raul.valldecabres@uv.es

Graduado en Ciencias de la Actividad Física y el Deporte

Máster en Formación del profesorado y Máster en Biociencias

en la prevención y readaptación de lesiones deportivas

Doctor en Ciencias de la Salud

Profesor asociado en la Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte

de la Universidad de Valencia impartiendo asignaturas de entrenamiento

Profesor colaborador docente en el Máster de Formación del Profesorado

de la Facultad de Educación en la Universidad Internacional de Valencia (VIU)

Preparador Físico del grupo de rendimiento

en la Federación de Bádminton de la Comunidad Valenciana

(España)

Recepción: 22/10/2020 - Aceptación: 18/06/2021

1ª Revisión: 15/03/2021 - 2ª Revisión: 28/05/2021

Documento accesible. Ley N° 26.653. WCAG 2.0

Cita sugerida: Valldecabres, R. (2021). Variabilidad de la coordinación del movimiento humano: concepto e interpretación. Lecturas: Educación Física y Deportes, 26(282), 179-201. https://doi.org/10.46642/efd.v26i282.2645

 

Resumen

    Tomando como referencia los estudios clásicos, donde la variabilidad de la coordinación del movimiento humano es analizada desde una perspectiva matemática (teniendo en cuenta exclusivamente la desviación estándar), ésta era interpretada como “ruido” y era eliminada o no se tenía en cuenta; posteriormente, otras teorías sobre los sistemas dinámicos que contradijeron las anteriores, donde consideran la variabilidad como algo necesario e inevitable debido a las diferentes limitaciones de la tarea a realizar, todo ello analizado con la más sofisticada tecnología, imágenes en 3D, potentes software, el análisis de datos según la técnica empleada y la re-evaluación de los datos para considerarla positiva o negativa. Diferentes estudios en diversos deportes la han analizado, pero casi siempre en laboratorio, lo que parece dejar abierta una gran línea para investigaciones futuras en terreno de juego real, para tener en cuenta también en las interpretaciones las limitaciones y/o restricciones del ambiente en un momento concreto de la realización de la tarea. En este sentido, el principal objetivo de este trabajo es conocer los diferentes tipos de variabilidad de la coordinación del movimiento humano y su interpretación.

    Palabras clave: Biomecánica. Movimiento humano. Patrón motor. Variabilidad. Coordinación. Kinesiología.

 

Abstract

    The main objective of this paper is to present different theories about variability and movements variability associated with sports world and how it affects athletes and their performance or injury. Drawing on classical studies, where variability is analyzed from a mathematical perspective (taking into account only the standard deviation) this was interpreted as "noise" and was eliminated or had not considered; subsequently, other theories of dynamical systems that contradicted the above, considering the variability as necessary and inevitable because of the different constraints of the task, all analyzed with the most sophisticated technology, 3D images, powerful software and analysis data according to the technique used, the re-evaluation data to consider it positive or negative. Different studies in diverse sports the analyzed, but almost always in laboratory, which appears to leave open a line for future research in the field of real game, to take into account the interpretations limitations and/or restrictions of the environment in a particular time of the completion of the task, for that reason, the aim of this work is to know different human movement coordination variability stiles and the interpretation.

    Keywords: Biomechanics. Human movement. Motor pattern. Variability. Coordination. Kinesiology.

 

Resumo

    Tomando como referência os estudos clássicos, onde a variabilidade da coordenação do movimento humano é analisada do ponto de vista matemático (tendo em conta exclusivamente o desvio padrão), este foi interpretado como “ruído” e foi eliminado ou não levado em consideração; posteriormente, outras teorias sobre sistemas dinâmicos que contradizem as anteriores, onde consideram a variabilidade como algo necessário e inevitável devido às diferentes limitações da tarefa a ser realizada, tudo isso analisado com a mais sofisticada tecnologia, imagens 3D, software poderoso, a análise dos dados de acordo com a técnica utilizada e a reavaliação dos dados para considerá-los positivos ou negativos. Diversos estudos em diferentes modalidades esportivas o têm analisado, mas quase sempre em laboratório, o que parece deixar uma grande linha aberta para futuras pesquisas no campo real do jogo, para levar em conta também nas interpretações as limitações e/ou restrições do jogo. ambiente em um momento específico da tarefa. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho é conhecer os diferentes tipos de variabilidade na coordenação do movimento humano e sua interpretação.

    Unitermos: Biomecânica. Movimento humano. Padrão motor. Variabilidade. Coordenação. Cinesiologia.

 

Lecturas: Educación Física y Deportes, Vol. 26, Núm. 282, Nov. (2021)

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Introducción 

 

    A lo largo de la historia, hay que enfrentarse a los avances y cambios de paradigmas, así como a los prejuicios que del mundo del deporte en general y de la investigación en las ciencias de la salud en particular se tiene y más concretamente del rendimiento deportivo. Esto hace que por momentos se hace difícil poder modelar fisiológica y biomecánicamente los valores previos de un sujeto de un deporte cualquiera. Para ello que hay que tener claros conceptos que nos aportan información extra como por ejemplo la variabilidad de la coordinación de los movimientos, bien para el análisis del rendimiento o bien para poder emplearlo en la prevención y readaptación de lesiones deportivas, por lo que el análisis de todas las teorías se hace preciso para la completa y perfecta interpretación de los datos. Esto ha sido posible gracias a las primeras teorías de la variabilidad (Bernstein, 1967), las más modernas de Gibson (1978), la de los sistemas dinámicos (Kelso, 1995) o de la competencia motriz (Komar, Seifert, y Thouvarecq, 2015). Sin ir más lejos, las primeras interpretaciones de la variabilidad se hacen desde un punto de vista matemático y diferenciada por colores, sin aportar ningún tipo de información biomecánica, fisiológica o neurológica (Shannon, y Weaver, 1949) mientras que las últimas hablan de la necesidad de individualización de la cantidad de variabilidad entre sujetos.

 

    Esta literatura deja clara la importancia de la variabilidad de la coordinación, máxime en el deporte. Por ello, el principal objetivo de este trabajo es conocer los diferentes tipos de variabilidad de la coordinación del movimiento humano y su interpretación asociada al mundo del deporte, así como el efecto en deportistas, su rendimiento o lesión.

 

Variabilidad 

 

    La idea principal de la variabilidad mantiene que, cada vez que se repite el mismo movimiento complejo (entendiendo complejo por aquel en el cual intervienen más de dos articulaciones), si lo grabamos y superponemos, apreciaremos que existen ciertas diferencias en el patrón descrito entre una y otra, independientemente de cuan familiarizado esté el sujeto con el acto (ver Figura 1).

 

    Los primeros trabajos sobre variabilidad datan de la primera mitad del siglo pasado donde se comenzó a estudiar la variabilidad desde un punto de vista matemático. (Shannon, y Weaver, 1949)

 

    Esta línea de investigación sugiere las comparaciones no sólo intra-sujeto sino también inter-sujeto (Bartlett, 1997; Bartlett, Wheat, y Robins, 2007; Müller, y Sternad, 2004; Newell, Deutsch, Sosnoff, y Mayer-Kress, 2006) puesto que hasta el momento sólo había análisis aislados de la relación de la variabilidad de los efectos neurofisiológicos y la variabilidad de la producción de efectos de la postura y el movimiento, sin tener en cuenta la relación de éstas con los datos del sujeto y/o los individuos que ahora sí se analizan. (Pesce et al., 2019)

 

    La teoría del impulso de la variabilidad (Schmidt, Zelaznik, Hawkins, Frank, y Quinn, 1979) sugiere explícitamente que la cantidad de ruido o variabilidad se incrementa según el nivel de fuerza aplicada en el ejercicio. Esta variabilidad puede provenir de dos fuentes: altura de la curva tiempo-fuerza y/o ancho de la curva tiempo-fuerza. Cuando años más tarde se desarrolló la idea de la variabilidad entendida como ruido y se clasificó según la distribución de la frecuencia, sugirieron que dos señales pueden tener la misma desviación estándar, pero diferente estructura de altura y/o de ancho de onda en la representación de tiempo (Schroeder, 1991). La diferencia de estructura de la señal consiste en la diferencia del perfil de onda de la frecuencia en el transcurso del tiempo, siendo la función de la frecuencia igual a cero para el ruido blanco, ±1 para el ruido rosa, ±2 para el ruido marrón, y >±2 para el ruido negro.

 

Fuente: Preatoni et al. (2013)

 

    Una parte importante de la consideración de la palabra ruido para referirse a la variabilidad es que esta se ha utilizado tanto para definir movimiento como para hablar de la variabilidad de la postura; así, deberíamos entender que la variabilidad en el movimiento y la variabilidad en la postura no son sinónimos de “ruido” (Newell et al., 2006; Pacheco, Hsieh, y Newell, 2017). Otros autores (Schmidt et al., 1979) sugieren que la variabilidad puede ser incluso un resultado fisiológico resultante de temblores o palpitaciones causados por el pulso de la sangre contenida dentro de los músculos.

 

    Dentro de los diferentes tipos de variabilidad sugeridos, encontramos la referente a ejercicios y/o acciones estables y las que analizan las acciones y/o ejercicios impredecibles (Araújo, y Esteves, 2009). Tradicionalmente, al ser entendida como ruido (o error), la información era discriminada y no se analizaba. (Arutyunyan, Gurfinkel, y Mirskii, 1969; Bartlett et al., 2007; Schmidt et al., 1979)

 

    Por un lado, la variabilidad es definida como una medida de dispersión estadística que indica cómo de difusos son los valores alrededor del valor esperado (Bartlett, 2007) mientras que otros autores hablan de variabilidad funcional (Seifert, y Davids, 2017). Éstos sugieren que una mayor cantidad de grados de libertad permite al deportista más variedad de vías/rutas para alcanzar la misma tarea final; esto es conocido como "equivalencia motora" en el movimiento o la capacidad de conseguir la tarea por más de una ruta. Los grados de libertad consisten en saber cómo el sistema motor se reorganiza a través del estudio de tareas multi-articulares, como las que nos encontramos en muchos contextos como trabajo o deporte. (Chow, Davids, Button, y Koh, 2008)

 

    Por otro lado, un nivel bajo de variabilidad del movimiento es visto como un problema en la organización del sistema perceptivo-motor más que ser un reflejo o "ruido" de la toma de datos (Cooper, y Dourish, 1990). En otras palabras, un nivel bajo de variabilidad es visto como un problema de adaptación del comportamiento del sujeto porque asume que ésta le permite algún beneficio en sus acciones. Posteriormente parece existir una fina línea para distinguir entre variabilidad reducida asociada a movimientos expertos o de destreza y relacionar la alta variabilidad como criterio de poco rendimiento motor. (Newell, van Emmerik, y Sprague, 1991)

 

    Esta evolución en los conceptos se puede apreciar en los primeros escritos donde se refleja poca o nula variabilidad (ver Figura 2), siendo esto un ejemplo de cómo los ambientes culturales y sociales pueden influir en la ciencia, haciendo que lo que en un principio se entendía de una manera, se interprete de una manera significativamente diferente con el paso del tiempo. (Bernstein, 1967, citado por Araújo, y Esteves, 2009)

 

Fuente: Piek (1998)

 

Coordinación 

 

    La coordinación es definida como una relación espaciotemporal entre dos o más agentes o componentes acoplados (Jantzen, Oullier, y Kelso, 2008). Su importancia viene por la formación de patrones motores para la realización de movimientos. Según otros autores, la coordinación se define como los patrones de movimiento del cuerpo y sus extremidades en relación a las circunstancias concretas del ambiente (Schmidt, Carello, y Turvey, 1990). Además, la coordinación involucra el movimiento de los segmentos corporales en un momento y tiempo concreto e implica que varios músculos trabajan juntos para producir un patrón de movimiento que cumpla las exigencias dadas de cualquier tarea (Magill, 2001). Por otro lado, es una metodología más precisa que la cinemática convencional para analizar diferencias entre grupos. (Cazzola, Pavei, y Preatoni, 2016)

 

    El aprendizaje motor se divide en 3 fases, siendo la primera la de coordinación (entendida como la función que permite y/o limita los grados de libertad disponibles por el sistema motor en un patrón funcional de movimiento), la segunda es la fase de control (que se refiere a la ordenación topológica de las relaciones del patrón de coordinación formado entre diferentes partes de los movimientos del sistema motor humano) y la última sería la fase de habilidad, donde el sujeto puede optimizar los valores para controlar acciones, siendo más eficiente o utilizando las fuerzas reactivas generadas entre segmentos de manera consciente y según sus intenciones durante el movimiento (Newell, 1996). Además, el principal objetivo del aprendizaje es educar las intenciones de los sujetos para que ellos sean capaces de discriminar las fuentes que les aportan información para la ejecución de sus acciones. (Davids, Araújo, Vilar, Renshaw, y Pinder, 2013)

 

    Por otro lado, la coordinación es un proceso de ensayo-error, donde los patrones surgen de la interacción entre el organismo y el ambiente, y donde los procesos no son controlados ni impuestos por la mente del sujeto (Bernstein, 1967) y que pueden ser resultado de una especialización deportiva temprana (Di Cesare et al., 2019). Dentro de la coordinación, encontramos movimientos simples como las rotaciones alrededor de una articulación (Cordo, Harnad, y Bower, 1994). Además, es definido como la formación de estructuras coordinativas entre múltiples articulaciones, músculos y nervios, presente en las extremidades y que permite la reducción funcional de los grados de libertad hacia un nivel mucho más controlable (Bernstein, 1967). Posteriormente se definió la estructura coordinativa como una sinergia funcional entre neuronas, músculos y articulaciones. (Heiderscheit, 2000)

 

    Adicionalmente, y haciendo referencia al concepto de la coordinación de las articulaciones, se sugiere que, aunque la mayoría de investigadores hablan del concepto multiarticular para referir movimientos de dos o más articulaciones, el concepto no debería asociarse al número de articulaciones sino a la capacidad de generar movimientos de la misma, puesto que una sola articulación puede ser unifuncional o multifuncional (cita el ejemplo del músculo sartorio que flexiona, abduce y rota el muslo en la articulación de la cadera) según la posición y disposición de sus fibras musculares. (Raikova, 2000)

 

    En un estudio posterior, concluyen que las personas coordinan sus articulaciones en muchas situaciones de la vida diaria y estos movimientos pueden ser de 2 tipos: intrapersonales, donde se analizan los movimientos de un sujeto como por ejemplo la coordinación de su pierna derecha con la izquierda para caminar, o interpersonales, cuando el análisis se centra en las variables ofrecidas por más de un sujeto, como en la práctica deportiva. (Mörtl et al., 2012)

 

    En términos científicos, una referencia clara a la coordinación podría ser la entendida como la habilidad para resolver con eficacia problemas motores complejos de una tarea a realizar o un objetivo a conseguir con las habilidades motoras de las que dispone el sujeto (Malacko, y Stanković, 2011). Es decir, mientras en una situación motora cualquiera, un miembro del cuerpo puede obstaculizar directamente la realización del programa cinético (patrón motor), en otra situación motora diferente, el mismo organismo, segmento o articulación implicado puede resultar apropiado. (Stankovic, y Malacko, 2008)

 

    A la interacción entre segmentos y/o articulaciones se la define como “coupling” (acoplamiento) e implica que el movimiento de una articulación o segmento influye en el movimiento de otra articulación o segmento (Arutyunyan et al., 1969). Estos movimientos de los segmentos se consideran “acoplados” cuando trabajan unidos en pro de un objetivo o tarea y la desviación de estos movimientos hacen referencia al término “asincronismo” o falta de sincronización.

 

    Los principios básicos del control voluntario de los movimientos del cuerpo humano incluyen las llamadas “Teorías de la Coordinación” que sirven para investigar no sólo los problemas sensoriomotores, de desarrollo motor o habilidades motoras, sino también para problemas de conducta o comportamiento de los segmentos y/o articulaciones (Araki, 2011). En palabras del autor, esas teorías son propuestas en muchos ámbitos tales como la condición física y salud, entrenamiento deportivo, habilidades motoras y rehabilitación. No obstante, todas las teorías tienen un punto común concreto que son los sistemas sensorial y motor.

 

Sincronización 

 

    La sincronización puede entenderse como el establecimiento de una relación temporal mediante la interacción de organismos que buscan un objetivo convergente (Mörtl et al., 2012), concepto analizado donde se demuestra que las personas que caminan en grupo tienden a la sincronización de sus pasos (Van Ulzen, Lamoth, Daffertshofer, Semin, y Beek, 2008), o donde estudian movimientos simples y encuentran la sincronización como un patrón estable del comportamiento humano. (Richardson, Marsh, Isenhower, Goodman, y Schmidt, 2007)

 

    Existe un paradigma de principios del Siglo XXI, en el cual 2 personas que se están meciendo cerca la una de la otra en una mecedora, se balancean de manera sincronizada de forma inintencionada a pesar de unos lastres añadidos a las mecedoras para manipular la frecuencia a la que ellos podrían mecerse de manera natural sin esfuerzo humano (Richardson et al., 2007). Ese paradigma está en la línea de estudios anteriores donde se observan comportamientos similares en sujetos que deben mover su pierna como un péndulo. (Richardson, Marsh, y Schmidt, 2005)

 

    Del mismo modo, los movimientos sincronizados son un principio básico para la creación de patrones dinámicos de comportamiento puesto que los movimientos del cuerpo se dan en el contexto diario de las personas mientras realizan tareas específicas; como una norma, los movimientos implican la participación de múltiples articulaciones y segmentos coordinados entre sí orientados en la consecución de una tarea (Beek, Peper, y Stegeman, 1995; Schöner, y Kelso, 1988). Estos movimientos son investigados mediante los sistemas dinámicos, coincidiendo con autores que sugieren que los patrones de coordinación humanos se forman mediante la auto-organización en busca de un objetivo o la consecución de una tarea reduciendo la probabilidad de lesiones. (Vidal, Wu, Nakajima, y Becker, 2018)

 

    En general, los movimientos sincronizados parecen ejercer de guía en el proceso dinámico y que conducen en realidad a la consolidación de patrones estables de coordinación.

 

Perspectiva tradicional 

 

    La postura más tradicional sobre la variabilidad de los movimientos es la que la considera ruido y debe ser minimizada o incluso eliminada. (Bartlett et al., 2007; Brisson, y Alain, 1996; Newell, y Corcos, 1993). Esta postura, técnicamente tiende a ser analizada mediante la evaluación de un número pequeño de variables discretas, medidas de manera muy aislada al contexto del deporte y/o rendimiento, convirtiendo los resultados en reduccionistas. Este tipo de test están diseñados de manera fallida si lo que se pretende es conseguir información sobre rendimiento (Travassos et al., 2012). En otras palabras, se fijan en el ambiente externo y el rendimiento del deportista de manera aislada (Seifert, Button, y Davids, 2013) cuando la tendencia es a considerar como objetivo principal el proceso de decisión-acción como parte integral del comportamiento, influenciado por las restricciones funcionales (Araújo, Davids, y Hristovski, 2006) ya que estos esquemas coordinativos surgen de las interacciones de los sistemas (del sujeto) con los factores ambientales (Warren, 2006) y de analizar las muchas claves del movimiento como son multi-estabilidad, meta-estabilidad, variabilidad adaptativa, redundancia y degeneración (Seifert et al., 2013) (entendiendo la degeneración como la descripción de las acciones funcionales en el deporte que alcanzan diferentes componentes de sistemas de los movimientos). Ese término suele ser empleado por los investigadores para conocer cómo la degeneración del sistema neurobiológico puede variar los patrones de movimiento para alcanzar diferentes resultados. (Chow et al., 2008)

 

    Se podría decir que las limitaciones que encontramos en la teoría tradicional en cuanto a la toma de decisiones sugiere que se debería considerar información relevante, más allá del propio sujeto, debiendo tener en cuenta los factores ambientales. (Turvey, y Shaw, 1995b)

 

Perspectiva dinámica 

    

    La teoría de los sistemas dinámicos consiste en utilizar la capacidad de adaptación funcional del comportamiento del sujeto y el ambiente, unido a la percepción de la información (Warren, 2006). Esta teoría de los sistemas dinámicos utiliza conceptos y herramientas propias tales como la aceleración angular, el ángulo del objetivo, la distancia o los picos de flexión y extensión de dos segmentos sobre una articulación, para entender el fenómeno que ocurre en la escala ecológica (Fajen, y Warren, 2003; Jantzen, Oullier, y Kelso, 2008). El término de la teoría ecológica hace referencia a la escala donde se definen las relaciones entre los individuos y su ambiente (Barab et al., 1999). Estos conceptos y herramientas propios de los sistemas dinámicos los sitúan en directa y profunda conexión con los principios termodinámicos y las relaciones basadas en la ciencia natural entre cualquier individuo y el ambiente donde funciona (Turvey, y Shaw, 1995a; Turvey, Shaw, Reed, y Mace, 1981) y se refiere principalmente al análisis de factores cognitivos, neurobiológicos y del sistema nervioso.

 

    La teoría de los sistemas dinámicos entiende la variabilidad como una respuesta de adaptación a las fluctuaciones que sufre nuestro entorno (Davids, Glazier, Araujo, y Bartlett, 2003). En este modelo, la variabilidad es entendida como un aspecto funcional que facilita el aprendizaje y la interiorización de nuevas estructuras.

 

    Hay diferentes vías a partir de las que el fenómeno cognitivo puede ser entendido desde un punto de vista dinámico donde los elementos clave serían principalmente el tiempo, observando el comportamiento que ocurre en ese tiempo, con el objetivo de describir y explicar su comportamiento (Araújo et al., 2006; van Gelder, y Port, 1995), incluyendo en ese comportamiento las restricciones de las características físicas de cada individuo y los factores sociales y culturales del atleta (Araújo, Davids, Bennett, Button, y Chapman, 2004; Araújo, Davids, y Serpa, 2005). En pocas palabras, la teoría de los sistemas dinámicos aboga por la relevancia del análisis para entender el comportamiento y la relación sujeto-ambiente y no sólo la descripción del ambiente o de las actividades de manera separada (Araujo, y Davids, 2011); además, la información más relevante para la toma de decisiones y la regulación de las acciones en ambientes dinámicos (cambiantes) es continua durante la interacción sujeto-ambiente. Desde esta perspectiva, los sistemas neurobiológicos exhiben intencionalidad en la adaptación del comportamiento desde los patrones espontáneos de las interacciones entre componentes del sistema. (Travassos et al., 2012)

 

    Desde esta perspectiva, numerosos estudios demuestran claramente cómo la toma de decisiones y la coordinación de la acción en el deporte es adaptable a los cambios según las limitaciones que provee la información desde la posición relativa, por ejemplo de los defensores, limitaciones morfológicas o de instrucciones de los sujetos y también la localización del terreno/pista para la actividad deportiva (laboratorio/campo). (Araújo et al., 2006; Cordovil et al., 2009; Correia et al., 2012; Headrick et al., 2012; Orth, Davids, Araújo, Renshaw, y Passos, 2014; Travassos et al., 2012; Van Orden, Holden, y Turvey, 2003)

 

La coordinación y la variabilidad en el deporte 

 

    La interacción entre segmentos y/o articulaciones se la define como “coupling” (acoplamiento) e implica que el movimiento de una articulación o segmento influye en el movimiento de otra articulación o segmentos (Arutyunyan et al., 1969). Los movimientos de estos segmentos son “acoplados” y la desviación de estos movimientos hacen referencia al término “asincronismo” y/o variabilidad. Estos patrones de acoplamiento y/o asincronismo van evolucionando con la práctica pero varían entre sujetos, aun con limitaciones o restricciones similares.

 

    Posteriormente, se distingue entre "variabilidad inherente" que impide la repetición exacta de un patrón de movimiento, con" variabilidad de la funcionalidad" que es la variabilidad que puede ser funcional en el sentido de aportar la flexibilidad necesaria para adaptarse a ambientes deportivos dinámicos complicados (situaciones difíciles). (Davids et al., 2003)

 

    La variabilidad en el rendimiento de los deportes de habilidad es un fenómeno natural e importante para el rendimiento y para el desarrollo de las habilidades (Bartlett et al., 2007). Además, el estudio presenta los datos recogidos en el Campeonato del Mundo de Atletismo de 1995, donde se analizaron los patrones motores del primer y segundo clasificado en lanzamiento de jabalina, encontrando diferencias significativas en cuanto a la variabilidad de la coordinación, lo que implicaría el uso de diferentes grupos musculares como método principal para dar velocidad a la jabalina. Hay que destacar los datos intrasujeto, que resaltan la imposibilidad de los deportistas de reproducir patrones iguales de movimiento para lanzar la jabalina, además de sugerir que el análisis de manera aislada de las articulaciones puede omitir información importante sobre mecanismos lesionales de los sujetos, por lo que propone un análisis junto con los factores externos.

 

    Aplicado al deporte, la variabilidad se entiende como la cantidad de grados de libertad del sistema motor que se coordinan entre sí para alcanzar un objetivo o realizar una tarea (Bernstein, 1967), por lo que el reto para los participantes en la realización de una acción es determinar el número de componentes del sistema motor que necesitan para formar un sistema estable (patrón de movimiento) de las numerosas posibilidades que dispone el sistema motor. La gran cantidad de grados de libertad que afectan al movimiento entre dos o más segmentos permite describir diferentes niveles de variabilidad en el movimiento del ser humano (Latash, 2000). Hay que tener en cuenta que el dominio de los grados de libertad no aparece al principio de la práctica deportiva o de la acción a realizar, puesto que los sujetos cuando inician una tarea desde cero, muestran “freezing” (que se refiere a congelación, rigidez y fijación de las articulaciones) (Seifert, Button, y Brazier, 2010; Seifert, Leblanc, Chollet, y Delignières, 2010; Seifert, Leblanc et al., 2011; Seifert, Wattebled, L’Hermette, y Herault, 2011) en los grados de libertad que emplean en la acción y que van liberando con la práctica de la tarea y el paso del tiempo, para convertir esa congelación en liberación (“freeing”) (Bernstein, 1967). Este incremento es indicativo de la progresiva coordinación de las estructuras desde las sesiones iniciales, reformando los patrones motores para un mejor control de los segmentos en movimiento orientados a una tarea u objetivo. (Newell, 1996)

 

    En primer lugar, se sugiere que la mejora en la coordinación y la liberación de los grados de libertad eran progresivos y en dirección universal (desde la congelación hacia la liberación) con el aprendizaje (Bernstein, 1967); posteriormente, otros autores proponen que la dirección de los grados de libertad y coordinación dependen de las limitaciones de la tarea, particularmente del cambio requerido y de la relevancia intrínseca de la tarea (o la realización de nuevas tareas) (Newell, y Vaillancourt, 2001). Es por esto que se aporta que la teoría de la universalidad de la dirección de congelación hacia liberación de los grados de libertad no sería correcta. Los mismos autores sugieren que en algunas zonas del sistema motor, elevados niveles de variabilidad pueden aumentar o reducir (de acuerdo con la concurrencia de restricciones impuestas por la acción a realizar) actuando como un acto reflejo del subconsciente como medida compensatoria en los sujetos.

 

    En el deporte, este mecanismo de aumento o reducción de la variabilidad se observa en individuos sin destreza, los cuales exploran gran cantidad de grados de libertad que ofrece el sistema motor, al contrario de los sujetos expertos o con destreza, que sólo muestran mayor variabilidad que los inexpertos cuando ese aumento les permite superar una limitación o conseguir una tarea. Del mismo modo, hay evidencias que soportan los argumentos de que los deportistas expertos pueden congelar o liberar grados de libertad de la cadena cinética según las demandas de la tarea a realizar; los inexpertos por el contrario, tienden a congelar grados de libertad y muestran mucha más variabilidad, lo cual indica que podría ser funcional (y el sujeto podría llegar a manejarlo según sus necesidades) o significar una estrategia para conseguir el objetivo. La funcionalidad de la variabilidad es definida como la existencia de variedad de movimientos orientados hacia una tarea final y que es relativa a las capacidades de actuar del sujeto con los factores externos (ambiente). (Seifert et al., 2013)

 

    La teoría de la equivalencia motora (Saltzman, y Kelso, 1987) estaría avalada por la teoría de los sistemas dinámicos (Hamill, Palmer, y Van Emmerik, 2012), en la que proponen que los grados de libertad ofrecen una “ventana de variabilidad” donde los individuos realizan sus funciones; una menor variabilidad reduce el número de posibles movimientos de articulaciones y/o segmentos, dando como resultado una menor flexibilidad (no biomecánica, sino de posibilidades) como respuesta al estímulo. Por lo anterior, se puede considerar la variabilidad como algo necesario para los cambios de coordinación, como por ejemplo, pasar de caminar a correr, como un mecanismo de adaptación para las perturbaciones externas (factores externos/ambientales) como por ejemplo el desnivel del terreno, temperatura, distancia, etc. o como algo importante y/o necesario para alcanzar el rendimiento experto. (Araújo et al., 2006)

 

    Por otro lado, la coordinación surge de los contrastes de libertad y movimiento del sistema, asociados al individuo, la tarea y las condiciones ambientales (Newell, 1985) o lo que otros autores llaman la coordinación dinámica (Kelso, 1995; Phillips, Davids, Renshaw, y Portus, 2010). Esa dinámica se interpreta como un variado conjunto de conceptos y métodos (Araújo et al., 2006) y como algo intrínseco de todos los sistemas biológicos. (Newell, y Corcos, 1993)

 

    Siguiendo con el mundo del deporte y la variabilidad, otros autores la entienden como la desviación de una secuencia de movimientos definidos con anterioridad a la realización de una tarea y observables a través de variables cinemáticas y cinéticas y mediante repeticiones múltiples de la tarea, además de que la variabilidad de los movimientos es importante por su implicación en el resultado, bien por patología o por su rendimiento. (Marín, Hernández, y Pérez, 1999)

 

    Tanto es así que se considera que la vía a la debilidad o lesión es mediante una pérdida de variabilidad en las variables fundamentales de la función biológica (Arutyunyan et al., 1969). Por el contrario, cuando la variabilidad es extremadamente alta (ver Figura 3), existe mayor riesgo de lesión, por lo que se podría entender que la misma pudiera ser un sistema mediante el cual se pueden estudiar futuras lesiones (además de poderla asociar a la eficacia). O lo que es lo mismo, la variabilidad de la coordinación puede ser el siguiente paso para entender la etiología de una lesión y puede ayudar a determinar el progreso de la recuperación o progresión del estado de la lesión. (Hamill et al., 2012)

 

Fuente: Modificado de Hamill et al. (2012)

 

    En un estudio comparativo de atletas sanas con corredoras que habían padecido lesión patelofemoral, se encontró menor variabilidad en las lesionadas que en las sanas (Heiderscheit, Hamill, y van Emmerik, 2002). Otra teoría propone que una menor variabilidad produce menor número de movimientos posibles, lo que puede producir lesiones por sobrecarga (Hamill et al., 2012), lo que estaría en la línea de otras investigaciones que entienden que la variabilidad del movimiento es una forma de proveer de una amplia distribución de posibilidades el esfuerzo entre diferentes tejidos, reduciendo potencialmente la acumulación de la carga en las estructuras internas del cuerpo. (James, Dufek, y Bates, 2000)

 

Métodos de análisis de la variabilidad 

 

    Estudios recientes en el contexto de la investigación sobre lesiones deportivas por sobrecarga, sugieren analizar la interacción entre dos segmentos o articulaciones (conocido como coupling) como medio para la descripción de patrones de movimiento asincrónicos con implicaciones lesivas (Chang, Van Emmerik, y Hamill, 2008). Esta interacción asume que el movimiento de un segmento o articulación puede influir en el movimiento del otro, por lo que el análisis aislado de la interacción de ambos segmentos puede mantener implicaciones en la funcionalidad corporal. Es decir, la coordinación entre dos segmentos puede ser determinante en la realización de una tarea en cuestión y su análisis podría ofrecer datos de interés.

 

    Existen 3 métodos propuestos para el análisis de la variabilidad (Arutyunyan et al., 1969; Hamill, Haddad, y Van Emmerik, 2005; Hamill, McDermott, y Haddad, 2000) y la elección de uno u otro dependerá de la cuestión a resolver. No existe una técnica mejor que otra, o una correcta y otras no, sino que la coordinación de la variabilidad podrá ser correctamente medida con cualquiera de los 3 métodos ya que cada técnica se puede emplear adecuadamente para medir una cuestión concreta y no un método aleatorio para medir de una manera general (Arutyunyan et al., 1969). El desplazamiento angular de los segmentos sobre las articulaciones se obtiene de las grabaciones en 3D que posteriormente serán normalizadas al 100% del gesto (101 puntos) para calcular los datos que generen los diagramas de ángulo-ángulo de 2 segmentos o articulaciones implicados. Este procedimiento debe realizarse para diversas repeticiones en cada participante (si las hubiera).

 

    Obtenidos los datos cinemáticos del movimiento, los tres métodos de análisis son:

Discrete Relative Phase (Fase relativa discreta) 

 

    Se define como el tiempo de los movimientos clave de cada ángulo de la articulación y permite analizar la coordinación entre dos segmentos en instantes concretos del gesto o movimiento. Se calcula con la diferencia en el tiempo entre eventos clave de una tarea; esta diferencia suele calcularse cuando dos segmentos (o articulaciones) alcanzan valores concretos durante el gesto, por ejemplo, los valores máximos. En otras palabras, es la representación del movimiento relativo de una articulación, según la velocidad de desplazamiento comparado con otra articulación en función del ángulo en el que se encuentre. (Bartlett, 2007)

 

Vector code modification (Código vector modificado) 

 

    Se trata de una medida espacial basada en los gráficos ángulo-ángulo (Arutyunyan et al., 1969). Este método es una adaptación de uno previo que consiste en establecer el ángulo de coordinación a partir de la orientación del vector que une dos puntos adyacentes en relación al eje horizontal (Sparrow, Donovan, van Emmerik, y Barry, 1987). Con los datos obtenidos de este método se pueden obtener los planos fase, que se representan por 4 posibles patrones coordinativos ofreciendo valores que oscilan entre 0º y 360º, siendo 0º, 90º, 180º y 270º indicadores del movimiento de una de las articulaciones o segmentos. Así, 0º y 180º indican una coordinación distal, es decir, el segmento distal se mantiene fijo y el proximal rota alrededor de éste. A su vez, 90º y 270º indican la acción opuesta, coordinación proximal.

 

    La coordinación en fase ocurre cuando dos articulaciones se extienden a la vez y si ambas se mueven a la misma velocidad, la línea resultante en el diagrama será una sola línea ascendente (Bartlett, 2007). Se dará con valores cercanos a 45º o 225º, aproximadamente.

 

    Mientras, la coordinación fuera de fase o anti fase se considera cuando un segmento de la articulación flexiona mientras el otro se extiende, y la resultante en el diagrama será una sola línea descendente (Bartlett, 2007). Se dará con valores entorno a 135º o 315º, aproximadamente.

 

Continous relative phase (Fase continua relativa) 

 

    Es la medida espacio-temporal basada en los planos fase generados desde la posición angular y la velocidad angular de los segmentos (Arutyunyan et al., 1969). Este método consiste, en primer lugar, en representar el ángulo fase (gráfico de velocidad angular de una articulación) del desplazamiento normalizado en función de la velocidad normalizada para cada segmento, es decir, a partir de los datos angulares de un segmento o articulación en un diagrama-serie en función del tiempo, se establece para cada segmento en cada instante el ángulo fase entre dos puntos adyacentes entre la posición y velocidad a lo largo de todo el ciclo (Miller et al., 2010). En segundo lugar, el ángulo de la fase continua relativa se obtiene con la diferencia entre los datos de dos segmentos o articulaciones en cada instante a lo largo del tiempo. Los resultados oscilan entre 0º y 360º, aunque para evitar redundancias suelen aportarse entre 0º y 180º. En este método los valores iguales a 0º informan de una coordinación en fase de los segmentos (o articulaciones) y los iguales a 180º informan de una coordinación fuera de fase; cualquier ángulo entre estos dos extremos mostrará cierta orientación hacia en fase o anti fase.

 

    Existe la posibilidad de una coordinación separada o fase offset donde las líneas en sentido ascendente y de derecha a izquierda significan que la articulación flexiona y el sentido descendente y de izquierda a derecha representa a la articulación en extensión. (Bartlett, 2007)

 

Approximate Entropy 

 

    Se la define como una medida para calcular la regularidad de los sistemas complejos mediante el uso de variables no lineales, aunque realiza sólo algunas aproximaciones prácticas y concluye que el estudio de la variabilidad mediante los datos ofrecidos de approximate entropy son muy dependientes de otras variables e inestables para acciones o periodos cortos (Pincus, 1991). Posteriormente, otros autores aportan que sólo serían datos inestables para trabajos que dispongan de menos de 50 datos (Buzzi, Stergiou, Kurz, Hageman, y Heidel, 2003). Finalmente, otro estudio concluye que mediante la modificación de 2 variables en el cálculo estadístico, sus resultados pueden ser considerados válidos. (Fonseca, Milho, Passos, Araújo, y Davids, 2012)

 

La variabilidad como unidades de medida 

 

    Cabe destacar que, teniendo en cuenta que la coordinación (valorada con variables angulares) es clasificada como un parámetro circular, el análisis para el cálculo de la media y la desviación estándar debe realizarse utilizando estadística circular (Miller et al., 2010). En este caso, la desviación estándar es la medida que nos permite analizar la variabilidad de la coordinación.

 

    La manera más común de calcular la variabilidad de la coordinación es mediante el cálculo de la desviación estándar de un movimiento concreto (Piek, 1998), donde considera que la variabilidad es un concepto teórico más que una simple operación de cálculo de media (desviación estándar).

 

Conclusiones 

 

    En este trabajo, han podido ser clarificados aspectos importantes de la variabilidad de la coordinación de los movimientos y sus diferentes interpretaciones, aportando por un lado las teorías más clásicas, donde se explica desde un punto de vista matemático (Shannon, y Weaver, 1949) u otros donde se estudia la variabilidad empleando la deviación estándar (Lees, y Rahnama, 2013; Miller, 1998, 2000; Piek, 1998). Posteriormente, y junto con la aparición de modernas y diferentes metodologías para analizar e interpretar la variabilidad, las teorías más modernas de movimientos dinámicos (Araújo et al., 2006; Araujo, y Davids, 2011; Chow et al., 2008; Davids et al., 2013; Davids, y Araújo, 2010; Davids, Glazier, Araújo, y Bartlett, 2003; Kelso, 1995; Travassos et al., 2012; Vilar, Araújo, Davids, y Button, 2012) emplean datos lineales y no lineales, lo que puede ser considerado una evolución del concepto desde el punto de vista de la distorsión (y deshecho) a la funcionalidad (y su desarrollo y toma en consideración). Esa importancia lograda, apoyada por estudios donde se refleja la imposibilidad del sistema motor de realizar dos actividades idénticas (Calvo, Godoy, y Toro, 2009; Stergiou, Yu, y Kyvelidou, 2013), sugieren la continuación del trabajo sobre la variabilidad, que podría ser apoyado desde las Escuelas de Educación Física.

 

    En la actualidad, y desechando la idea de eliminar los datos ofrecidos por la variabilidad o ruido y considerándolo ya como un elemento funcional, existen 3 medidas de la variabilidad (Arutyunyan et al., 1969): Fase Discreta Relativa (representación de la posición de una articulación en el tiempo), Código Vector Modificado (establece el ángulo de coordinación a partir de la orientación del vector que une 2 puntos; establece 4 patrones coordinativos) y la Fase Continua Relativa (planos fase de la posición angular y la velocidad angular) (Pincus, 1991) denominada Approximate Entropy, aunque en los estudios más recientes los autores parecen decantarse por el uso de Vector Code.

 

    La variabilidad no puede ser interpretada de manera unísona como un dato negativo y desechado, sino más bien como una característica funcional concreta que emerge de la suma del funcionamiento motor con los factores externos, que nos aporta información indicativa del nivel del deportista (rendimiento) o muestra los posibles estados de un proceso patológico (salud).

 

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Lecturas: Educación Física y Deportes, Vol. 26, Núm. 282, Nov. (2021)