Integración psicobiológica en la fatiga inducida por el ejercicio. Aproximación dinámica y no lineal

Abstract

Los modelos psicobiológicos de tolerancia al ejercicio vigentes presentan claras limitaciones al intentar explicar la aparición, con la acumulación de la fatiga, de determinados fenómenos no lineales (e.g., cambios discontinuos en las variables estudiadas, aumento de las fluctuaciones de dichas variables al acercarse a las discontinuidades, metaestabilidad entre estados) sin tener que recurrir a explicaciones ad hoc. Estos fenómenos señalan la existencia de una posible integración psicobiológica de tipo dinámico y no lineal (i.e., no proporcional ni aditiva) en la fatiga inducida por el ejercicio. En este contexto, el objetivo general de esta tesis doctoral fue revelar el tipo de integración psicobiológica mediante la búsqueda y el estudio de señales de no linealidad en parámetros de orden cinemáticos: ángulo del codo y cadencia de pedaleo (para desentrañar el rol de la intención), y psicológicos: foco de atención, y percepción de esfuerzo (PE). Para lograr dicho objetivo se llevaron a cabo tres estudios empleando ejercicios a intensidad constante. El primero tuvo por finalidad explorar el rol de la intención en la terminación del ejercicio inducida por la fatiga. Los resultados de los experimentos analizados en este estudio mostraban que parámetros de orden como el ángulo del codo y la cadencia de pedaleo cambiaban de estado con la fatiga, tras un aumento de las fluctuaciones, pasando de forma discontinua de un ángulo intencionalmente impuesto de 90º a uno de aproximadamente 0º o de una cadencia de 70 rpm a una cercana a las 0 rpm, respectivamente. En el segundo estudio, centrado en observar la dinámica del foco de atención en un ejercicio de carrera en cinta al 80% de la frecuencia cardíaca máxima hasta el fallo con pensamientos disociativos (PD) intencionalmente impuestos, se manifestaron fenómenos de emergencia espontánea de pensamientos asociativos (PA) y de dinámica metaestable entre los PD y los PA. Estos hallazgos confirmaron las predicciones de un modelo dinámico y no lineal del foco de

atención. En el tercer estudio, cuyo objetivo fue analizar la dinámica de la PE, en un experimento piloto el 33.33% (grupo CR10 de Borg) y el 66.66% (grupo RPE 6-20 de Borg) de los participantes mostraron una dinámica fluctuante de su “rating of perceived exertion” (RPE) durante un ejercicio en cicloergómetro, informando cada 15 s, a una intensidad correspondiente a RPE = 15 (i.e., “hard”). Por otra parte, en los dos experimentos subsiguientes, también en cicloergómetro y a intensidad constante, se requirió informar de cambios en la PE sin expresar su magnitud (i.e., reportando únicamente “incremento” o “disminución”) y justo en el momento de notarlos. Los resultados de estos experimentos mostraron una dinámica predominantemente fluctuante de todos los participantes bajo diferentes condiciones de duración, intensidad, y terminación del ejercicio. Sin embargo, poco antes del fallo espontáneo inducido por la fatiga (FEIF) manifestaron un cambio a una dinámica predominantemente no fluctuante (solo incrementos de PE). En conclusión, al testar diferentes parámetros de orden y ejercicios a intensidad constante se han hallado diversas señales de no linealidad. Concretamente, la disolución espontánea del atractor intencional coincidente con el fallo, la emergencia espontánea de PA y de una dinámica metaestable entre los PD intencionalmente impuestos y los PA, y el cambio de una dinámica predominantemente fluctuante de la PE a una predominantemente no fluctuante. Por consiguiente, se hace necesaria la construcción de un modelo de integración psicobiológica dinámico y no lineal para explicar la fatiga inducida por el ejercicio.

Current psychobiological models of exercise tolerance encounter clear limitations in accounting for the presence of nonlinear phenomena (e.g., discontinuous changes in some variables under study, increase of the fluctuations of those variables when approaching discontinuous points, metastability between states) with fatigue accumulation unless they resort to specific ad hoc explanations. These phenomena point out to the existence of a possible nonlinear dynamic psychobiological integration (i.e., it is not proportional or additive) in the exercise-induced fatigue. In this context, the aim of this doctoral dissertation was to reveal the kind of psychobiological integration by searching and studying the presence, with effort accumulation, of nonlinear signals in kinematic order parameters: elbow angle and cycling cadence (in order to investigate the role of intention), and psychological order parameters: attention focus, and perception of effort (PE). To meet this aim three studies, using constant-power exercises, were carried out. The first study aimed at exploring the role of intention in fatiguing exercise. Results of this study showed that order parameters such as the elbow angle and the cycling cadence changed their intentionally imposed states after the fluctuations increased. In the second study, aimed to observe attention focus dynamics, phenomena of spontaneous emergence of task-related thoughts (TRT) and metastable dynamics between task-unrelated thoughts (TUT) and TRT were manifested when TUT was intentionally imposed. These findings confirmed the predictions of a nonlinear dynamical model of attention focus. In the third study, aimed at testing the PE dynamics, the results showed a PE dominant fluctuating dynamics under different effort conditions (duration, intensity, and termination) changing towards a non-fluctuating dynamics (only increases) when approaching the volitional exhaustion point. In summary, when testing different order parameters under constant-power load, some nonlinear signals have been found. Specifically, spontaneous dissolution of the intentional attractor coincident with the volitional exhaustion, spontaneous emergence of TRT and of a metastable dynamics between the intentionally imposed TUT and TRT, and changes from a PE dominant fluctuating dynamics towards a dominant non- fluctuating dynamics. Accordingly, a nonlinear dynamical model of psychobiological integration is required to explain the exercise-induced fatigue.