视觉预期和注意指向对姿势和动作肌肉预期和补偿姿势调节的影响

采用经典落球试验研究范式,同步观察视觉预期和注意指向对腰部姿势肌肉和上肢运动肌肉预期和补偿姿势调节的影响,探索视觉预期和注意指向影响姿势控制的早期心理生理机制。24名青年志愿者(10名男性,14名女性)参与完成本实验,分别在有、无视觉预期以及注意指向"托盘稳定"或者"重心稳定"的实验条件下观察外部姿势干扰对腰部姿势肌肉(L5~S1腰部多裂肌)和上肢动作肌肉(肱二头肌)预期姿势调节(anticipatory postural adjustments,APAs)和补偿姿势调节(compensatory postural adjustments,CPAs)相关时间和强度参数的影响。APAs和CPAs的时间和强度参数通过获取被检肌肉s EMG信号并参照相关检测规范进行。结果显示:(1)视觉预期对多裂肌的APAs启动时间,对肱二头肌的APAs启动时间、APAs强度和CPAs强度有显著影响;(2)注意指向对多裂肌的CPAs启动时间和肱二头肌APAs启动时间有显著影响;(3)视觉预期和注意指向对肱二头肌的APAs启动时间和APAs强度有交互作用。研究认为,突发外部姿势干扰条件下姿势肌肉和动作肌肉的姿势调节策略具有一定的差异,视觉预期和注意指向仅对姿势肌肉的时间参数有影响,对动作肌肉APAs和CPAs时间和强度参数都产生调节作用,表明在中枢神经系统的姿势控制中,人体姿势策略的调节是通过对姿势肌肉和动作肌肉的双重控制来完成的,视觉预期效应和心理指向效应反映在对不同功能肌肉前馈控制和反馈控制相应参数的调节。

神经肌肉下意识前馈与反馈控制的知觉线索效应

为研究视觉和时间知觉线索对突发外部姿势干扰下中枢神经系统对动作肌肉和姿势肌肉预期姿势调节(APAs)和补偿姿势调节(CPAs)的影响,本研究被试分别在视觉和时间线索引导下完成经典落球试验,同步采集右侧动作肌肉肱二头肌和姿势肌肉腰部竖脊肌和腰部多裂肌的sEMG信号,计算被检肌肉APAs发生率、预激活时间和CPAs反应强度。结果发现,视觉线索可以引发动作肌肉和姿势肌肉APAs发生率明显增加,预激活时间明显提前,以及动作肌肉CPAs反应强度明显减小;而时间线索主要引发动作肌肉预激活提前,对姿势肌肉APAs和CPAs无明显影响。该结果表明,视觉和时间引导线索对突发外部姿势干扰条件下人体姿势肌肉和动作肌肉的中枢运动控制具有不同的作用。视觉引导线索能够明显增加姿势肌肉和动作肌肉预激活发生率和提早预激活时间,表现出明显的"视觉线索预激活优势现象";而时间引导线索主要引发动作肌肉预激活提前,对姿势肌肉APAs和CPAs无明显影响。