La distrofia muscolare di Duchenne è il tipo più comune di distrofia muscolare, che colpiscono più di 10, 000 maschi alla nascita all'anno negli Stati Uniti con grave disabilità fisica, deperimento cronico e deterioramento muscolare.

Test tramite risonanza magnetica, il test genetico o la biopsia muscolare richiedono attrezzature specializzate, procedure invasive e spese elevate, ma misurare i cambiamenti nella funzione muscolare e identificare l'andatura compensativa nei ragazzi potrebbe portare a una diagnosi precoce.

Questa settimana in Caos gli autori presentano un indice chiamato coefficiente di accoppiamento relativo, che può essere utilizzato per quantificare i fattori coinvolti nell'andatura umana e per schermare più accuratamente la distrofia muscolare di Duchenne. Utilizzando sensori inerziali economici, hanno misurato i movimenti di diverse parti del corpo in soggetti di prova, vedere il corpo come una catena cinematica.

"Nella scienza dello sport, la teoria della catena cinematica è la più classica nello spiegare la trasmissione del potere del corpo umano, " ha detto l'autore Jian An. "Nel processo di movimento, collegamenti diversi completano le azioni corrispondenti, secondo la struttura specifica in un dato momento, al fine di mantenere la relativa stabilità dinamica del corpo."

Nello studio, accelerometri sono stati posizionati sui partecipanti in cinque posizioni:entrambi gli avambracci, entrambi i fianchi delle gambe e il centro del corpo. Mentre i partecipanti camminavano, i dati delle serie temporali sono stati raccolti per creare un coefficiente di accoppiamento nucleo-arto, che confronta i dati del core e degli arti, e un coefficiente di accoppiamento omolaterale-arto, che confronta i dati dell'avambraccio e del fianco della gamba. Combinato, questi forniscono un quadro del grado di accoppiamento in tutto il corpo.

Lo studio si concentra sulla camminata umana come sistema di sottosistemi, parti del corpo collegate che operano in modo cooperativo in un sistema complesso non lineare. Ciò significa che le dinamiche lineari nell'analisi statistica non lo descrivono bene, e i modelli di dinamica non lineare sono più adatti al compito.

Gli autori utilizzano la ricostruzione dello spazio delle fasi per catturare le dinamiche nel complesso sistema del modello di andatura umana. Il loro lavoro si basa sulla teoria dell'incorporamento di Taken, che consente loro di estrarre la dimensione di incorporamento in un set di dati di serie temporali unidimensionali. Il risultato è una metodologia basata sui dati per lo screening della distrofia muscolare di Duchenne.

Gli autori intendono continuare il loro lavoro per migliorare la capacità del coefficiente di accoppiamento relazionale di aumentare la sua accuratezza come strumento di diagnosi, oltre a sviluppare applicazioni per gli anziani, come la previsione del rischio di caduta.