Effects of Motor Observation Supplementation on Quadriceps Muscle Activity and Torque Production during Isokinetic Resistance Exercise

Abstract

Many studies have analysed the influence of verbal instructions and attentional focus on the performance of various motor tasks. Moreover, research has also shown that humans display a wide network of mirror-neurons and that motor observation can promote increased motor- system excitability. The purpose of this study was to explore the combined effects of motor observation and internally focused verbal instructions on skeletal muscle activity, torque production and other related variables during an isokinetic resistance-exercise protocol. We hypothesized that the addition of motor observation to internally focused verbal instructions might enhance neural input to the knee-extensor muscles, ultimately leading to greater muscle activity and greater torque production during resistance exercise when compared to verbal instructions alone. We conducted a crossover design using two conditions: a control condition in which the participants received internally focused verbal instructions and an experimental condition including the same instructions, but supplemented with motor observation of the same exercise. Both groups performed 6 sets of 10 repetitions on an isokinetic dynamometer. Leg extension torque and EMG activity of the vastus mediallis, rectus femoris, vastus lateralis and bicep femoris was obtained. Results showed no statistically significant main effects for condition in peak torque (F = 0.343; p value = 0.573; Ꞃ2 = 0.037) nor surface electromyographic activity of the analysed muscles: vastus mediallis (F = 0.002; p value = 0.966; Ꞃ2 = <0.001), rectus femoris (F = 0.138; p-value = 0.718; Ꞃ2 = 0.015), vastus lateralis (F = 0.031; p value = 0.863; Ꞃ2 =0.003) or biceps femoris (F = 0.544; p value = 0.476; Ꞃ2 = 0.058). These results suggest that motor observation has no additional effect on torque production or muscle activity when compared to that seen with internally focused verbal instructions alone.Vários estudos têm analisado os efeitos da instrução verbal e de diferentes tipos de foco atencional ao nível do desempenho de diferentes tarefas motoras. Além disso, a literatura disponível também evidencia que os humanos possuem uma rede complexa de neurónios espelho e que a observação motora pode promover um aumento da excitabilidade cortical. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos combinados de observação motora e instrução verbal com foco atencional interno na ativação eletromiográfica do músculo esquelético, produção de torque e outras variáveis associadas na resposta a uma sessão de treino de força em regime isocinético. Estabeleceu-se a hipótese de que a suplementação da instrução verbal interna com a observação motora poderia aumentar o drive neural sobre os músculos extensores do joelho e assim potenciar uma maior atividade eletromiográfica e produção de torque quando comparada com utilização exclusiva da instrução verbal. Para testar esta hipótese recorreu-se a um desenho experimental cruzado com duas condições: uma condição de controlo que implicou instruções verbais com foco atencional interno e uma condição experimental que envolveu o mesmo tipo de instruções, mas ao qual foi adicionada a observação motora da tarefa a ser realizada durante a execução da mesma. Ambos os grupos realizaram 6 séries de 10 repetições num dinamómetro isocinético. Foram analisados o torque de extensão do joelho e EMG dos músculos vasto medial, reto femoral, vasto lateral e bicípite femoral. Não foram observados efeitos significativos para efeitos entre condições referentes aos valores de torque máximo (F = 0.343; p value = 0.573; Ꞃ2 = 0.037), ou de atividade eletromiográfica dos músculos analisados: vasto medial (F = 0.002; p value = 0.966; Ꞃ2 = <0.001), reto femoral (F = 0.138; p value = 0.718; Ꞃ2 = 0.015), vasto lateral (F = 0.031; p value = 0.863; Ꞃ2=0.003) ou bicípite femoral (F = 0.544; p value = 0.476; Ꞃ2 =0.058). Os resultados obtidos sugerem que a observação motora não promove qualquer efeito adicional sobre a produção máxima de torque ou de atividade eletromiográfica dos músculos envolvidos, quando comparada com utilização exclusiva de instruções verbais com foco atencional interno

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