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09/2012

Los humanos, más eficientes al coger objetos

Un estudio realizado en la Unidad de Antropología Biológica, en el Departamento de Biología Animal, de Biología Vegetal y de Ecología de la UAB ha utilizado un escáner 3D para mostrar de qué manera la estructura de los brazos humanos está adaptada para coger y manipular objetos. Este estudio ha comparado restos humanos de excavaciones arqueológicas con muestras de otros primates no humanos como el gorila. Estos últimos presentan mucha más eficiencia en su locomoción habitual que en la manipulación de objetos. Esta investigación puede ser útil para estudiar la locomoción de los homínidos fósiles.


Pronosupinación es el nombre que recibe la rotación del antebrazo. Este movimiento permite a los primates desplazarse usando diferentes tipos de locomoción de una forma segura y eficiente. Además, la pronosupinación es esencial en el desarrollo de las actividades de manipulación típicas de los humanos.

En este estudio, nos hemos centrado en el análisis de la eficiencia del principal músculo ejecutor de la rotación del antebrazo, llamado pronador redondo (figura 1). Este músculo se inserta en la zona media del radio y en la parte final del húmero, y al contraerse permite que el radio gire alrededor del cúbito, produciéndose la rotación del antebrazo.


Figura 1: el músculo pronador redondo, entre el radio y el húmero.

Para este estudio, hemos usado un escáner 3D para obtener imágenes tridimensionales completas de una muestra de 29 húmeros de esqueletos humanos procedentes de excavaciones arqueológicas y de la colección de referencia de la Unitat d’Antropologia Biològica de la Universitat Autònoma de Barcelona. También se escanearon los húmeros de tres hominoideos no humanos: un chimpancé, un gorila y un orangután. Se tomaron una serie de medidas en estas imágenes, además de en los radios y cúbitos de los esqueletos analizados, mediante las cuales se calculó la eficiencia rotacional del antebrazo de todos individuos. Para ello, aplicamos un modelo biomecánico desarrollado anteriormente por nuestro equipo de investigación (Am J Phys Anthropol 2008, 135:293-300; Am J Phys Anthropol 2009, 140:589-594).

Los resultados del estudio muestran que el patrón de eficiencia rotacional del antebrazo de los humanos es distinto al de los hominoideos no humanos analizados. En humanos, la eficiencia de rotación es mayor alrededor de la posición neutra del antebrazo, hecho que se relaciona con la capacidad manipulativa de nuestra especie: es precisamente alrededor de la posición neutra del antebrazo donde el gasto de energía es mínimo. Además, el patrón humano muestra que los máximos de eficiencia rotacional se dan en dos posiciones concretas: con el codo extendido y el antebrazo de forma que el dorso de la mano queda situado hacia abajo, pronación, y con el codo flexionado y el antebrazo de forma contraria, con el dorso de la mano hacia arriba, supinación(figura 2). Estas dos posiciones del brazo se dan durante los movimientos típicos realizados para alcanzar un objeto y acercarlo, respectivamente.

Los resultados obtenidos para cada uno de los individuos de hominoideos no humanos demuestran que, muy probablemente, el diseño de su extremidad superior está adaptado para que su eficiencia rotacional del antebrazo sea máxima en aquellas posiciones más importantes para su locomoción. En el gorila, por ejemplo, la eficiencia máxima se da con el codo extendido y el brazo claramente pronado, posición que adquieren estos animales durante su desplazamiento terrestre típico (knuckle-walking).


Figura 2: De izquierda a derecha, un brazo humano en posición de supinación, neutra y de pronación.

Los resultados también demuestran que la estructura más implicada en la definición de la eficiencia rotacional es el epicóndilo medial del húmero (figura 1). A medida que esta estructura aumenta de longitud, la eficiencia máxima incrementa. Además, los individuos que tienen el epicóndilo medial orientado hacia posiciones más dorsales y proximales experimentan un desplazamiento de los máximos de eficiencia hacia pronación y supinación, respectivamente (figura 1).

Este estudio demuestra que la eficiencia rotacional del músculo pronador redondo (figura 1) es un buen parámetro para inferir comportamientos locomotores y manipulativos en primates, por lo que puede ser muy útil para conocer cómo se desplazaban especies extintas a partir del estudio de sus fósiles.

Pere Ibáñez-Gimeno

Referencias

Ibáñez-Gimeno P, Jordana X, Manyosa J, Malgosa A, Galtés I. "3D analysis of the forearm rotational efficiency variation in humans" Anatomical Record 2012 Jul. 295(7):1092-100.

 
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