Con las espectaculares victorias de Guga (el tenista Gustavo Kuerten), Brasil puede dejar de ser el pa\u00eds del f\u00fatbol para convertirse en la tierra del tenis, y aquellos que se inician en el manejo de la raqueta pueden ahora contar con la ayuda de la ciencia. El f\u00edsico brasile\u00f1o Marcos Duarte, profesor de la Escuela de Educaci\u00f3n F\u00edsica y Deporte de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), junto a especialistas de varios pa\u00edses, encabezados por la psic\u00f3loga alemana Dagmar Sternad (de la Universidad Estadual de Pensilvania, Estados Unidos), descubri\u00f3 una receta infalible para controlar a la pelotita, tan f\u00e1cil que hasta un robot es capaz de seguirla.<\/p>\n
“La idea convencional es que la persona est\u00e1 todo el tiempo mirando hacia la pelotita y la raqueta, e inconscientemente, realiza los ajustes necesarios para corregir el movimiento. Pero eso demanda mucha atenci\u00f3n y contrasta con la facilidad de ese acto. Entonces, propusimos un modelo alternativo, basado en la teor\u00eda del caos”, afirma el investigador.<\/p>\n
Su investigaci\u00f3n fue publicada en enero en\u00a0Physical Review E<\/em>, de la American Physical Society, y tuvo una rese\u00f1a en la p\u00e1gina de la revista\u00a0Nature<\/em> en Internet. Otro art\u00edculo del grupo saldr\u00e1 publicado en octubre en el\u00a0Journal of Experimental Psychology<\/em>. Pero la investigaci\u00f3n del movimiento de golpear en la pelota es, por as\u00ed decirlo, una camino colateral en el itinerario de este joven f\u00edsico, posdoctor de la Universidad de Pensilvania. Su principal objeto de estudio son los mecanismos de control de la postura y del equilibrio humanos. Tanto en un \u00e1rea como en la otra, Duarte ha realizado descubrimientos instigadores y \u00fatiles.<\/p>\n Para describir el movimiento al golpear en la pelotita, Duarte utiliz\u00f3 un modelo creado en el estudio de los rayos c\u00f3smicos por el f\u00edsico italiano Enrico Fermi (1901-1954). “Se trata de un modelo de sistemas din\u00e1micos, cuyas ecuaciones no lineales traen consigo la idea del caos”, dice Duarte. “A partir de dicho modelo, concluimos que, en vez de controlar en todo instante las posiciones y velocidades de la pelota y de la raqueta, todo loque la persona necesita hacer es frenar a la raqueta antes de golpear en la pelota”.<\/p>\n Si ese \u00fanico factor – la frenada de la raqueta, es decir, su aceleraci\u00f3n negativa (menor que cero) – es respetado, el resultado ser\u00e1 un sistema din\u00e1micamente estable, en el cual cualquier perturbaci\u00f3n en el movimiento de la pelotita ser\u00e1 atenuada o corregida por las interacciones consecutivas con la raqueta.<\/p>\n Visi\u00f3n e impacto Si bien el modelo se remonta a los estudios de Fermi al final de la d\u00e9cada de 1940, la novedad reside en su aplicaci\u00f3n al tenis. “Inicialmente, realizamos una simulaci\u00f3n del modelo en una computadora. Luego confirmamos la previsi\u00f3n en experimentos con seres humanos”, relata Duarte. “Esos individuos no ten\u00edan ninguna experiencia anterior con el tenis, pero despu\u00e9s de aprender la tarea, llegaron, emp\u00edricamente, muy cerca de la aceleraci\u00f3n ideal: un valor negativo, pero no excesivo. Bast\u00f3 controlar esa sola variable para que obtuvieran la pericia.”<\/p>\n Para aislar el fen\u00f3meno y evitar efectos producidos por otros factores – como la inclinaci\u00f3n lateral de la raqueta, por ejemplo -, en uno de los experimentos, los investigadores acoplaron a ella un dispositivo tipo sube y baja. Los testeados mov\u00edan el “sube y baja” y \u00e9stos comunicaban el movimiento a la raqueta. De esa manera, la trayectoria de la raqueta permanec\u00eda rigurosamente inscrita en un plano vertical.<\/p>\n “Procuramos eliminar tambi\u00e9n varias informaciones sensoriales, como las proporcionadas por la visi\u00f3n y por la sensaci\u00f3n cinest\u00e9sica producida por el impacto de la pelota en la raqueta”, informa el f\u00edsico. Para cumplir la primera condici\u00f3n, bast\u00f3 vendarles los ojos a las personas. La segunda demand\u00f3 un artilugio m\u00e1s complicado: acoplar un brazo rob\u00f3tico entre el sujeto y la raqueta. “Para sorpresa nuestra, verificamos que la\u00a0performance<\/em> de los individuos se ve m\u00e1s perjudicada por la eliminaci\u00f3n de la informaci\u00f3n cinest\u00e9sica que por la supresi\u00f3n de la visi\u00f3n.”<\/p>\n Entrenando a un robot “Este robot no est\u00e1 siendo desarrollado para jugar tenis con Guga. Tiene la habilidad de un ni\u00f1o de 2 a\u00f1os. Y eso es lo m\u00e1ximo que podemos ansiar por el momento”, dice Duarte. “Cuando consideramos que, en un juego esencialmente mental como el ajedrez, el robot Deep Blue fue capaz de vencer al campe\u00f3n mundial ruso Garry Kasparov, nos damos cuenta de como es complejo el movimiento corporal humano”.<\/p>\n El f\u00edsico sabe muy bien que est\u00e1 hablando, pues su l\u00ednea de investigaci\u00f3n, focalizada en el control de la postura y del equilibrio, muestra toda la complejidad implicada en una actividad tan simple como permanecer de pie. En estos estudios, que ya le reportaron ocho art\u00edculos en revistas especializadas internacionales, el brasile\u00f1o cont\u00f3 como supervisor de su posdoctorado con el matem\u00e1tico ruso Vladimir Zatsiorsky. Se trata del ex director del legendario Instituto Central de Cultura F\u00edsica de la antigua Uni\u00f3n Sovi\u00e9tica, la f\u00e1brica de campeones responsable por las medallas de oro de los equipos ol\u00edmpicos. Zatsiorsky, que vive actualmente en Estados Unidos y reorient\u00f3 su actuaci\u00f3n de los gimnasios deportivos hacia el \u00e1rea de salud, continua siendo colaborador de Duarte.<\/p>\n “Queremos saber c\u00f3mo controla su postura el ser humano, para entender c\u00f3mo pierde ese control”, subraya el investigador. Esa cuesti\u00f3n es especialmente significativa para los ancianos. Una de cada tres personas con m\u00e1s de 65 a\u00f1os se cae por lo menos una vez al ano. Y esas ca\u00eddas, que generalmente provocan fracturas de cadera o f\u00e9mur, son, debido a sus complicaciones, el segundo factor de muerte por accidentes. En Estados Unidos, los gastos ocasionados por esos accidentes al sistema de salud ascienden a algunos miles de millones de d\u00f3lares anuales.<\/p>\n Por tal motivo, gobiernos e instituciones privadas de varios pa\u00edses invierten grandes sumas en el estudio de los mecanismos naturales de control de la postura y del equilibrio. Como parte de su proyecto, Duarte acaba de montar, en la Escuela de Educaci\u00f3n F\u00edsica de la USP, un laboratorio con los m\u00e1s actuales avances en aparatos de investigaci\u00f3n sobre el tema.<\/p>\n Placa de fuerza Uno de los objetivos es estudiar la llamada postura erecta natural, la que las personas asumen, por ejemplo, cuando est\u00e1n paradas esperando el \u00f3mnibus. “Jam\u00e1s permanecemos totalmente inm\u00f3viles”, asegura Duarte. “Estando de pie, nuestro cuerpo efect\u00faa permanentemente peque\u00f1as oscilaciones que nos ayudan a aliviar la fatiga. En media, efectuamos un cambio postural cada 30 segundos”.<\/p>\n Esas alteraciones pueden reducirse a tres tipos b\u00e1sicos. El primero es la transferencia (shift<\/em>) que ocurre cuando el sujeto modifica su posici\u00f3n media, desplazando, por ejemplo, el peso de una pierna hacia la otra. El segundo, el sobresalto (fidjet<\/em>), es un movimiento r\u00e1pido, con retorno a la posici\u00f3n anterior. El tercero, denominado deriva (drift<\/em>), es la tendencia que las personas manifiestan de derivar, es decir, moverse muy lentamente hacia un lado y luego regresar a la posici\u00f3n inicial.<\/p>\n La transferencia y el sobresalto ya eran harto conocidos. Son mecanismos naturales que permiten transferirle el esfuerzo de determinados grupos musculares a otros, estimular la circulaci\u00f3n sangu\u00ednea y aliviar la presi\u00f3n sobre los puntos de apoyo previamente solicitados, de manera de prevenir edemas. La contribuci\u00f3n del investigador consisti\u00f3 en cuantificar rigurosamente esos movimientos, antes apenas relatados de manera subjetiva.<\/p>\n Variaci\u00f3n y fractal Afirmar que la se\u00f1al de la placa es un fractal equivale a decir que la transferencia, el sobresalto y la deriva son variaciones, en diferentes escalas, de un mismo movimiento. “Si adoptamos el\u00a0shift<\/em> como referencia, podremos decir que el\u00a0fidjet<\/em> est\u00e1 compuesto por dos\u00a0shifts<\/em> muy r\u00e1pidos, de sentidos opuestos, mientras que el\u00a0drift<\/em> es un\u00a0shift<\/em> de larga duraci\u00f3n”, explica.<\/p>\n Para \u00e9l, esta asociaci\u00f3n quiz\u00e1s aclare el misterio de la deriva, que parece ser una estrategia corporal que permite obtener los mismos efectos producidos por la transferencia con menor consumo de energ\u00eda por unidad de tiempo. De otra manera: es una forma inteligente de cambiar los puntos de apoyo, redistribuir el peso y promover la circulaci\u00f3n sangu\u00ednea.<\/p>\n La actual fase de los estudios ya permite tener una primera idea acerca de c\u00f3mo un adulto saludable controla su postura. A partir de all\u00ed, es posible empezar a entender la progresiva p\u00e9rdida de control que acompa\u00f1a al envejecimiento, principalmente de el aquellos que no practican una actividad f\u00edsica adecuada y regular. Para controlar el movimiento antero-posterior -las oscilaciones hacia adelante y hacia atr\u00e1s-, el ser humano utiliza b\u00e1sicamente los tobillos y las caderas. Con el envejecimiento, tiende a producirse una p\u00e9rdida de la llamada sensibilidad distal: cuanto m\u00e1s distante una parte del cuerpo se encuentra del cerebro, menor es la sensibilidad de la persona en dicha regi\u00f3n. Resultado: la estrategia de los tobillos comienza a ser dejada de lado con relaci\u00f3n a la estrategia de las caderas.<\/p>\n Tobillos d\u00e9biles Las consecuencias son previsibles: “Cuando el anciano experimenta una ligera p\u00e9rdida del equilibrio, el anciano generalmente recurre a las cadera para reequilibrarse. Con ello, aplica sobre el suelo fuerzas casi horizontales. Si est\u00e1 caminando sobre una alfombra con poca adherencia al suelo o sobre un terreno resbaladizo, tendr\u00e1 una gran probabilidad de caerse”, concluye Duarte.<\/p>\n Un objetivo del investigador es construir un protocolo experimental que permita mensurar ambas estrategias y ayudar a las personas a desarrollar aquellas en la cuales sienten mayor dificultad. Para los ancianos que perdieron el dominio de los tobillos, el entrenamiento les ofrecer\u00e1 la perspectiva de recuperar, al menos en parte, esa habilidad.<\/p>\n Los Proyectos
\n<\/strong>Ocurrir\u00e1 exactamente lo contrario si la aceleraci\u00f3n de la raqueta es positiva. En este caso, una eventual perturbaci\u00f3n ser\u00e1 acentuada, hasta hacer que el movimiento de la pelotita se vuelva incontrolable. La tercera posibilidad, una aceleraci\u00f3n nula (igual a cero) – es decir, el desplazamiento de la raqueta con velocidad constante -, producir\u00e1 un estado indiferente, en el cual las perturbaciones tanto pueden progresar cuanto retroceder, dependiendo de otros factores.<\/p>\n
\n<\/strong>Con todo lo que aprendieron durante los experimentos, llegaron a la etapa m\u00e1s divertida: ense\u00f1arle al robot a pegarle a la pelota. No hicieron esto a la manera cl\u00e1sica, con c\u00e1maras de TV siguiendo los movimientos de la raqueta y de la pelotita y las computadoras calculando en cada momento sus trayectorias. Bast\u00f3 para ello programar al robot para imprimirle a la raqueta una aceleraci\u00f3n negativa en la intensidad apropiada.<\/p>\n
\n<\/strong>El investigador se\u00f1ala, sobre una peque\u00f1a plataforma en el piso de su laboratorio, un equipo que \u00e9l considera como el m\u00e1s importante: una placa de fuerza que mide cualquier esfuerzo realizado sobre \u00e9sta. El funcionamiento del artefacto es an\u00e1logo al de una balanza, pero mientras esta solamente determina el peso – una fuerza vertical, de arriba hacia abajo -, la placa es capaz de detectar fuerzas ejercidas en todas las direcciones, as\u00ed como sus puntos de aplicaci\u00f3n. “Le pedimos a una persona que permanezca de pie encima de ella durante media hora y, por medio de un\u00a0<\/span>software<\/em> que desarollamos, podemos identificar, clasificar y cuantificar todas las alteraciones posturales ocurridas en ese per\u00edodo de tiempo”, dice.<\/span><\/p>\n
\n<\/strong>La deriva es una descubrimiento nuevo, un movimiento muy lento, que solo puede ser observado gracias a los recursos de los aparatos. Su causa es mucho m\u00e1s dif\u00edcil de determinar. \u00bfPor qu\u00e9 las personas derivan? \u00bfPor qu\u00e9 pendemos lentamente hacia un lado y luego volvemos, con igual lentitud, a la posici\u00f3n anterior? “Descubrimos que la se\u00f1al de la placa de fuerza, que informa c\u00f3mo el individuo controla su postura y su equilibrio, es un fractal”, responde Duarte. Fractales son los patrones que se repiten en diferentes escalas de espacio o de tiempo o de espacio y tiempo, simult\u00e1neamente.<\/p>\n
\n<\/strong>El problema est\u00e1 en que ambas estrategias no son equivalentes desde el punto de vista f\u00edsico. Para demostrar ese principio, el investigador le pide al reportero que pruebe consigo mismo, permaneciendo en pie y oscilando hacia adelante y hacia atr\u00e1s. Existe efectivamente una diferencia notable. Si la oscilaci\u00f3n es realizada a partir del tobillo, le imprimimos al piso fuerzas sensiblemente verticales. Al transferirle la oscilaci\u00f3n a las caderas, estas fuerzas se vuelven pr\u00e1cticamente horizontales.<\/p>\n
\n<\/strong>Estudio del Equilibrio Postural y de la Marcha de Ancianos en Ambientes Terrestres y Acu\u00e1ticos
\nModalidad
\n<\/strong>Programa Joven Investigador
\n<\/span>Coordinador
\n<\/strong>Marcos Duarte – Facultad de Educaci\u00f3n F\u00edsica de la USP
\n<\/span>Inversiones
\n<\/strong>R$ 223.795,04 y US$ 100.596,04<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un estudio que muestra las fuerzas que act\u00faan en el cuerpo en acci\u00f3n e indica incluso la forma ideal de pegarle a la pelota de tenis","protected":false},"author":129,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[439],"class_list":["post-72798","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72798","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/129"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=72798"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72798\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=72798"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=72798"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=72798"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=72798"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}