Aperte seu dedo tão fortemente quanto você possa sobre uma superfície. Mantenha a força e comece a movê-lo lentamente, acompanhando o tic-tac de um relógio. Agora vá mais rápido. E mais rápido agora.

Repetindo esse experimento com vários voluntários, Francisco Valero-Cuevas, da Universidade do Sul da Califórnia, descobriu algo interessante: a força máxima exercida pelo dedo independe da velocidade do movimento.

E isso é importante? Bom, isso contesta a teoria atual, formulada há quase 70 anos, sobre como as propriedades dos músculos influenciam nossas atividades diárias. E pode ajudar a explicar porque nossas habilidades manuais são tão vulneráveis a doenças e ao envelhecimento. E vai ajudar a construir robôs mais hábeis.

Redundância de músculos e juntas

A coisa tem a ver com uma pretensa "redundância" dos nossos músculos e com a capacidade do nosso cérebro em controlar nosso aparato neuromuscular. Em muitas tarefas, a força muscular é afetada pelo binômio força-velocidade, que enfraquece os músculos quando eles se movem mais rapidamente. É por isso que as bicicletas têm marchas, por exemplo.

Bom, mas as experiências agora demonstraram que, apesar do movimento diminuir a capacidade máxima de força, essa capacidade virtualmente não se altera entre a movimentação lenta e a movimentação rápida - mesmo quando a velocidade do dedo aumentou 36 vezes.

Atingindo os limites do cérebro

O professor Valero-Cuevas e sua turma levantaram várias hipóteses - habilidades diferentes entre os voluntários, respostas não-lineares dos músculos e assimetrias dos músculos dos dedos - mas optaram por uma explicação desafiadora: o universo de comandos possíveis que o cérebro envia para os músculos é fortemente limitado pela natureza mecânica da tarefa.

Em outras palavras, tarefas mecânicas que exijam controle simultâneo de força e movimento levam nosso sistema neuromuscular ao limite. É isso o que desafia a teoria anterior, que sempre estabeleceu que o limite de nossas habilidades manuais seria ditada pelas limitações dos próprios músculos.

E isso ajudaria a explicar porque danos aparentemente tão pequenos ao nosso sistema nervoso impactam tão fortemente nossas capacidades motoras.

Fim de um paradoxo

As teorias atualmente aceitas também estabelecem que nosso corpo teria uma série de "músculos redundantes", destinados a fazer a mesma tarefa. A atual pesquisa propõe que nós temos exatamente o número de músculos e juntas necessário. E eles já são o suficiente para levar a capacidade de comando do nosso cérebro ao limite. Ele fica ocupado demais combinando movimentos e forças, e os músculos nem se aproximam de seus limites. Qualquer pequeno dano no sistema resulta em perda de habilidade motora. Se fôssemos tão redundantes quanto se acreditava, isso não deveria acontecer porque outras vias assumiriam o papel das que se perderam. Essa inconsistência entre redundância e pequeno dano/pequeno efeito sempre foi tratado pela teoria atual como um paradoxo.

Robôs mais hábeis

Apesar da cara de ciência básica, o objetivo desta pesquisa é criar algoritmos para modelar o controle motor humano e usar esses algoritmos para desenvolver manipuladores robóticos mais hábeis. Se a teoria estiver correta, a adição de mais motores (redundantes) a uma mão ou braço robótico poderia aumentar sua capacidade de imitar a habilidade das mãos e braços humanos. Desde, é claro, que o poder de processamento do robô fosse elevado a ponto de lidar com esses motores extras. Este experimento com o dedo é parte de um projeto que se chama "Fazendo engenharia reserva da capacidade do cérebro humano em controlar as mãos."

Controle consciente dos movimentos

Os pesquisadores não comentaram nada a respeito, mas uma coisa me pareceu ter tudo a ver: e os atletas? Será que uma melhoria da nossa capacidade de raciocínio, ou eventualmente de controle consciente dos movimentos, poderia resultar em maiores habilidades motoras - em mais velocidade, por exemplo? Afinal, se os músculos não estão chegando ao limite, uma pitada de cérebro seria muito mais útil aos atletas do que músculos com esteróides.

Referências:

Kevin G. Keenan, Veronica J. Santos, Madhusudhan Venkadesan, Francisco J. Valero-Cuevas.  Maximal Voluntary Fingertip Force Production Is Not Limited by Movement Speed in Combined Motion and Force Tasks. The Journal of Neuroscience, July 8, 2009, 29(27):8784-8789; doi:10.1523/JNEUROSCI.0853-09.2009.

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