Role of forelimb morphology in muscle sensorimotor functions during locomotion in the cat
Notice bibliographique
Résumé
Previous studies established strong links between morphological characteristics of mammalian hindlimb muscles and their sensorimotor functions during locomotion. Less is known about the role of forelimb morphology in motor outputs and generation of sensory signals. Here, we measured morphological characteristics of 46 forelimb muscles from six cats. These characteristics included muscle attachments, physiological cross-sectional area (PCSA) and fascicle length. We also recorded full-body mechanics and EMG activity of forelimb muscles during level overground and treadmill locomotion in seven and 16 adult cats of either sex, respectively. We computed forelimb muscle forces along with force- and length-dependent sensory signals mapped onto corresponding cervical spinal segments. We found that patterns of computed muscle forces and afferent activities were strongly affected by the muscle's moment arm, PCSA and fascicle length. Morphology of the shoulder muscles suggests distinct roles of the forelimbs in lateral force production and movements. Patterns of length-dependent sensory activity of muscles with long fibres (brachioradialis, extensor carpi radialis) closely matched patterns of overall forelimb length, whereas the activity pattern of biceps brachii length afferents matched forelimb orientation. We conclude that cat forelimb muscle morphology contributes substantially to locomotor function, particularly to control lateral stability and turning, rather than propulsion. KEY POINTS: Little is known about the role of forelimb muscle morphology in producing motor outputs and generating somatosensory signals. This information is needed to understand the contributions of forelimbs in locomotor control. We measured morphological characteristics of 46 muscles from cat forelimbs, recorded cat walking mechanics and electromyographic activity, and computed patterns of moment arms, length, velocity, activation, and force of forelimb muscles, as well as length- and force-dependent afferent activity during walking. We demonstrated that moment arms, physiological cross-sectional area and fascicle length of forelimb muscles contribute substantially to muscle force production and proprioceptive activity, to the regulation of locomotor cycle phase transitions and to control of lateral stability. The obtained information can guide the development of biologically accurate neuromechanical models of quadrupedal locomotion for exploring and testing novel methods of treatments of central nervous system pathologies by modulating activities in neural pathways controlling forelimbs/arms.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».