en este estudio. Con un tamaño del efecto de 0.55 (determinado en base a las diferencias de las medias divididas por la desviación estándar (DE)) y un valor de alfa de 0.05, se alcanza una potencia de 0.80 al incluir 120 sujetos, con 40 sujetos (20 mujeres y 20 varones) por grupo (grupo de aprendizaje implícito, grupo de aprendizaje explícito y grupo control). Para calcular el tamaño necesario de la muestra se utilizó el software G*Power para Mac, Versión 3.1.2.

Intervención

Se darán dos tipos de retroalimentación visual inmediata (Tabla 1):







Tabla 1. Descripción del proceso de evaluación.

1) Retroalimentación explícita: Después de cada tarea de paso lateral, los sujetos recibirán inmediatamente instrucciones explícitas para mejorar su ejecución. Los potenciales factores de riesgo para las lesiones del LCA incluyen: 1) incremento del ángulo del valgo de la rodilla [61], 2) Disminución del ángulo de flexión de la rodilla [62-64], 3) Incremento de la fuerza de traslación del tibial anterior [65,66], 4) Disminución del ángulo de flexión de la cadera [62,64,67,68], 5) Aumento del ángulo de rotación interna de la cadera [62], 6) Aumento del ángulo de rotación interna de la rodilla [69]. Los puntos para mejorar estos factores de riesgo potencial, citados anteriormente, se mencionarán a los sujetos y se les solicitará minimizar la carga en la rodilla.

2) Retroalimentación implícita: Los sujetos se les someterá a una intervención de retroalimentación visual dinámica. Tras la realización de una de las tareas, se les mostrará a los sujetos una representación visual del cuerpo completo de su mejor ejecución (vista posterior en 3D) con sistema de registro Basler (aprendizaje Darwiniano). No se proporcionará retroalimentación explícita ni instrucciones, sin embargo los sujetos conocerán de antemano que hay mejores y peores formas de realizar la tarea. Los sujetos investigarán por si mismos cuál es la solución que mejor se ajusta a su cuerpo; explorarán y seleccionarán la ejecución que se adapte mejor.

La mejor ejecución se determinará en base al momento pico del valgo que debe ser tan bajo como sea posible. La sesión de entrenamiento constará de 30 repeticiones. Como se necesita asegurar que las mejoras en la ejecución del apoyo (si se produce alguna) sean permanentes en vez de temporales, se realizará una prueba de retención después de una semana (similar a lo establecido por Onate et al.) [70] y después de un mes. Durante las pruebas de retención no se proporcionará retroalimentación a ningún grupo. El grupo control realizará las mismas tareas que los grupos experimentales; sin embargo, el grupo control, no recibirá retroalimentación en ningún caso. Para asegurarnos de que los grupos son homogéneos, se realizarán cinco repeticiones sin retroalimentación antes de la intervención real, además de los 30 intentos correspondientes.

Registros

La revisión de los criterios de inclusión y exclusión se realizará en el laboratorio y se llevarán a cabo por el investigador principal (A.B.) de este estudio. Antes del estudio, los participantes firmarán un formulario de consentimiento informado de acuerdo con lo establecido por el Comité de Ética Médica de la Universidad de Groningen.

En el laboratorio se analizarán los datos cinemáticos, cinéticos y electromiográficos (EMG) de las extremidades inferiores de los sujetos realizando una tarea de paso lateral. Las principales variables a medir serán:

1) Momento de abducción de la rodilla.
2) Tasa de carga del momento de abducción de la rodilla a lo largo del tiempo.
Las variables secundarias serán:
3) Patrón EMG promedio del glúteo mayor (GM), vasto medial (VM), vasto lateral (VL), isquiotibial medial (IM), isquiotibial lateral (IL), gastrocnemio medio (GM) y gastrocnemio lateral (GL).
4) Tiempo de inicio de la actividad muscular (el primer tren de pulsos EMG detectado mediante el algoritmo de Santello antes del apoyo [66]) del GM, VM, VL, IM, IL, GM y GL.
5) Actividad muscular del GM, VM, VL, IM, IL, GM y GL integrada a lo largo del intervalo de 100 milisegundos previo al contacto del pie (intervalo preparatorio) y desde el instante del contacto hasta  alcanzar la máxima flexión de la rodilla (aceptación del peso).
6) Cocontracción muscular (usando el EMG integrado de cada músculo y la fórmula: [(musculo menos activo/músculo mas activo) x (suma de la actividad integrada de ambos músculos)]) de VL-GM, VL-IL, VM-GL y VM-IM a lo largo del intervalo de 100 milisegundos antes del contacto del pie (intervalo preparatorio) y desde el contacto del pie hasta el punto de la máxima flexión de la rodilla (aceptación del peso).
7) Ángulos de cadera, rodilla y tobillo en el contacto inicial (CI), pico de la FRS posterior y valores máximos para cada una de esas variables.
a. Abducción/aducción.
b. Flexión/extensión.
c. Rotación Externa/interna (sólo para cadera y rodilla).
8) Ángulo de flexión del desplazamiento angular de la rodilla.
9) Momentos de las articulaciones de cadera, rodilla y tobillo en el CI, pico de FRS posterior y los valores máximos para cada una de esas variables.
a. Abducción/aducción (no para la rodilla, ver medición de variable principal).
b. Flexión/extensión.
c. Rotación externa/interna (sólo para cadera y rodilla).
Además se registrará el historial de las lesiones y/o cirugías, el cuestionario de nivel de actividad de Tegner [69,70] y la actividad entre la intervención y los tests de seguimiento.

Preparación de los sujetos

Para calcular los ángulos y momentos de las articulaciones de la cadera, rodilla y tobillo, primero se tomarán las medidas antropométricas para la evaluación del análisis de movimiento en 3D. Las mediciones antropométricas incluirán peso y talla corporal, diámetro de la rodilla y del tobillo y la longitud de la pierna (ASIS - maléolo medio). A los sujetos se les colocarán marcadores reflectantes sobre el talón, el maléolo lateral, la cabeza del segundo metatarsiano, el epicóndilo femoral y en ASIS y PSIS bilateral. Otros cuatro marcadores se colocarán bilateralmente en el lado lateral de la mitad del muslo y de la mitad  de la pierna. La señal EMG se registrará usando electrodos superficiales bipolares de cloruro de plata pregelificados (ZeroWire EMG, Aurion, Italia). La localización de los electrodos se establecerá por palpación de la anatomía del sujeto y se colocarán en la zona prominente del músculo apropiada, en línea con la dirección de las fibras, con una distancia entre electrodos de aproximadamente 20 mm, según la metodología descrita por Delagi y Perotto [71]. Las superficies de colocación de los electrodos serán afeitadas y limpiadas con alcohol isopropílico para reducir la impedancia. Además, los electrodos se fijarán a la piel con esparadrapo para minimizar los artefactos por movimiento. La colocación de los electrodos se comprobará mediante inspección visual de la señal electromiográfica en la pantalla del ordenador mediante el el Software Vicon Nexus (Versión 1.6, Vicon Motion Systems, Inc., Centennial, CO) durante una prueba muscular manual estandarizada [29]. Antes de la adquisición de los datos se registrarán las señales EMG durante dos segundos en contracción isométrica voluntaria máxima (CIVM) de cada uno de los músculos. Estos datos se procesarán y se utilizarán para la normalización de la actividad EMG del músculo correspondiente durante la tarea dinámica. Sólo el investigador (A.B.) será quien coloque tanto los electrodos como los marcadores. Todos los sujetos deberán llevar pantalones cortos ajustados al cuerpo y zapatillas de baloncesto.

Un ejercicio de paso lateral sin anticipación se realizará en el laboratorio. Cada deportista completará una sesión de práctica que incluirá algunas repeticiones con y sin anticipación de cada uno de las dos tareas para familiarizarse con el diseño experimental así como para reducir el efecto atencional sobre la plataforma de fuerza. El deportista realizará desplazamientos laterales de forma aleatoria. El tramo recto y el paso cruzado son ejercicios que se presentan al deportista para que tenga tres opciones de ejecución. De manera que el paso lateral resulte una tarea. Concretamente, la tarea de paso lateral consiste de una carrera de aproximación, seguida por un apoyo del pie dominante sobre la plataforma de fuerza junto con un cambio de orientación de 45°. La orientación del pie será hacia la derecha para los sujetos cuyo pie dominante sea el izquierdo y hacia la izquierda para quienes el pie dominante sea el derecho. Cada ángulo se medirá desde el centro de la plataforma de fuerza trazándose la línea correspondiente (usando cinta) para que sea claramente visible para los sujetos. En cuanto a la carrera en línea recta, los sujetos continuarán la carrera de aproximación a lo largo del dispositivo experimental pero sin cambiar la dirección ni la velocidad.

Dos células fotoeléctricas permitirán asegurar que la velocidad de aproximación esté entre 4.5-5.5 m/s y 0.5 segundos antes de que los sujetos se apoyen sobre la plataforma de fuerza y hagan el cambio de orientación, un sistema de guiado mediante 3 luces se utilizará para hacer aleatoria la dirección de los sujetos; una luz se encenderá indicando la dirección que el sujeto debe tomar. Cada sujeto dispondrá de 1 minuto entre repeticiones para reducir los efectos potenciales de la fatiga. Para asegurar que la tarea se realice con suficiente intensidad, la velocidad de salida deberá ser entre 4.0-5.0 m/s, que será registrada mediante las células fotoeléctricas situadas 5 metros por delante de la plataforma de fuerza.

Sólo se considerarán los intentos válidos. Una tarea de cambio de dirección se considerará válida si los sujetos llegan a la plataforma de fuerza con la velocidad requerida, realizan la maniobra con el panel luminoso encendido, hacen el CI sobre la plataforma de fuerza y corren hacia adelante en línea recta o realizan un cambio de dirección con un ángulo de orientación del pie de 45° con la velocidad de salida requerida. Los participantes deberán continuar corriendo 5 m tras la ejecución del paso lateral. Los intentos en que se modifique la longitud de paso (es decir, pasos cortos) para ajustar el contacto sobre la plataforma de fuerza también se descartarán. El paso corto será descartado porque los registros no serán comparables con el de otras ejecuciones ya que la velocidad probablemente disminuya y no esté entre 4,5-5,5 m/s. La velocidad de referencia en la aproximación se basa en estudios previos [69,72].

Instrumentación

Para el registro y el cálculo de los datos cinemáticos y cinéticos se utilizará el software Nexo de Vicon (Versión 1.6) de Vicon Motion Analysis System (Vicon Motion System, Inc., Centennial, CO). Los datos de FRS serán registrados a 1200 Hz mediante 2 plataformas de fuerza (Bertec Corporation, Columbus, Ohio) encastradas en el suelo para que estén al nivel de la superficie circundante. La electromiografía de superficie (EMG) será registrada mediante un sistema telemetrico Noraxon Telemyo Telemetry EMG System (Noraxon EE.UU. Inc, Scottsdale, AZ) usando ZeroWire. La señal será enviada desde los electrodos a la unidad de transmisión. Después de ser amplificada, la señal telemétrica será enviada desde el transmisor al receptor para una amplificación adicional (ganancia total de 2000) y serán filtradas mediante un filtro de ancho de banda (filtro Butterworth con paso bajo 10 Hz y paso alto 500 Hz, factor de rechazo de modo común de 130 db). Las señales del receptor se registrarán con el paquete de adquisición de datos Vicon Nexo Software (Versión 1.6, Vicon Motion Systems, Inc., Centennial, CO). La señal analógica del receptor de EMG se convertirá a una señal digital mediante un panel A/D DT3010/32 (32 canales, 24 bit) (Data Translation, Inc., Marlboro, MA). También se empleará una cámara de alta velocidad Basler (640 × 480, 210 fps, Vicon Motion Systems, Inc., Centennial, CO) con una lente de 25 mm C-mount para el registro de los datos analógicos.

Adquisición de datos y análisis estadístico

Se evaluarán los datos cinemáticos de las articulaciones de la cadera, la rodilla y el tobillo en el momento del CI, así como el pico posterior de la FRS y los valores máximos para cada una de esas variables tras el CI. El CI se definirá como el momento en que el 5% del peso corporal del sujeto recae sobre la plataforma de fuerza. Los datos en bruto de las coordenadas ser filtrarán mediante una frecuencia de corte optimizada.

Los datos analógicos en bruto de las CIVMs y los datos analógicos brutos sincronizados (datos de la cinemática de la articulación, datos cinéticos de las articulaciones y datos de la FRS) de las repeticiones serán importados a Matlab (versión12, MathWorks, Natick, MA) para su procesamiento y la identificación de las variables de interés. El valor medio de cada CIVM se usará para la normalización de la EMG durante las pruebas. Tanto los datos de CIVM como los datos de la EMG serán procesados con envolventes lineales antes de ser empleado el filtro de Butterworth (cuarto-orden, cambio a fase cero, frecuencia de corte de 20 Hz).
Se usarán datos analógicos brutos de las plataformas de fuerza para calcular los datos de FRS en cada ejecución. Los datos brutos de las coordenadas serán filtrados mediante una frecuencia de corte optimizada. Para la FRS se utilizará un filtro Butterworth de cuarto orden con una frecuencia de corte de 100 Hz. Los datos de la FRS se usarán para calcular la fuerza posterior máxima durante la fase de apoyo inicial de las tareas.

Sólo se analizará la pierna dominante. Además de las 30 pruebas durante los tests de intervención y de retención, todos los sujetos realizarán cinco pruebas al comienzo. Estas cinco repeticiones iniciales (sin retroalimentación) previas a la intervención se realizarán para asegurar la homogeneidad de los grupos en las mediciones de las variable principales (momento de abducción de la rodilla y tasa de carga del momento de abducción de la rodilla a lo largo del tiempo). Los resultados de estas cinco pruebas se compararán mediante un ANOVA de una vía. Se aplicará un análisis multinivel para examinar los efectos intra e intersujetos. Se utilizará el  SPSS 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL) para analizar la curva del aprendizaje implícito frente explícito y a su vez con respecto a la ausencia de retroalimentación de las principales variables registradas a lo largo del tiempo. Los registros de las variables secundarias se usarán como variables explicativas. Además, se realizarán ajustes post hoc de Bonferroni para determinar los efectos intra, inter y de interacción. Un nivel alfa de 0.05 se fijará a priori.

DISCUSIÓN

Los deportistas de género femenino tienen un riesgo significativamente más alto de sufrir una lesión del ligamento cruzado anterior (LCA) que los de género masculino. La identificación de los factores de riesgo y el desarrollo de estrategias de prevención podrían tener grandes implicaciones económicas y para la salud. Se ha sugerido que un control neuromuscular y biomecánico de los miembros inferiores deficiente sería un factor de riesgo importante en el mecanismo de lesión del LCA en mujeres [61]. Éstas son características modificables que pueden potencialmente reducir la tasa de lesión del LCA después de una intervención apropiada. Pero a pesar de que se ha realizado un gran esfuerzo en la prevención de las lesiones de LCA sin contacto, la incidencia sigue siendo alta [14,15,56]. El propósito de este proyecto de investigación fue resaltar el problema del aprendizaje motor para la optimización del rendimiento de una manera consistente con la prevención de lesiones de LCA. Si la retroalimentación visual individual sobre la ejecución de la tarea es un método de intervención eficaz, éste podría aplicarse a poblaciones más grandes que participen en deportes de equipo y con un alto riesgo de sufrir una lesión del LCA. Los resultados y principios encontrados en este estudio serán aplicados a futuros programas de prevención de lesiones del LCA, que podrían enfocarse más hacia la predisposición individual a la lesión.

Contribuciones de los autores 

AB escribió el manuscrito, diseñó el estudio, coordinó las pruebas, registrará, analizará e informará los datos. BO ayudará en el análisis y en el informe de los resultados. BO, KAPML y RLD diseñaron el estudio. Todos los autores leyeron, revisaron y aprobaron el manuscrito final.

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Cita Original

Anne Benjaminse, Koen APM Lemmink, Ron L Diercks, Bert Otten. An investigation of motor learning during sidestep cutting, design of a randomised controlled trial. Musculoskeletal Disorders 11:235. 2010

Cita en Rev Entren Deport

Anne Benjaminse, Koen APM Lemmink, Ron L Diercks y Bert Otten (2013). Una Investigación Sobre el Aprendizaje Motor del Paso Lateral con Cambio de Dirección, Diseño de una Prueba con Asignación Aleatoria. Rev Entren Deport. 27 (1).
https://g-se.com/una-investigacion-sobre-el-aprendizaje-motor-del-paso-lateral-con-cambio-de-direccion-diseno-de-una-prueba-con-asignacion-aleatoria-1524-sa-Q57cfb272232ff

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