Synchronization of human motor units: Possible roles of exercise and supraspinal reflexes

Some normal human subjects show definite synchronization of the motor units in hand muscles ( i.e., the impulses from two or more motor units coincide in time more frequently than expected for independent random processes). Subjects who show synchronization tend to use their hands to exert large, brief forces, either in their work ( e.g., manual laborers) or recreational activities ( e.g., weightlifters). In this study all seven weightlifters examined showed a significant degree of synchronization. Furthermore, after 6 weeks of using the first dorsal interosseus muscle of the hand to exert maximal, voluntary contractions, the level of synchronization increased substantially in four control subjects, and the average level became significantly different from zero. Weightlifters also showed greater late reflex responses than control subjects, but no significant difference in earlier spinal reflexes. Two late reflex waves are described which probably involve fast pathways to and from motor cortex. We suggest that supraspinal connections from motor cortex directly to spinal motoneurons may be enhanced as a result of training to the point where they produce a significant synchronization of motor units during steady, voluntary contractions. Chez certains humains normaux il existe une synchronisation des unités motrices dans les muscles de la main (par exemple: une coïncidence temporelle plus prononcées de deux on plus unités motrices qu'attendu dans un processus dû au hasard). Ces individus, démontrants une telle synchronisation ont tendance, que ce soit à leur travail (p.e., travail manuel) ou dans des activités récréatives (halterophilie), à exercer avec leurs mains des forces puissantes et courtes. Dans cette étude, les sept halterophiles examinés démontraient un degré important de synchronisation. De plus, après s'être entraînés pendant 6 semaines à executer des contractions volontaires et maximales du premier interosseux dorsal, le niveau de synchronisation s'est sensiblement élevé chez quatre des sujets controlés et le niveau moyen différait d'une façon significative de zéro. Les halterophiles démontraient aussi une plus grande réponse des réflexes lents que les sujets contrôlés mais aucune différence significative dans les réflexes spinaux rapides. Deux ondes “lentes” sont décrites qui sont probablement transmises par des voies rapides afférentes et efférentes au cortex moteur. Nous suggérons que les connexions supraspinales directes du cortex moteur aux m