老年人前馈性姿势调节的肌肉收缩模式及协同性的研究

Studies on age-related changes in early postural adjustments and anticipatory postural adjustments evoked by postural perturbations help to prevent falls and improve postural stability. Young subjects, healthy elderly subjects and healthy elderly subjects with good balance performance will participate in this study. Muscle modes (M-mode) and synergies will be studied associated with a support surface perturbation in the anterior-posterior direction under two different speed conditions. Principal component analysis (PCA) will be applied to define M-modes. Multiple regression analysis will be used to define Jacobian matrix between changes in the magnitudes of M-modes and the center of pressure (COP) shifts. Uncontrolled manifold analysis (UCM) will be used to compute indices of M-mode synergies across conditions. All these results will contribute to evaluate aging effects on feedforward postural adjustments.

对老年人在外部干扰条件下的早期姿势调节和预测性姿势调节的研究，对于防止跌倒和提高身体平衡功能等许多方面都具有重要的科学意义和应用价值。本课题以健康成年人，健康老年人以及身体平衡机能好的健康老年人为研究对象，观察受试者在站立支持面以不同速度发生前后方向移动时，肌肉收缩模式及其协同性的变化。本课题将通过主成分分析确定不同研究对象的肌肉收缩模式，通过多重回归分析计算各个肌肉收缩模式与足底压力中心(COP)位移间的雅可比矩阵，利用非控制流形（UCM）解析方法，解析不同研究对象在各种实验条件下的肌肉收缩协同性，探讨衰老对老年人前馈性姿势调节的影响。

本项目以健康成年人、健康老年人以及身体平衡机能好的健康老年人为实验对象，研究了不同受试者在不同外部干扰条件下肌肉收缩模式及其协同性的变化规律。主要基于非控制流形理论，利用主成分分析确定身体姿势肌群的肌肉收缩模式，通过多重回归分析计算肌肉收缩模式的雅可比矩阵，解析不同研究对象在外部干扰实验条件下的肌肉收缩模式及其维持身体姿势稳定的肌肉协同性。身体平衡机能好的健康老年人的肌肉收缩模式更接近于健康成年人，比健康老年人有更多的相互收缩肌肉模式，而共同收缩肌肉模式和混合收缩肌肉模式较少。在早期姿势调节和预测性姿势调节中，平衡机能好的老年人的肌肉协同收缩系数不仅高于老年人，而且发生变化时间也显著提前，说明了身体平衡机能好的健康老年人在前馈下姿势调节中具有更好的肌肉协同收缩能力。对于老年人在外部干扰条件下前馈性姿势调节的研究，对预防跌倒、提高身体平衡功能等都具有重要的理论意义和应用价值。