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Per fibrillazione si intende un'alterata contrattilità dei muscoli scheletrici. È un fenomeno caratterizzato dalla contrazione anomala, involontaria e asincrona di singole fibre muscolari ed è particolarmente frequente in caso di distruzione o danneggiamento dell'unità motoria della fibra muscolare; è l'espressione di una ipersensibilità del muscolo all'azione dell'acetilcolina che, pur in assenza di attività nervosa, può formarsi localmente, oppure essere trasportata nei distretti denervati attraverso il torrente circolatorio.
La fibrillazione non è osservabile a occhio nudo, non produce alcun movimento e non va confusa con la fascicolazione. Non assumendo alcuna espressione clinica, la fibrillazione è ben evidenziabile con l'ausilio dell'elettromiografia.