Modelagem e simulação do controle da postura ereta humana quasi-estática com reflexos neuromusculares / Computer modelling and simulation of human posture in standing with neuromuscular reflexes

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Este trabalho apresenta um modelo matemático computacional do sistema neuro-músculo-esquelético humano especialmente desenvolvido para o estudo da estabilidade da postura ereta quasi-estática. Em adição ao sistema muscular extrafusal abordado nos modelos musculares usualmente empregados para estudar o movimento e a postura humana, o modelo inclui dois outros componentes fisiologicamente importantes do sistema de controle postural: o sistema muscular intrafusal e as respostas reflexas intrínsecas provenientes de três estruturas neuromusculares (fusos musculares, órgãos tendinosos de Golgi e interneurônios inibitórios). O modelo global consiste num pêndulo simples invertido sustentado por um par de atuadores músculo-reflexo (Winters, 1995) acionados por um controlador proporcional-integral-derivativo (PID). Simulações do modelo foram processadas com e sem a contribuição dos reflexos modelados. Os resultados se apresentaram compatíveis com aqueles apresentados em outros trabalhos baseados em observações experimentais. Deste modo, três propriedades fundamentais do sistema de realimentação sensorial foram matematicamente comprovadas: (i) sua característica antecipatória, (ii) sua capacidade de manter de forma autônoma o corpo na postura ereta quasi-estática e (iii) a incapacidade do corpo em se sustentar naquela postura na ausência dos reflexos modelados. Isto permite concluir que tais reflexos desempenham um papel fundamental no controle da postura ereta quasi-estática humana. Este modelo pode ser usado para formular hipóteses a respeito da causa de déficits de feedback somatosensorial no controle postural durante a postura ereta.

ASSUNTO(S)

postura engenharia eletrica posture equilíbrio postura humana neuromusculoskeletal model biomecânica modelo neuro-músculo-esquelético biomechanics balance

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