不同视觉条件对青年人单脚站立时踝关节肌肉调节的影响
背景:人在站立时重心高、支撑面积小,脚与重心之间存在多个环节,因此人体的直立姿势本就是一种不稳定的姿势。当站立时受到内部或外部干扰,身体各部分之间的机械耦合会导致姿势扰动,进而可能破坏平衡,这时人体需要进行姿势调节来维持姿势稳定。其中,踝关节策略常用来恢复干扰程度较小或支撑面不发生改变的干扰,踝关节肌肉的活动在踝关节策略中起着重要作用。视觉是维持平衡重要的感觉信息之一,但人们在生活中容易发生视觉能力减退或视觉障碍。很多研究已表明视觉条件受到干扰时会影响人体姿势的稳定性,但有视觉和没有视觉条件时引发的神经控制与感觉信息综合调整对姿势调节的影响尤其是对踝关节肌肉活动状态的影响并不明确。运动控制的平衡点假说表明,中枢神经系统通过改变运动参数的方法,改变与姿势控制相关的肌肉的活动状态从而驱使身体从原参考位置向新参考位置移动,最终使身体在新参考位置处恢复平衡,视觉反馈的不同可能会引起中枢神经系统对运动参数的设置以及支配肌肉活动的差异。因此,研究健康受试人群在不同视觉条件下单脚站立时踝关节肌肉的活动特征与姿势调节参量的变化规律,有助于揭示视觉对踝关节肌肉调节的影响。此外,解析单脚站立不同时段（T1:0-10s、T2:10-20s、T3:20-30s）胫骨前肌（TA）/比目鱼肌（SOL）肌电活动的经时变化特征,有助于探讨不同视觉条件下维持直立身体姿势平衡的可能机制。目的:研究健康受试人群单脚站立时不同视觉条件对踝关节肌肉调节的影响;探讨单脚站立不同时段胫骨前肌（TA）和比目鱼肌（SOL）肌电活动的经时变化特征。方法:本论文的研究对象为:8名健康青年人（男女各4名）,受试者的优势腿均为右腿。实验条件:受试者分别进行在睁眼、闭眼条件下,单脚和双脚站立35秒测试。实验要求:单脚站立时,受试者双手交叉于胸前,右脚（优势脚）单脚支撑站立,左腿膝关节屈曲约90度靠拢于支撑站立的右脚,右腿保持膝关节伸直,尽可能维持身体稳定35秒;双脚站立时,双腿保持伸直。实验仪器:Kistler三维测力台系统、Tele Myo 2400T G2 16导肌电采集系统。实验所采集的数据指标:四种实验条件下的足底压力中心（COP）的位移面积、幅度、前后/左右方向位移轨迹长度、前后/左右方向位移范围等常规动力学指标,TA/SOL表面肌电的收缩指数（C index、R index）、最大振幅、均方根（RMS）、积分肌电等指标。拟设健康青年人能够通过自身的姿势调节,来控制不同视觉条件下单脚站立时身体的稳定性。结果:1)单脚站立时,闭眼条件下踝关节肌肉的表面肌电的最大振幅、积分肌电、振幅均方根、共同收缩指数均大于睁眼条件下,而睁眼条件下的协同收缩指数更大,表现出踝关节肌肉更强的协同收缩关系。2)单脚站立时,闭眼条件下的TA积分肌电、SOL积分肌电、共同收缩指数从T2阶段显著增加;而睁眼条件时,TA的积分肌电和共同收缩指数无显著增长,协同收缩指数从T2阶段显著增加。3)单脚/双脚站立时,闭眼条件下各项COP参数数值均大于睁眼条件下,表现出相对较差的姿势稳定性。4)单脚站立时,闭眼条件下的COP参数在T2阶段出现显著增加,睁眼条件下的COP参数在T3阶段出现显著增加。结论:1)单脚站立时不同视觉条件会引起中枢神经系统对踝关节肌肉不同的支配特性（睁眼时以TA/SOL协同收缩为主,闭眼时以共同收缩为主）,从而导致姿势稳定性的差异。2)不同视觉条件下的TA/SOL活动状态与收缩方式都有不同的经时变化特征,会导致姿势不稳的出现产生先后差异。闭眼时呈加强趋势的共同收缩使姿势不稳现象出现较早,睁眼时呈加强趋势的协同收缩使稳定的姿势稳定维持时间更久,这为探究不同视觉下的单脚站立姿势控制的可能机制提供了一些理论依据。
- 作者：
- 张芮
- 学位授予单位：
- 天津体育学院
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2020年
- 导师姓名：
- 王芸
- 中图分类号：
- G804.2
- 关键词：
- 单脚站立；踝关节；视觉；表面肌电；平衡点假说
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