不同支撑模式下自由式滑雪空中技巧运动员大脑感觉运动皮质区对下肢肌肉控制模式的研究

目的:探究自由式滑雪空中技巧项目运动员在不同支撑模式下静态站立平衡任务中大脑对下肢肌肉的控制机制。方法:以17名国家自由式滑雪空中技巧项目运动员为测试对象,分别采集运动员在软、硬支撑平面上单腿静态站立平衡过程的脑电、下肢股内侧肌(vastus medialis,VM)、腓肠肌外侧头(gastrocnemius lateralis,GL)、胫骨前肌(tibialis anterior,TA)的肌电信号,同时记录受试者站立平衡过程中身体压力中心(center of pressure,COP)的变化。要求受试者分别进行30 s睁眼的左、右单腿站立平衡。对其站立平衡过程中COP、下肢肌肉的肌电信号、脑电(β波段和γ波段)与肌电信号之间的相干(corticomuscular coherence,CMC)进行分析。结果:1)受试者在睁眼单腿站立平衡过程中,在软支撑面上站立平衡时,COP位移在X轴和Y轴方向的变异程度均显著高于硬支撑面(P<0.001);2)受试者在软支撑面站立平衡时,下肢3块肌肉肌电幅值显著增加(P<0.05);3)对于CMC来说,在软支撑面上维持站立平衡时,β波对应的GL的CMC显著高于硬支撑条件(P<0.05),γ波段CMC显著高于β波段CMC(P<0.01)。结论:自由式滑雪空中技巧项目运动员能在难度较大的软支撑面上完成站立平衡任务,但与硬支撑面上站立平衡相比,其身体稳定性差;为了补偿在高难度平衡控制中的平衡能力,大脑中枢加强了对下肢肌肉的神经冲动,大脑感觉运动皮质区加强了对下肢腓肠肌和胫骨前肌的神经调控;在平衡控制过程中γ波段CMC与β波段CMC表现出不同的支配特征,这可能与不同支撑模式下平衡控制过程中本体感觉输入、下肢肌肉的工作性质以及注意力有关。

指屈肌主动不足条件下屈指运动时神经肌肉的调控

目的观察健康人指屈肌主动不足条件下进行屈指运动时,大脑对肌肉的调控特点。方法2019年3月,招募健康女性大学生12例,在腕关节中立位和最大屈曲条件下测量右手最大静握力,完成50%最大随意等长收缩屈指运动15次(动力性收缩)。同步采集表面肌电图(sEMG)和脑电图,记录sEMG平均振幅和平均功率频率,以及皮质-肌肉相干性(CMC)。结果腕最大屈曲时握力显著低于腕中立位时(t=5.757,P<0.001),指屈肌肌电平均功率频率降低(t=-2.152,P=0.043)。动力性收缩时,指伸肌肌电平均振幅明显低于指屈肌(t>2.964,P<0.01);腕最大屈曲条件下指屈肌平均振幅显著提高(t=4.135,P<0.001),CMC升高(t>2.203,P<0.05)。结论腕极限屈曲可诱导指屈肌主动不足;在指屈肌主动不足条件下进行屈指运动时,脑相关皮质区活动增强,可能为脑的代偿机制。