冷静になって頑張れ3本足ナマケモノの前肢筋群の筋電図活性化（）

Keep calm and hang on: EMG activation in the forelimb musculature of three-toed sloths ().

• M A Gorvet
• J M Wakeling
• D M Morgan
• D Hidalgo Segura
• J Avey-Arroyo
• M T Butcher

抄録

ナマケモノは、体重を支えるために四肢に張力をかけて負荷をかけることで、枝下運動を示す。しかし、ナマケモノの骨格筋量は他の樹上哺乳類に比べて減少している。サスペンサリーロコモーションは、筋肉が重力の引力に対抗するためにアクティブであることを要求するが、それはナマケモノが筋肉の活性化を最小限に抑え、および/または選択的にサポートを維持するために低速の運動ユニットを募集することが可能であり、このようにエネルギーを節約するために神経筋の特殊化を示す。筋電図（EMG）は、この仮説をテストするために3本足のナマケモノのサンプルで評価された（：= 6）。ナマケモノがサスペンソリーハンギング（SH）、サスペンソリーウォーキング（SW）、および垂直クライミング（VC）を実行しながら、筋電図は、左前肢の4つの筋肉の2つのスイートに埋め込まれた細線電極を介して2000 Hzで記録されました。すべての筋肉はSHのために最小限にアクティブだった。SWとVCの間に、ナマケモノはゆっくりと移動（デューティファクター：0.83）と活性化パターンは行動の間で一貫していた;屈筋は早く、四肢接触の大きな割合のために活性化されたのに対し、伸筋は平均的に短いバースト持続時間のために活性化され、二相性（接触とスイング）の活動を示した。筋活動は肘屈筋で最大、手根・指屈筋で最小であり、全体的な活動はSHと比較してSWとVCで有意に大きかった。ウェーブレット解析では、筋電強度スペクトルから高い平均筋電振動数がSHでは低いバースト強度と相まって示されたが、逆のパターンがSWとVCで発生し、肩屈筋と肘屈筋（上腕骨筋）では、低速線維のリクルートと一致する非常に低い平均筋電振動数を有していた。まとめると、これらの知見は、仮説をサポートし、ナマケモノが選択的にサスペンサリー姿勢のための小さな、高速運動ユニットを募集することがありますが、運動中に大規模な、遅い運動ユニットの募集によって力の生産のコストを相殺する能力を持っていることを示唆している。

Sloths exhibit below branch locomotion whereby their limbs are loaded in tension to support the body weight. Suspensory behaviors require both strength and fatigue resistance from the limb flexors; however, skeletal muscle mass of sloths is reduced compared to other arboreal mammals. Although suspensory locomotion demands that muscles are active to counteract the pull of gravity, it is possible that sloths minimize muscle activation and/or selectively recruit slow motor units to maintain support, thus indicating neuromuscular specializations to conserve energy. Electromyography (EMG) was evaluated in a sample of three-toed sloths (: =6) to test this hypothesis. EMG was recorded at 2000 Hz via fine-wire electrodes implanted into two suites of four muscles in the left forelimb while sloths performed suspensory hanging (SH), suspensory walking (SW), and vertical climbing (VC). All muscles were minimally active for SH. During SW and VC, sloths moved slowly (Duty Factor: 0.83) and activation patterns were consistent between behaviors; the flexors were activated early and for a large percentage of limb contact, whereas the extensors were activated for shorter burst durations on average and showed biphasic (contact and swing) activity. Muscle activities were maximal for the elbow flexors and lowest for the carpal/digital flexors, and overall activity was significantly greater for SW and VC compared with SH. Wavelet analysis indicated high mean EMG frequencies from the myoelectric intensity spectra coupled with low burst intensities for SH, although the opposite pattern occurred for SW and VC, with the shoulder flexors and elbow flexor, m. brachioradialis, having extremely low mean EMG frequencies that are consistent with recruitment of slow fibers. Collectively, these findings support the hypothesis and suggest that sloths may selectively recruit smaller, fast motor units for suspensory postures but have the ability to offset the cost of force production by recruitment of large, slow motor units during locomotion.

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