Motor control in arm reversal movements in neurologically normal and Down Syndrome individuals

Indivíduos portadores da Síndrome de Down melhoram o padrão muscular e cinemático de movimentos simples com o treinamento. Recentemente, demonstramos que indivíduos neurologicamente normais aumentam os impulsos do torque muscular do ombro e do torque de interação do cotovelo, com o treinamento de movimentos de reversão do braço. Neste estudo, verificamos se, com o treinamento, indivíduos portadores da Síndrome de Down usariam a mesma estratégia cinética para melhorar o desempenho de movimentos com reversão. Movimentos de reversão do braço realizados em três distâncias lineares diferentes foram reconstruídos utilizando um sistema óptico de análise de movimento. Os torques musculares e de interação foram calculados utilizando-se a dinâmica inversa. A atividade eletromiográfica dos principais músculos foi registrada. Ao contrário do esperado, indivíduos portadores da Síndrome de Down foram incapazes de aumentar a velocidade linear do dedo indicador, mesmo após 1.400 tentativas de prática. O mesmo ocorreu com os torques musculares e de interação das articulações ombro e cotovelo. No entanto, em oito sujeitos, um foi capaz de melhorar a velocidade dos movimentos de ida ao alvo e de volta à posição inicial. Esse sujeito foi capaz de aumentar o torque muscular do cotovelo e de interação do ombro com o treinamento. A melhora na velocidade dos movimentos desse sujeito não foi acompanhada de um aumento do erro. A incapacidade de indivíduos portadores da Síndrome de Down aumentarem as forças reativas (torque de interação do cotovelo) e musculares (torque muscular do ombro) com o treino, revela uma grande dificuldade desses sujeitos em tirar proveito de uma solução mecânica bastante eficiente. O fato de um único indivíduo ter apresentado uma melhora após usar uma estratégia ?sub-ótima? do ponto de vista mecânico, demonstra que a Síndrome de Down pôde dificultar a elaboração de um modelo interno das forças que atuam na geração dos movimentos. Essa limitação talvez explique a dificuldade de esses indivíduos realizarem movimentos complexos e o aspecto desengonçado desses movimentosIndividuals with Down syndrome improve the muscle activities and kinematics patterns of the single-joint movements with practice. Currently, we have showed that neurologically normal individuals increase the impulses of the shoulder muscle torque and elbow interaction torque with practice of the horizontal-planar arm movements with reversal. In this study, we verified if with practice, individuals with Down syndrome would be able to use the same kinetic strategy to improve the performance of the movements with reversal. Arm movements with reversal, performed on the three different target distances were reconstructed using a motion analysis system. The muscle and interaction torques were calculated using inverse dynamics. The EMG activities of the major muscles were collected. On the contrary that was expected, individuals with Down syndrome were not able to increase the linear speed of the fingertip after 1.400 trials of practice. The same was observed for the muscle and interaction torques for both shoulder and elbow joints. However, a one in eight subject was able to improve the velocity of both movements to and from the target. This subject also increased the impulses of the elbow muscle torque and shoulder interaction torque with practice. The improvement on the movement velocity was not accompanied the increase in the error ratio. The incapability of the individuals with Down syndrome to increase the reaction forces (interaction torque of the elbow) and muscle forces (muscle torque of the shoulder) with practice reveals a difficulty these subjects to get very efficient mechanical solution. The fact of the only one subject that showed improvement in velocity had used a sub-optimal strategy of the mechanical point of view, demonstrates that the Down syndrome can interfere on the elaboration of the internal model of forces that act on the movement generation. This limitation perhaps can explain the difficulty these individuals to perform complex movements and the clumsiness impression theses movement