El modelo dinámico de activación utilizado por OpenSIM es un modelo dinámico de primer orden basado en el trabajo de Thelen (2003) y Winters (1995). La implementación de OpenSim fue modificada por Matthew Millard, Ajay Seth y Peter Loan para evitar una singularidad numérica que ocurre cuando la activación es cero. Los siguientes músculos opensim usan el modelo dinámico de activación de primer orden:
La dinámica de activación del músculo se puede modelar con una ecuación diferencial de primer orden. Esta ecuación relaciona la tasa de cambio de la activación muscular (es decir, la concentración de iones de calcio dentro del músculo) con la excitación muscular (es decir, el disparo de unidades motoras):
donde u y a son las señales de excitación y activación, respectivamente. En el modelo, la activación puede variar continuamente entre 0 (sin contracción) y 1 (contracción completa). En el cuerpo, la activación de un músculo es una función del número de unidades motoras reclutadas y la frecuencia de disparo de estas unidades motoras. Algunos modelos de acoplamiento de excitación -contracción distinguen estos dos mecanismos de control (Hatze, 1976), pero a menudo no es factible usar tales modelos al realizar simulaciones dinámicas complejas. En una simulación, se supone que la señal de excitación muscular representa el efecto neto tanto del reclutamiento de neuronas motoras como de la frecuencia de disparo. Al igual que la activación muscular, la señal de excitación también puede variar continuamente entre 0 (sin excitación) y 1 (excitación completa). Se puede suponer que las constantes de tiempo de activación y desactivación son de 10 y 40 ms, respectivamente (Zajac, 1989; Winters, 1990).
El modelo de activación presentado por Thelen (2003) sigue de cerca el modelo dinámico de activación que se encuentra en Winters (1995 – Eq. 2, línea 2 y Eq. 3), donde la derivada de tiempo de la activación (DA/DT) es igual a la diferencia entre Excitación (u) y activación (a) escalada por una constante de tiempo variable ( tau (a, u)). La principal diferencia entre el modelo de activación presentado por Thelen y el presentado por inviernos radica en sus expresiones para tau (a, u), que difieren solo en los valores de los dos coeficientes mostrados entre paréntesis en las ecuaciones. 2 y 3:
Tenga en cuenta que el modelo de dinámica de activación presentada en la ecuación. 1 no respeta un límite inferior a la activación. Los modelos de músculo de equilibrio (comúnmente utilizados para modelar el músculo en simulaciones musculoesqueléticas de paraméteres agrupados) tienen una singularidad en sus ecuaciones de estado cuando la activación es cero, lo que hace que el modelo dinámico de activación anterior no sea adecuado para simulaciones utilizando modelos de músculo de equilibrio. Se puede hacer que la ecuación 1 respete un límite inferior en la activación al restringir primero la activación y la excitación para permanecer entre el nivel de activación mínimo (0.01 por defecto) y el nivel de activación máximo (1.0 por defecto).
¿Qué es una dinámica de activación?
La primera decisión que se debe tomar al seleccionar un modelo de dinámica de activación debe ser si un modelo lineal es suficiente o no suficiente para modelar. Como se describe en la sección anterior, esta decisión debe depender de si las tasas de espiga de motoneurona bajas o medianas (1-30 Hz) se producen comúnmente en el movimiento que se modela. Si es así, esto requeriría una consideración adecuada de la potenciación de la fuerza no lineal que se pronuncia más en este rango de frecuencia. Por otro lado, si las motoneuronas antagonistas están disparando constantemente ráfagas en alternancia y a alta frecuencia (> 50 Hz), y la separación temporal de explosiones antagónicas sugiere poca o ninguna superposición en los cursos de tiempo de activación de los músculos antagónicos, ni la potenciación de la fuerza no lineal No se esperarían los efectos no lineales en la descomposición de la fuerza y es probable que un modelo de activación muscular lineal sea suficiente. Siempre que ocurra la modulación dependiente del contexto de la coactivación antagonista (ver ejemplos sobre la compensación de carga anterior), la potenciación de la fuerza no lineal será un problema.
Comparando las propiedades de los dos modelos no lineales, la Tabla 3 muestra que el modelo Hatze-Zakotnik es mucho más eficiente computacionalmente que el modelo Wilson no lineal. Las figuras 10 y 11 sugieren que la modulación de un solo parámetro del modelo de contracción única funciona muy bien para la activación por la lenta motoneuron SETI, al tiempo que revela un desajuste considerable para la activación por el FETI de motoneurona rápida (Tabla 2; Fig. S9). Aparentemente, la transición de una sola contracción al tétanos no sigue los mismos principios fisiológicos para la activación de SETI y FETI. Dado que el modelo Wilson no lineal no depende de la modulación de una sola contracción, es posible encontrar conjuntos de parámetros adecuados para la activación SETI y FETI.
Para la lenta motoneuron, el modelo Hatze-Zakotnik tiene la ventaja de basarse en un concepto subyacente fisiológicamente plausible. Las contracciones se potencian al máximo a una frecuencia de estímulo de 20 Hz (Fig. 4), que corresponde aproximadamente al tiempo desde el inicio de la contracción hasta la contracción máxima; es decir, la potenciación máxima ocurre cuando el siguiente contracción se activa al máximo de la contracción anterior. Esto también se puede observar en el músculo gastrocnemio del gato [40, 41]. Aquí, la potenciación ocurre si se desencadena una pico adicional durante la fase de caída de contracción, debido a la cinética de reacción de la dinámica de calcio, y esto conduce a una mayor amplitud de contracción y una decadencia de fuerza más lenta. Los estudios de la dinámica de calcio en las fibras musculares de la camarilla muestran que la liberación mejorada de calcio es la razón principal de la potenciación de contracción [41].
¿Cómo realizar una dinamica divertida?
No piense demasiado: su objetivo es elevar su ritmo cardíaco, colocar sus músculos y articulaciones a través de su rango de movimiento para calentarlos y asegurarse de que todo funcione correctamente y preparar su cuerpo para entrenar!
#3) Aquí hay otro video de calentamiento dinámico avanzado de mi entrenador, Anthony, que también cubre mucha movilidad:
Cuando llegue el momento de su entrenamiento, si está haciendo un entrenamiento de fuerza pesada (con barras o pesas), asegúrese de hacer algunos sets de calentamiento antes de saltar al peso con el que entrenará para cada ejercicio.
Siempre comience con un set usando solo la barra para trabajar en su forma y use su cuerpo al movimiento.
Luego, haga algunos juegos de solo unas pocas repeticiones con aumento de peso (pero no lo cansará) y luego comience su entrenamiento.
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¡Estos son nuestros ejercicios de calentamiento rápido favoritos que pueden ayudarlo a prevenir una lesión durante su entrenamiento!
- Marchando en su lugar mientras balancea los brazos.
- Saltos de tijera
- Jacks caminando
- Círculos de brazo y hombros encogidos de hombros.
- Los alpinistas
- Toques de punta oscilante.
- Swings de piernas (delantero)
- Columpios de la pierna (de lado a lado).
- Rotaciones de cadera (como pasar por encima de una cerca)
- Círculos de cadera (como si estuvieras hula)
- Squats de peso corporal.
¿Qué juegos hacer en pausas activas?
La actividad física no tiene que estar en una configuración de recreo o PE para ser efectiva. Los maestros de aula pueden integrar actividades basadas en el movimiento para energizar a un grupo después del almuerzo o para relajarse y calmar una clase antes de una prueba, después del almuerzo o al final del día. Hay muchos nombres para descansos de actividad física, como descansos cerebrales, energizantes y refuerzos cerebrales. Independientemente de lo que lo llame, el objetivo es simple: sacar a los niños de su asiento para que estén físicamente activos durante todo el día escolar.
Las escuelas y los maestros que buscan integrar la actividad física tanto dentro como fuera del aula deben comenzar con algunos pasos y consideraciones iniciales antes de implementar un programa nuevo o mejorar un programa existente.
- Involucre y aproveche su equipo de salud escolar para identificar oportunidades clave para la actividad física de los estudiantes, así como cualquier barrera significativa para la implementación exitosa.
- Desarrolle su tono de ascensor para describir a sus diferentes audiencias por qué la actividad física es importante y cómo se vincula con el logro académico, así como otros resultados positivos.
- ¡Obtenga la aprobación de su director! Un director de apoyo es esencial para sus esfuerzos.
- Haga que esta actividad sea inclusiva para todas las habilidades:
- Empodera a los estudiantes para que sugieran y eligen qué actividades, juegos y movimientos encuentran agradables y accesibles.
- Conozca a sus alumnos y descubra sus habilidades, limitaciones e intereses. Anímelos a ser parte del proceso de aprendizaje y planificación de lecciones.
- Demuestre modificaciones de habilidades de movimiento simples y complejas, como saltos, sentadillas y flexiones. Por ejemplo, muestre a los estudiantes un empuje de pared, una flexión de rodillas y una flexión completa. Dé a los estudiantes la oportunidad de elegir qué opción es la mejor.
- Adaptar las reglas de juego o actividad. Algunas sugerencias simples incluyen reducir el número de jugadores en un equipo, modificar el área de actividad, eliminar los límites de tiempo y reducir o ampliar objetivos u objetivos.
- Pruebe juegos creativos o de construcción de equipos donde el éxito solo sea posible cuando todo el grupo trabaja en conjunto.
- Integre varios tipos y tamaños de equipos, como bolas táctiles, bufandas de malabarismo, marcadores spot numerados y fideos de espuma.
- Varía las partes del cuerpo utilizadas, la velocidad del movimiento y el número de repeticiones para ajustar las limitaciones de movilidad o los estudiantes de baja fitness.
- Adaptaciones de movilidad: algunas actividades se pueden realizar desde una posición sentada que permite a los estudiantes desafiar a la movilidad a participar con compañeros o hacer movimientos similares con las manos/brazos como lo están haciendo con las piernas de los pies.
- Adaptaciones sensoriales: los estudiantes con sordera, discurso, autogestión o problemas cognitivos pueden participar plenamente de una manera seguida del líder. Estos son períodos muy cortos de actividad y se realizan en grupos de menos de treinta para que los estudiantes puedan mantener a los compañeros.
Autogestión: los descansos físicos en el aula brindan la oportunidad perfecta para que los estudiantes y los maestros organicen sus pensamientos para manejar mejor el estrés y controlar los impulsos. Libere los Wiggles con un baile o dos y dar a los estudiantes son la oportunidad de registrarse con sus emociones y motivarse para continuar trabajando hacia sus objetivos.
Toma de decisiones responsables: tomar un descanso de la actividad en el aula puede ser una excelente manera de redirigir la atención y el comportamiento ansioso a una actividad o un juego divertido e interactivo. A veces, todo lo que los niños necesitan es una breve oportunidad para analizar la situación actual, reflexionar y elegir responsablemente su próxima acción. La actividad física se rompe en el aula brinda a los estudiantes la oportunidad de practicar estas habilidades mientras aumenta para energizar el cerebro.
¿Qué actividades se pueden hacer en las pausas activas?
Cada vez más investigaciones muestran que la productividad, la creatividad y la memoria se ven afectadas cuando la mente y el cuerpo no descansan. Varios hábitos poco saludables tienden a surgir en el lugar de trabajo, como no descansar los ojos, sentarse durante mucho tiempo, mala postura y más.
¿Cuáles son los descansos activos y cómo podrían ayudarlo a mejorar estos hábitos en el trabajo? Los descansos activos son ejercicios físicos o mentales que se realizan durante un pequeño período de tiempo durante el día, de 3 a 10 minutos, para revitalizar la energía del cuerpo y refrescar la mente.
Si no tiene idea de qué tipo de descansos puede hacer, aquí hay algunos ejemplos de opciones simples para que comience a practicarlos en el trabajo.
Tómese unos minutos y pause lo que sea que esté haciendo. Piense activamente en cómo sus músculos se relajan de su cabeza a sus pies. Conéctese con su salud mental y pregúntese cómo se siente hoy. Trate de no juzgar sus pensamientos, dejarlos fluir y solo mírelos de una manera consciente. También puede observar su entorno y concentrarse en cómo se ven las cosas, las texturas o los sonidos que está escuchando.
Ponga a un lado unos minutos de su día para estirar su cuerpo. Puede comenzar en su silla rodeando la cabeza para estirar el cuello y rodar los hombros de un lado a otro. Sería una buena idea levantarse y hacer otros estiramientos con las manos, los brazos, la espalda, las caderas y las piernas. Esto estirará todo tu cuerpo.
¿Cómo hacer unas pausas activas divertidas?
El estudio de Ruhl se centró en los beneficios de la pausa durante las partes medias de la sesión de aprendizaje. Muchos, si no todos, de nuestros estudiantes no pueden tomar más de 20 minutos más o menos de material nuevo a la vez (Major, Harris y Zakrajsek, 2016; Harrington y Zakrajsek, 2017). Se nos dice que incluso los mejores y más entretenidos profesores comienzan a perder la atención de su audiencia dentro de los 15-20 minutos posteriores al comienzo (Jensen, 2005). Dado que la mayoría de las conferencias duran una hora más o menos, es posible que tengamos que planificar más que una pausa de inicio y cierre. Es posible que tengamos que permitir algunos descansos de aprendizaje corto a lo largo de la conferencia para reducir la carga cognitiva.
Reducir la carga cognitiva y mantener la atención de los estudiantes requiere descansos mentales regulares (Howard, 1994; Major et al., 2016). Sabemos que follar es una estrategia valiosa para ayudarnos a dividir nuestra enseñanza en secciones manejables. Las pausas nos permiten fragmentar. Cuando hacemos una pausa ocasionalmente, le damos a nuestros estudiantes oportunidades para:
- Reenfocar
- Revisar
- Aliviar la carga cognitiva
- Recuperar
- Re energizar
El libro, llegando a la pausa: 65 se rompe la conferencia para refrescar y reforzar el aprendizaje (Rice, 2018), proporciona una serie de ilustraciones de maestros que han detenido para mejorar el aprendizaje de sus estudiantes. Hay tres técnicas de pausa que son particularmente adecuadas para la parte media de la conferencia. Son de uso común y bien conocidos, pero vale la pena revisar. A finales de usar estas técnicas, los instructores planificarán con anticipación algunas preguntas que estimulan la reflexión, tal vez escribirlas en los márgenes de sus notas o preparar una diapositiva Proyecto la pregunta. Luego pueden elegir una de estas técnicas para permitir que los estudiantes reflexionen y compartan sus ideas.
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