Solo las fibras corticoespinales más rápidas contribuyen a la coherencia beta corticomuscular

La transmisión corticoespinal humana se estudia comúnmente mediante estimulación cerebral. Sin embargo, este enfoque está sesgado a la actividad en los axones de conducción más rápida. No está claro si las conclusiones obtenidas en este contexto son representativas de la actividad volitiva en contracciones leves a moderadas.

Una alternativa para superar esta limitación puede ser estudiar la transmisión corticoespinal de la actividad cerebral generada de forma endógena. Aquí investigamos en humanos (N = 19; de cualquier sexo), las velocidades de transmisión de los ritmos beta corticales (∼20Hz) que viajan a los músculos del brazo (primer interóseo dorsal) y de la pierna (tibial anterior) durante las contracciones tónicas leves.

Para ello, proponemos dos mejoras para la estimación de los retrasos en la transmisión beta cortico-muscular. Primero, mostramos que la densidad acumulada (covarianza cruzada) es más precisa que la coherencia dirigida comúnmente utilizada para estimar los retrasos de transmisión en sistemas bidireccionales que transmiten señales de banda limitada. En segundo lugar, mostramos que cuando se utiliza la actividad de las unidades motoras de picos en lugar de la electromiografía de interferencia, las estimaciones del retraso de la transmisión cortico-muscular no se ven afectadas por las formas de los potenciales de acción de las unidades motoras. Aplicando estas mejoras, mostramos que la transmisión beta cortico-muscular descendente es solo 1-2 ms más lenta de lo esperado de las vías corticoespinales más rápidas.

En la última parte de nuestro trabajo, mostramos resultados de simulaciones utilizando distribuciones estimadas de las velocidades de conducción para axones descendentes que se proyectan a motoneuronas inferiores (a partir de mediciones histológicas de macacos) para sugerir dos escenarios que pueden explicar la transmisión cortico-muscular rápida: o solo los axones corticoespinales más rápidos transmiten selectivamente la actividad beta, o de lo contrario, toda la piscina lo hace. Se discuten las implicaciones de estos dos escenarios para nuestra comprensión de las interacciones corticomusculares.

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