高精度经颅直流电刺激对踝关节跖背屈疲劳任务中脊髓运动神经元兴奋性的影响

目的探究踝关节跖背屈疲劳任务中高精度经颅直流电刺激(high-definition transcranial direct current stimulation,HD-tDCS)对H-反射和M-波的调控效果,为HD-tDCS减轻神经肌肉疲劳的实际应用提供方向。方法招募20名健康青年男性受试者,随机分为真刺激组和假刺激组各10名。对受试者采取连续5 d的单盲HD-tDCS干预(时间20 min;强度2 mA;靶点Cz),干预前1天采集受试者安静条件下的H-反射和M-波,跖屈肌最大自主收缩(maximal voluntary isometric contraction,MVIC)时的M-波,跖屈肌和背屈肌MVIC力矩,并进行一次踝关节跖背屈运动性疲劳任务,以确定受试者达到该任务疲劳的时间。干预后1天进行与第1次疲劳任务相同的运动时间,并进行后测的数据采集。采用重复测量双因素(刺激方案×疲劳前后)方差分析其自变量对受试者肌肉力学特性、α运动神经元传导特性各指标的影响。结果相较于疲劳前,两组疲劳后的自主激活值(voluntary activation,VA)、H-反射最大值(maximal H-reflex,H_(max))、M-波最大值(maximal M-wave,Mmax)、跖屈肌和背屈肌MVIC力矩均显著降低(P<0.05),但相比于真刺激组,假刺激组的VA和背屈肌MVIC力矩下降更为显著(P<0.05)。结论连续5 d的HD-tDCS干预有助于提高脊髓节段α运动神经元的活性,且能抑制跖背屈疲劳诱发的外周“神经-肌肉”接头处信息传递能力的下降。

基于CFD仿真技术的我国跳台滑雪男子运动员的稳定飞行姿态差异研究

探讨中国运动员同世界顶级水平运动员在稳定飞行姿态上的技术差异与不足.研究记录8名中国运动员、8名日本运动员以及10名欧洲运动员的成绩及相关运动学参数,视频解析获得稳定飞行人/板姿态角度参数.建立具备项目特征的人/板系统精细化模型,应用CFD仿真技术对比稳定飞行人/板系统的气动特性差异.结果表明:中国运动员早期形成稳定飞行姿态及后期维持稳定飞行姿态的速度明显慢于欧洲、日本运动员,以至于在跳跃距离上表现出较大的水平差距(P<0.01);中国运动员稳定飞行时髋角度较小,偏小范围为4~8°;踝角度较大,偏大范围为7°~11°,身体姿态不够舒展;身体与雪板之间的角度较大,身体姿态不够前倾;中国运动员在稳定飞行时后方的回流涡强度较大,流线较为紊乱且密集,获得的总升力较小,特别是身体升力,而总阻力较大,以至于升阻比较小,整体气动特性效果较差.研究发现中国运动员成绩上的较大差距主要是由不合理的飞行姿态造成的,这种人/板姿态上的差异会直接影响稳定飞行时的气动特性效果.

多靶区经颅直流电刺激对健康成年人工作记忆-姿势控制双任务表现的影响

目的探究多靶区经颅直流电刺激(tDCS)和单靶区tDCS对健康成年人工作记忆-姿势控制双任务表现的影响,并比较两种刺激方案的调控效果。方法2020年11月至2021年2月,招募上海体育大学19例健康成年人,随机接受多靶区tDCS、单靶区tDCS和假刺激,任意两种刺激之间至少间隔1周。其中,多靶区tDCS的目标靶区为左侧背外侧前额叶(LDLPFC)和双侧初级运动皮质(M1);单靶区tDCS仅刺激L-DLPFC。在每种刺激前后,所有受试者进行单任务和双任务条件下的步行和站立平衡测试,双任务中的第二任务为N-back任务。刺激前后观察双任务姿势控制表现、双任务消耗(DTC)和工作记忆表现。结果刺激后,3种刺激间双任务步行的步幅变异性(F=3.792,P=0.029)、步幅变异性_DTC(F=3.412,P=0.040)以及双任务站立平衡的压心摆动速度(Vcop)(F=3.815,P=0.029)有显著性差异。与假刺激相比,多靶区tDCS后,步幅变异性(P=0.047)和Vcop(P=0.015)降低,步幅变异性_DTC有降低趋势(P=0.073);单靶区tDCS后,步幅变异性(P=0.011)、步幅变异性_DTC(P=0.014)和Vcop(P=0.025)均降低。与单靶区tDCS相比,多靶区tDCS后,压心摆动面积的双任务消耗降低(P=0.035)。3种刺激后受试者工作记忆表现改变无显著性差异(P>0.05)。结论多靶区tDCS和单靶区tDCS均可调控健康成年人的工作记忆-姿势控制双任务表现;且与单靶区tDCS相比,多靶区tDCS在调控站立平衡双任务姿势控制效果上具有一定优势。

不同脑网络经颅直流电刺激方案对健康成年人步态特征的特异性调控效果研究

目的:基于额顶网络(FPN)、背侧注意网络(DAN)、默认网络(DN)三个步态相关脑网络,制定不同的脑网络经颅直流电刺激(Network t DCS)方案以期实现特异性调控步速和步态变异性、提高步行功能的目的。方法:本研究招募健康成年人,随机分3组,分别接受不同的刺激方案:兴奋FPN抑制DN(FPN+/DN-t DCS)、兴奋DAN抑制DN(DAN+/DN-t DCS)、假刺激(Sham)。在刺激前和刺激后即刻进行常速、快速和双任务条件的步态任务测试。采用双因素重复测量方差分析评估三种刺激方案对不同条件下的步态时空参数和步态变异性的影响。结果:本研究共纳入72例受试者,其中64例完成测试。干预前后常速、快速和双任务步行条件下步态时空参数指标和常速步行条件下步态变异性的改变均无显著交互效应。快速步态任务中,步幅变异性(F=3.671,P=0.031)和双支撑时间变异性(F=3.879,P=0.026)存在显著交互效应;双任务步行条件下,步宽变异性(F=3.940,P=0.025)、步速变异性(F=3.936,P=0.025)和双支撑时间变异性(F=4.913,P=0.011)存在交互效应。结论:DAN+/DN-t DCS可有效降低健康成年人复杂任务的步态变异性、提升步态稳定性;但FPN+/DN-t DCS方案并未特异性提升不同条件下的步速水平。

多靶区经颅直流电刺激对健康成年人认知-运动双任务姿势控制的影响

目的探究多靶区左前额叶背外侧皮质(L-DLPFC)和初级运动皮质(M1)经颅直流刺激对健康成年人认知-运动双任务姿势控制的影响。方法选取健康成年人18例,均接受3次不同方案的tDCS刺激,包括多靶区tDCS(同时刺激左前额叶背外侧和双侧初级运动皮质)、单靶区tDCS(单独刺激左前额叶背外侧)和假刺激。每次刺激总时间为20 min,总电流强度<4 mA,每种刺激间隔7 d。每次刺激前、后对18例受试者分别进行单任务和双任务的步行和平衡功能测试,并进行统计学分析。结果单任务步态功能测试结果显示,单靶区tDCS刺激前、后步宽的改变值为(-0.511±1.072)cm,显著优于假刺激,差异有统计学意义(P<0.05),且在双任务步态功能测试中,单靶区tDCS刺激前、后步宽的改变值为(-0.511±1.072)cm,也显著优于多靶区tDCS和假刺激,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论单靶区tDCS(仅刺激前额叶背外侧)可有效调节认知-运动双任务姿势控制表现,但多靶区tDCS(同步刺激左前额叶背外侧与初级运动皮质)在调节双任务姿势控制中的并不存在特殊优势。

基于实时超声探究跑姿对内侧腓肠肌-肌腱复合体形态学和力学特性的即刻影响

目的探究前掌着地跑(forefoot strike pattern,FFS)和后跟着地跑(rearfoot strike pattern,RFS)时内侧腓肠肌-肌腱复合体(medial gastrocnemius-tendon unit,MTU)形态学及力学特性的差异。方法招募15名习惯RFS男性跑者,着统一跑鞋以9 km/h的速度完成RFS或FFS下的跑步测试。采用超声、运动捕捉系统和测力跑台实时采集跑步内侧腓肠肌(medial gastrocnemius,MG)影像和地面反作用力等,并计算触地角度,分析MG/MTU形态学和力学特性。结果与RFS相比,FFS时:①地面反作用力蹬伸峰值显著更大;②MG支撑期收缩量/率和蹬伸期收缩率显著更小;③峰值MG收缩速度显著更小,峰值肌力显著更大;④MTU收缩速度和功率、拉伸量、拉伸速度和功率显著更大。结论在同跑速下习惯RFS跑者转换成FFS后即刻局部优化了MTU特性,即MG以更少的收缩量产生更大力量且MTU能储存和释放更多能量,提高了肌肉收缩和蹬伸效率。