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AUTOR: RAFA TUNDIDOR

AUTOR: MARCOS GUTIÉRREZ

AUTOR: MARIO MUÑOZ LÓPEZ

     

ENTENDIENDO LA ELECTROMIOGRAFÍA

GENERALIDADES DE LA ELECTROMIOGRAFÍA

La electromiografía de superficie (sEMG) está adquiriendo una importancia creciente en el deporte, en la medicina ocupacional y en los estudios ergonómicos. Prueba de ello es que en Powerexplosive, David ha tenido la oportunidad de trabajar con esta herramienta para evaluar la actividad eléctrica muscular en diferentes ejercicios y acercarnos algo que parece únicamente posible dentro de un laboratorio, pero que en verdad refleja el día a día de quienes realizamos ejercicio.


Esta metodología sirve para realizar análisis dinámico, motivo por el cual es aún más relevante dentro del deporte. La utilización de los músculos de una manera correcta y eficiente ayuda a mejorar la actividad, el rendimiento, y minimizar el riesgo de lesión. La clave para alcanzar un entrenamiento saludable es la monitorización del progreso y la introducción de correcciones cuando sea necesario.

Sin embargo, para no caer en errores cuando hablamos de “EMG”, es importante mencionar que la electromiografía incluye el estudio mediante electrodiagnóstico tanto de los músculos como de los nervios, ayudándonos a entender la localización de un problema dentro del sistema de movimiento, ya sea en el sistema nervioso periférico o en el mismo músculo, pudiendo ocurrir incluso en la unión neuromuscular. Por lo tanto, la electromiografía supone también una herramienta de diagnóstico diferencial de enfermedades musculares y del sistema nervioso (ej. distrofias, esclerosis, neuropatías, disfunción nerviosa…), que engloba dos componentes: estudios de conducción nerviosa (NCS) y electromiogramas (EMG).

Estudios de conducción nerviosa (NCS)

Miden lo bien y rápido que los nervios pueden transmitir señales eléctricas. Los estudios de conducción nerviosa ofrecen información cuantitativa (cantidad) única sobre la función neurológica en pacientes que tienen una serie de desórdenes neuromusculares. Un nervio se ve estimulado en uno o más puntos a lo largo de su extensión y la respuesta eléctrica del nervio queda registrada.

electromiogafía esquema
Electromiogramas (EMG)

En el mundo del deporte, cuando se habla de “electromiografía”, generalmente se está haciendo referencia a los test con electromiograma (EMG), que implican evaluar la actividad eléctrica de un músculo y también es una de las partes fundamentales de la asesoría de electrodiagnósticos médicos.
Obtener la información producida por los músculos activados proporciona datos sobre la actividad de los centros de control motores. Eso se puede lograr de dos maneras:

1. Una manera invasiva, mediante cables o agujas insertados directamente en los músculos, lo que se denomina Electromiograma integrado (iEMG);

2. De una manera no invasiva, mediante la colocación de electrodos en la superficie de la piel de los músculos correspondientes. Es el Electromiograma de superficie (sEMG).

La activación muscular es el resultado del esfuerzo del músculo, aunque la relación entre actividad electromiográfica y el esfuerzo es únicamente cualitativa (calidad).

electromiografía prueba

ELECTROMIOGRAFÍA DE SUPERFICIE

Puesto que los estudios de conducción nerviosa quedan más destinados al ámbito clínico, los electromiogramas de superficie (sEMG) se abrevian, en el campo que nos interesa, como “electromiografía de superficie”.

El uso de esta modalidad es preferible en sujetos sedentarios y saludables que se presentan voluntarios a participar en investigaciones, al igual que en deportistas. La iEMG es bastante invasiva (dolorosa) como para que muchos sujetos que representan la mayoría social se sientan atraídos a participar en estudios que utilicen esta otra modalidad.

Un ingrediente clave que fortalece la fiabilidad de los protocolos es la intensidad de entrenamiento, definida como el porcentaje de la fuerza máxima ejercida. La sEMG es usada comúnmente para medir los niveles de activación muscular y proporciona una estimación de la intensidad que supone el ejercicio para los músculos involucrados en el movimiento de manera específica, al igual que sobre la posición ideal para realizar un ejercicio.

electromiografía entrenamiento
Cuando hablamos de “activar un músculo”, ha de producirse una estimulación procedente del sistema nervioso central para que el proceso de transmisión del impulso nervioso entre células nerviosas y hacia la fibra muscular sea satisfactorio. Las señales de EMG nos ofrecen una ventana de visualización de las señales eléctricas presentadas por múltiples fibras musculares y son, de hecho, una superposición de varios potenciales de acción. El proceso de descarga nerviosa puede ser demasiado denso de explicar para este artículo, por lo que os invitamos a visitar estos dos artículos para ampliar y consolidar información: unidades motoras y bomba Sodio-Potasio.

La EMG nos permite registrar la actividad muscular, habitualmente en milivoltios (mV), y es a menudo recomendable llevar a cabo una medición cinemática (“ver el movimiento”) sincronizada al mismo tiempo, como la que se observa muy gráficamente en el vídeo que David realizó con Check Your Motion. De esta manera, ambos tipos de datos pueden contrastarse, pudiendo establecer:

• Durante cuánto tiempo se activa el músculo, así como el comienzo y el final de la activación en relación con la posición articular. Es lo que se denomina frecuencia de activación.

• El grado de actividad muscular, mostrado en la gráfica siguiente como la amplitud o “pico de activación”, el cual refleja el nivel de esfuerzo muscular. Sin embargo, esto no se debe confundir con el nivel de fuerza muscular, ya que la señal eléctrica detectada es una función de la concentración iónica en el músculo.

electromiografía resultado

Aparte de utilizar la retroalimentación mediante sEMG para propósitos relacionados con el entrenamiento, nos ofrece información sobre la fuerza, el nivel de acondicionamiento o fatiga del deportista, o de los efectos de un programa de rehabilitación de lesiones.

RELACIONES ENTRE LA FUERZA, LA HIPERTROFIA MUSCULAR Y LA EMG

Hay muchos casos en los que se desea conocer la relación entre la EMG y la fuerza, pues el incremento de la fuerza muscular permite mejoras en las áreas del rendimiento, la prevención de lesiones, la composición corporal, la imagen de uno mismo, la masa muscular y salud ósea a lo largo de la vida, la prevención de enfermedades crónicas, etc.

La relación entre EMG y fuerza parece depender de la naturaleza del músculo de estudio y del movimiento en cuestión, además de otras variables como experiencia de entrenamiento o fatiga acumulada. Por ejemplo, algunos investigadores reportan una relación lineal entre estas variables para el músculo aductor del pulgar y los músculos interóseos dorsales de la mano y sóleo, y una relación no lineal en bíceps y deltoides.

electromiografía gráficas
En la anterior gráfica, marcada en color marrón, encontramos la fatiga como un componente que altera el registro e interpretación de la EMG registrada. Podemos observar que en condiciones de fatiga (ej. mesociclo con marcado déficit calórico y alta carga de entrenamiento), para un mismo nivel de fuerza desarrollada, la sEMG registrada es mayor que en condiciones de no fatiga.

Se debe a que no existe una relación lineal entre las variables de activación muscular y la carga neural (mayor cuanta más fatiga exista). Lo que si podemos afirmar es que una mayor respuesta de la EMG no implica necesariamente un mayor reclutamiento de unidades motoras.

electromiografía hipertrofia
En cuanto a si se correlaciona perfectamente con la hipertrofia, una pregunta bastante recurrente al preguntarse sobre ella; la sEMG no lo hace, pero sí están, al menos, relacionadas entre sí. La EMG se correlaciona con la resonancia magnética funcional (fMRI) por ser una medida exacta de la activación, y sabemos por la bibliografía que la activación fMRI es un buen predictor de la hipertrofia y de la síntesis proteica; por lo tanto, no creemos que se trate de una exageración el decir que la EMG podría ser un buen predictor de ellas, pero con ciertas limitaciones.

LIMITACIONES DE LA EMG

La sEMG tiene limitaciones y desventajas, que deben ser conocidas, tenidas en cuenta y eventualmente superadas para que la disciplina esté más basada en ciencia y sea menos dependiente de la habilidad a la hora de usarla. También, cabe destacar que la sEMG es demasiado fácil de usar y, como consecuencia, es demasiado fácil abusar de su utilización.

La repetitividad de los datos de la EMG está establecida para muchos ejercicios isométricos, aunque se sabe menos sobre la fiabilidad de este método de análisis durante el ejercicio dinámico, especialmente en movimientos balísticos, donde ha sido menos utilizada por la incomodidad que suponen los cables. La mayoría de los estudios que valoran la fiabilidad de los datos de la EMG en los movimientos dinámicos se centran en el análisis de tareas lentas y controladas, tales como ejercicios de entrenamiento con cargas (como presenta David en los vídeos anteriores) o andar.

electromiografía emg
En algunas acciones dinámicas puede haber desplazamiento y modificación del volumen del músculo que está siendo analizado por el acortamiento muscular. Un cambio en la posición relativa del músculo en relación con el electrodo significa que no se mantiene la misma relación espacial entre ellos, lo cual afecta a la intensidad de la señal que se registra. Debido a esto, las mejores condiciones para llevar a cabo la sEMG, dependiendo del uso y de la aplicación requerida, son aquellas similares a que se necesita en un estudio de tipo isométrico; pero como decimos, no representan la mayoría de los movimientos deportivos.

Un claro ejemplo es la falta de fiabilidad mostrada para medir los niveles de activación del serrato anterior durante la flexión dinámica, abducción dinámica, flexión isométrica, abducción isométrica o en el press de banca. Sin embargo, sEMG del serrato anterior sí es fiable para detectar su actividad en otros movimientos isométricos.

electromiografía isométricos
¿La sEMG registra los datos de musculatura profunda?

Es cierto que algunos músculos profundos son imposibles de medir con EMG de superficie (sEMG) y requieren EMG integrada o de aguja (iEMG). Pese a ello, no se debería desterrar la información general que la sEMG nos aporta en cuanto a activación muscular. Numerosos estudios han demostrado que, como era de esperar, sEMG tiene una correlación positiva con iEMG para los músculos esqueléticos más grandes como glúteo mayor, glúteo medio, cuádriceps, isquios o pared abdominal.

Es cierto que las fibras más superficiales tienden a ser el mayor porcentaje de fibras de contracción rápida de un músculo mientras que las fibras más profundas serían las fibras de contracción lenta, pero no por ello se altera drásticamente la señal EMG, especialmente durante los experimentos tradicionales de entrenamiento de fuerza. Algunos músculos más pequeños y profundos, tales como el manguito de los rotadores, son difíciles de medir con sEMG y no se correlacionan bien con iEMG, por lo que la verdadera activación de estos debería medirse mediante la técnica más invasiva; pero otros, aunque profundos, como el psoas y el cuadrado lumbar, sí se correlacionan bien.

electromiografía músculo
Ruido en la señal eléctrica registrada

A la hora de registrar la actividad eléctrica mediante EMG, el problema más importante quizás sea el ruido que se registra. Esto se refiere a cualquier actividad eléctrica que se registre no perteneciente al músculo.

Pequeños pre-amplificadores se utilizan normalmente para mejorar el ratio señal-ruido. Una vez que la señal se filtra y amplifica, se suele aplicar alguna forma de rectificación de señales. De esta manera, y debido a que la señal está formada por potenciales de acción positivos y negativos, las señales pueden modificarse ignorando las señales negativas o revertiendo su polaridad para que todas sus señales sean positivas.

Aquí vemos un ejemplo. Las dos imágenes muestran la activación de los músculos del tronco, pero la imagen de la izquierda es una EMG sin filtros, mientras que en la de la derecha se ha eliminado el ruido, en este caso asociado a la actividad eléctrica del corazón.

electromiografía ruido
CONCLUSIONES

La EMG de superficie, aunque es a veces utilizada en enfermedades relacionadas con el movimiento humano, es una herramienta útil para evaluar el rendimiento de los deportistas. De esta manera, la capacidad funcional de los músculos que participan de manera más activa en el movimiento puede determinarse y propiciar que la prescripción de programas de ejercicio físico y de análisis de habilidad se orienten mejor a la consecución del éxito en las diferentes modalidades deportivas.

A pesar del crecimiento de la literatura sobre la EMG, la interpretación de los resultados y su aplicación práctica sigue siendo algo controvertido; y existen unas pocas fuentes disponibles para ayudar a entender las bases fisiológicas y biológicas de la EMG, características de los instrumentos, técnicas de análisis de la señal y aplicaciones correctas de la EMG. Es ese, quizás, el objetivo principal de este artículo: acercar su comprensión a todo practicante de alguna disciplina deportiva.

Hay que tener en cuenta que existe una gran variación individual en relación con el control motor y la activación muscular durante los diferentes ejercicios. Las personas utilizan los músculos de diferentes maneras, y cada uno es único. Por lo tanto, no podemos asumir que lo que se aplica a la persona promedio tras el análisis de EMG se aplique a cada individuo, aunque la tendencia mostrada por los estudios debe servirnos para consolidar la base de nuestros entrenamientos.

Fuentes

-Contreras B & Vigotsky A. What’s all the fuss about EMG. https://bretcontreras.com; 2014. Visitado por última vez el 23 de marzo de 2016 en https://bretcontreras.com/whats-fuss-emg/

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-Dideriksen JL, Enoka RM, Farina D. Neuromuscular adjustments that constrain submaximal EMG amplitude at task failure of sustained isometric contractions. J Appl Physiol. 2011 Aug; 111(2):485-94

-Enoka RM & Duchateau J. Inappropriate interpretation of surface EMG signals and muscle fiber characteristics impedes understanding of the control of neuromuscular function. J Neurophysiol. 2003 Nov; 90(5):2919-27.

-Jenkins ND, Housh TJ, Bergstrom HC, Cochrane KC, Hill EC, Smith CM, Johnson GO, Schmidt RJ, and Cramer JT. Muscle activation during three sets to failure at 80 vs. 30 % 1RM resistance exercise. Eur J Appl Physiol, 2015.

-Looney DP, Kraemer WJ, Joseph MF, Comstock BA, Denegar CR, Flanagan SD, Newton RU, Szivak TK, DuPont WH, Hooper DR, Hakkinen K, and Maresh CM. Electromyographical and Perceptual Responses to Different Resistance Intensities in a Squat Protocol: Does Performing Sets to Failure With Light Loads Recruit More Motor Units? J Strength Cond Res, 2015

-Nitzken M, Bajaj N, Aslan S, Gimel’farb G, El-Baz A, Ovechkin A. Local wavelet-based filtering of electromyographic signals to eliminate the electrocardiographic-induced artifacts in patients with spinal cord injury. J. Biomedical Science and Engineering, 2013, 6, 1-13

-Schoenfeld BJ, Contreras B, Willardson JM, Fontana F, and Tiryaki-Sonmez G. Muscle activation during low- versus high-load resistance training in well-trained men. Eur J Appl Physiol 114: 2491-2497, 2014.

-Schoenfeld BJ, Wilson JM, Lowery RP, and Krieger JW. Muscular adaptations in low versus high-load resistance training: A meta-analysis. European journal of sport science: 151 1-10, 2014.

-Türker H & Sözen H. Surface electromyography in sports and exercise. Electrodiagnosis in new frontiers of clinical research, 2013; 181.

-Vigotsky AD, Beardsley C, Contreras B, Steele J, Ogborn D, Phillips SM. Greater electromyographic responses do not imply greater motor unit recruitment and ‘hypertrophic potential’ cannot be inferred. J Strength Cond Res. 2015 Dec 11. [Epub ahead of print]

-Wakahara T, Miyamoto N, Sugisaki N, Murata K, Kanehisa H, Kawakami Y et al. . Association between regional differences in muscle activation in one session of resistance exercise and in muscle hypertrophy after resistance training. Eur J App Physiol, 2012, 112(4), 1569–76.

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  1. […] quien desconozca la electromiografía, se puede ver en el siguiente  artículo de mis compañeros donde nos explican en qué consiste esta […]

  2. […] quien desconozca la electromiografía, se puede ver en el siguiente  artículo de mis compañeros donde nos explican en qué consiste esta […]

  3. […] se observa en la infografía, el hecho de que la barra convencional active más a nivel de actividad electromiográfica (EMG) el bíceps femoral y los erectores lumbares es porque el movimiento crea un mayor momento de fuerza […]

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