Si bien los estudios anatómicos detallados del sistema musculoesquelético han existido desde los días de Leonardo da Vinci, una nueva investigación dirigida por Danielle Bassett en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Pensilvania es la primera en convertir la red de huesos y músculos de todo el cuerpoen un modelo matemático integral. Un estudio de la red se publicará el 18 de enero en la revista de acceso abierto PLOS Biología .
La ciencia de redes examina cómo las acciones de las partes individuales de un sistema afectan el comportamiento del sistema en su conjunto. Algunas redes comúnmente estudiadas incluyen componentes de chips de computadora y usuarios de redes sociales, pero los ingenieros de la Universidad de Pensilvania ahora están aplicando la ciencia de redes a un sistema mucho más antiguosistema: el cuerpo humano.
Aunque el modelo de red de los autores simplifica las cosas al tratar los huesos como "bolas" y los músculos como "resortes", sin embargo, puede proporcionar una visión más precisa de cómo una lesión en una parte del cuerpo puede conducir a una mayor tensión en otra.
Los autores dicen que a medida que el modelo se vuelve más realista y adaptado a las personas, podría ayudar a los médicos y fisioterapeutas a predecir las lesiones compensatorias y sugerir formas de evitarlas.
"Las personas que estudian biomecánica tienden a concentrarse en una sola parte del cuerpo: el hombro, la muñeca o la rodilla", dijo Bassett. "Debido a que ese conocimiento está tan localizado, no tienen una forma de conectarseal resto del cuerpo o pensar en lesiones compensatorias que están lejos.
"Realmente tuvimos que volver a los textos tipo 'Anatomía de Gray'. Fue un esfuerzo largo y minucioso averiguar qué hueso se conecta a qué músculo y reunir esos datos en una red completa".
Incluso en su forma altamente abstracta, esta red proporciona una imagen de cómo se transmiten las fuerzas en todo el sistema musculoesquelético.
"Podemos decir, 'si este es el músculo que lesionó, aquí están los otros músculos por los que deberíamos estar más preocupados'", dijo Bassett
Los investigadores también compararon su red con el "homúnculo motor", una forma de mapear regiones específicas del cerebro a las partes del cuerpo que controlan.
"Vimos que cuanto más impacto tiene un músculo en el resto del cuerpo, más propiedades inmobiliarias usamos en nuestro cerebro para controlarlo", dijo Bassett. "Creemos que es una forma de mantener la solidez en esosmúsculos: si un músculo puede tener un impacto masivo en el resto del cuerpo, no querrá ningún error al controlarlo ".
El trabajo futuro refinará la red, agregando masas más realistas para huesos individuales y estiramiento para músculos individuales. También se mejorará el modelado de tendones y músculos que tienen comportamientos de flexión más complicados.
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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