Du har kanskje hørt eller lest at en øvelse gir høyere “muskel aktivitet” i muskel X i forhold til en annen øvelse, eller i forhold til en annen muskel. Denne gang skal vi gå inn på historien til muskel aktivering og hva det kan brukes til.
Utviklingen av denne målemetoden started allerede i 1666, hvor en fant ut at det var elektrisk aktivitet i musklene til dyr. En god del år senere, i 1849, bled et oppdaget at en kunne måle elektrisk aktivitet ved frivillig muskel sammentrekning, altså når en selv velger at en skal gjøre et muskelarbeid. På slutten av 1960-tallet startet en å bruke det i praksis og i 1980 tok en det i bruk i klinisk sammenheng (diagnosering og monitorering av neurologiske lidelser). Etter det har det kommet ut mer og mer forskning ved bruk av EMG, spesielt etter 1990 (oversikt).
Muskelaktivering, eller “myoelektrisk aktivitet” som kan sies å være et bedre begrep, blir målt med noe som heter overflate elektromyografi (EMG) (1). Med dette utstyret blir elektroder plassert på huden, ovenfor den muskelen en vil måle. Man kan da måle elektrisk aktivitet fra muskelfibermembranen som går fra nervesystemet til musklene. Det vil si at i teorien vil høyere signaler til musklene (antall motoriske enheter og fyringssekvens) når muskelen trekker seg sammen, gi høyere myoelektrisk aktivitet. Løfter man en repetisjon med lav belastning vil det derfor gi lavere myoelektrisk aktivitet enn om en løfter en repetsjon med høyere belastning. Bilde nedenfor viser hvordan det ser ut når en måler myoelektrisk aktivitet.
Overflate EMG måler derfor muskel stimulering av elektrisk aktivitet som oppstår før musklene trekker seg sammen ved hjelp av proteinene aktin og myosin (3). Dette skjer før muskel aktivering forekommer, hvor 0% muskelaktivering er når alle muskelfibre er inaktive og 100% er når alle er aktive. Muskelkontraksjonen vil videre ta høyde for muskellengde, hastighet og passive komponenter før resultatet er muskelkraft. EMG er derfor ikke ett direkte mål på aktivering av muskelfibre og kraft, siden selve aktiveringen av muskelfibrene er upåvirket av muskel lengde og hastighet, mens kraft er påvirket av fiberlengde og hastighet. En kan heller ikke differensiere mellom rekruttering av motoriske enheter og fyringssekvensen, siden muskler aktiverer de ulikt. Noen muskler oppnår full rekruttering etter 50%, mens andre etter 80%, hvor fyringssekvensen utgjør resten. Det vil også være forskjell om en muskel starter å rekruttere fra område nærme huden (elektrodene), eller dypere (gir dårligere signal til EMG). Alt I alt er EMG myoelektrisk aktivering en forløper for muskel aktivering, og kan derfor estimere muskel aktivitet.
En muskel kan produsere noe kraft ved hjelp av passive komponenter, selv om den myoelektriske aktiviteten er null. Et eskempel på hvordan muskelfiber lengde og myoelektrisk aktivering kan påvirke kraft kan ses i illustrasjonen under. En myoelektrisk aktivering på 70% ved en kort eller lang fiberlengde kan utgjøre lavere kraft enn en myoelektrisk aktivering på 60% hvor fiberlengden er rundt hvilelengde og derfor mer optimal for kraftproduksjon.
Ulike muskler har også ulik sammenheng mellom myoelektrisk aktivitet og muskelfiber aktivitet, slik at det som sagt blir et estimat av hvor aktive musklene er, som ikke er helt lineært. Når det er sagt er overflate EMG et hyppig brukt verktøy, som kan brukes til flere nyttige områder – det får vi gå inn på en annen gang.
Skrevet av Fredrik Tonstad Vårvik som er masterstudent og driver FredFitology.
Referanser
1. Raez MBI, Hussain MS, Mohd-Yasin F. Techniques of EMG signal analysis: detection, processing, classification and applications. Biol Proced Online. 2006 Mar 23;8:11–35.
2. Enoka RM, Duchateau J. Inappropriate interpretation of surface EMG signals and muscle fiber characteristics impedes progress on understanding the control of neuromuscular function. J Appl Physiol Bethesda Md 1985. 2015 Jul 9;jap.00280.2015.
3. Vigotsky AD, Halperin I, Lehman GJ, Trajano GS, Vieira TM. Interpreting Signal Amplitudes in Surface Electromyography Studies in Sport and Rehabilitation Sciences. Front Physiol [Internet]. 2018 [cited 2018 Jan 5];8. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2017.00985/full