预期和补偿姿势调节的肌肉疲劳效应

APAs and CPAs are the earliest postural adjustments initiated by the CNS in response to sudden self-induced or externally triggered posture perturbations. It has been shown that the performance of muscle contraction, the sensitivity of proprioception and the motor control from CNS were significantly decreased after muscle fatigue, which in turn affected the ability of maintaining limb orientation and the body stability. However, it's unclear whether those effects of muscle fatigue on postural control have any relationship with the early CNS activities on postural control. Aimed to investigate the physiological mechanism of muscle fatigue on postural control, the present grant proposal will simultaneously record the APAs and CPAs of the postural muscles during the following situations: local and global fatigue, agonist and antagonist fatigue, unilateral and bilateral fatigue. The key task is to figure out the effects of different kinds of muscle fatigue on the postural control and to explore its underlining mechanism.

APAs和 CPAs是CNS在机体遭遇各种突发内部和外部姿势干扰条件下最早启动的姿势控制活动，在保持身体重心稳定、维系肢体空间定位和实现随意运动控制等方面发挥着重要的支撑和保障作用。以往研究发现，肌肉疲劳能够明显弱化肌肉收缩功能、CNS本体感受功能和运动控制功能等，造成身体重心稳定性破坏、肢体空间定位能力下降、关节失稳等现象，然而，肌肉疲劳对姿势控制的上述作用与CNS的早期控制机制有何关系，目前尚不完全清楚。本项目将在以往姿势控制理论研究的基础上，通过对局部肌肉疲劳与全身肌肉疲劳、主动肌疲劳与拮抗肌疲劳、单侧肢体肌肉疲劳与双侧肢体肌肉疲劳效应的实验观察，研究肌肉疲劳对踝关节、膝关节和躯干多关节姿势肌肉APAs和CPAs的作用，探讨肌肉疲劳影响CNS姿势稳定性控制的生理机制。

运动性肌肉疲劳引起的身体姿势与平衡控制能力下降是造成运动伤害事故发生和运动表现下降的重要因素，是运动生理学理论研究关注的热点问题。以往研究发现，肌肉疲劳能够明显弱化肌肉收缩功能、降低CNS本体感受功能和运动控制功能等，造成身体姿势稳定性破坏、肢体空间定位能力下降、关节失稳等表现。然而，肌肉疲劳对姿势稳定性控制的上述作用与CNS的早期姿势控制机制有何关系，目前尚不完全清楚。. 本项目在以往肌肉疲劳与姿势控制理论研究的基础上，采用自行设计和研制的“多自由度多模态姿势干扰和姿势控制检测技术平台”，对局部肌肉疲劳与全身肌肉疲劳、主动肌疲劳与拮抗肌疲劳、单侧肢体肌肉疲劳与双侧肢体肌肉疲劳、长期运动训练和10000米耐力跑对站姿稳定性及其APAs和CPAs早期姿势控制机制的影响，探讨肌肉疲劳影响CNS姿势稳定性控制的早期生理机制，为进一步发展和完善肌肉疲劳与姿势控制的生理学理论，减少运动伤害事故的发生和提高运动表现提供科学依据。. 研究发现，（1）本项目研究所观察的各种类型肌肉疲劳均可对站姿稳定性产生破坏作用，不同程度地增加了站姿不稳定性；（2）姿势控制系统通过APAs和CPAs早期姿势控制机制调节和控制站姿稳定性，但不同类型肌肉疲劳的CNS姿势调节与控制策略有所不同。全身运动性肌肉疲劳能够明显提前下肢姿势肌肉预激活时间和增强活动强度；单侧下肢主动肌疲劳与拮抗肌疲劳、单侧肢体肌肉疲劳与双侧肢体肌肉疲劳主要提前躯干姿势肌肉腹横肌和腰部多裂肌的预激活时间；10000米耐力跑在未造成腰背伸肌群疲劳的情况下，诱发部分腰部竖脊肌预激活时间提前和竖脊肌与多裂肌CPAs活动强度明显下降，从而造成站姿稳定性产生严重破坏；（4）除受肌肉疲劳影响以外，APAs和CPAs早期姿势控制机制还受“自上而下”心理学因素影响，具有明显的注意关注效应和心理预期效应。以上研究结果在一定程度上丰富和发展了肌肉疲劳与姿势控制的理论认识，同时为进一步开展肌肉疲劳状态下人体运动能力增强奠定了基础。