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。     

姿势干扰强度的心理预期效应

本研究基于经典快速举臂试验与落球试验范式, 采用表面肌电信号分析技术, 研究内、外姿势干扰强度的心理预期对腰部姿势肌肉和上肢动作肌肉预期姿势调节(APAs)和补偿姿势调节(CPAs)的影响, 探讨中枢神经系统(CNS)对内、外姿势干扰的控制策略。20名健康受试者先后完成不同负荷强度的快速举臂试验和落球试验, 同步采集腰部竖脊肌、腰部多裂肌和上肢肱二头肌的表面肌电信号, 计算肌肉预激活时间和APAs与CPAs积分肌电值, 观察内、外姿势干扰强度的心理预期对中枢APAs和CPAs控制机制的影响。结果显示内部姿势干扰条件下, 干扰强度的心理预期对腰部多裂肌、腰部竖脊肌和上肢肱二头肌的APAs强度有显著影响, 而对预激活时间和CPAs强度无显著影响; 外部姿势干扰条件下, 干扰强度的心理预期对腰部多裂肌、腰部竖脊肌和肱二头肌的APAs强度有显著影响, 对肱二头肌和腰部多裂肌预激活时间有显著影响, 而对CPAs强度无显著影响。突发可预期姿势干扰条件下姿势的快速反应是一个由CNS主导的神经肌肉运动控制过程。受姿势干扰强度心理预期的影响, CNS对内、外突发姿势干扰条件下腰部姿势肌肉的活动采取了不同的控制策略。在内部姿势干扰条件下, 干扰刺激发生时间明确, CNS主要通过对APAs强度的调节来实现姿势肌肉的优化控制; 而在外部姿势干扰条件下, 干扰刺激时间不明确, CNS则通过对局部稳定肌APAs预激活时间以及局部稳定肌和整体稳定肌APAs强度的双重调节实现姿势肌肉的优化控制。干扰强度的心理预期对姿势肌肉APAs和CPAs的作用表明, 心理预期效应主要源自于CNS对局部和整体稳定肌APAs控制机制的调制。