A three filament mechanistic model of musculotendon force and impedance
Notice bibliographique
Résumé
The force developed by actively lengthened muscle depends on different structures across different scales of lengthening. For small perturbations, the active response of muscle is well captured by a linear-time-invariant (LTI) system: a stiff spring in parallel with a light damper. The force response of muscle to longer stretches is better represented by a compliant spring that can fix its end when activated. Experimental work has shown that the stiffness and damping (impedance) of muscle in response to small perturbations is of fundamental importance to motor learning and mechanical stability, while the huge forces developed during long active stretches are critical for simulating and predicting injury. Outside of motor learning and injury, muscle is actively lengthened as a part of nearly all terrestrial locomotion. Despite the functional importance of impedance and active lengthening, no single muscle model has all these mechanical properties. In this work, we present the viscoelastic-crossbridge active-titin (VEXAT) model that can replicate the response of muscle to length changes great and small. To evaluate the VEXAT model, we compare its response to biological muscle by simulating experiments that measure the impedance of muscle, and the forces developed during long active stretches. In addition, we have also compared the responses of the VEXAT model to a popular Hill-type muscle model. The VEXAT model more accurately captures the impedance of biological muscle and its responses to long active stretches than a Hill-type model and can still reproduce the force-velocity and force-length relations of muscle. While the comparison between the VEXAT model and biological muscle is favorable, there are some phenomena that can be improved: the low frequency phase response of the model, and a mechanism to support passive force enhancement.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».