王樂軍，黃 勇，龔銘新，毋江波，李占強，岳增科

運動性肌肉疲勞過程中主動肌與拮抗肌sEMG相干性分析

王樂軍1，2，黃 勇1，龔銘新1，毋江波1，李占強1，岳增科1

目的：通過靜態(tài)疲勞負荷實驗過程中主動肌與拮抗肌sEMG的相干性分析探索運動性肌肉疲勞過程中中樞神經(jīng)系統(tǒng)對主動肌與拮抗肌共神經(jīng)輸入（common neural inputs）同步支配的變化特征。方法：以10名健康男性青年志愿者為研究對象，記錄受試者以50%MVC負荷強度靜態(tài)屈肘運動誘發(fā)肌肉疲勞過程中主動肌肱二頭肌與拮抗肌肱三頭肌的sEMG，為考查疲勞因素對相干性分析結(jié)果的影響作用，對記錄的sEMG按運動持續(xù)時間平均分為兩段，分別對兩段sEMG進行相干性分析處理。結(jié)果：在疲勞負荷實驗過程中，肱二頭肌與肱三頭肌MF指標隨運動持續(xù)時間表現(xiàn)出顯著性的單調(diào)遞減變化趨勢。從相干性分析結(jié)果看，在beta頻段和gamma頻段內(nèi)，運動后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)值要明顯小于運動前半段，而tremor頻段內(nèi)無顯著性差異。結(jié)論：在50%MVC靜態(tài)負荷屈肘運動致肌肉疲勞過程中，隨著負荷運動持續(xù)時間的增加，中樞神經(jīng)系統(tǒng)對主動肌肱二頭肌與拮抗肌肱三頭肌共神經(jīng)輸入同步支配下降，這可能是由于主動肌與拮抗肌脊髓運動神經(jīng)元興奮性及運動皮層對脊髓運動神經(jīng)元激活能力隨疲勞發(fā)展的下降不同步性及為維持既定的收縮負荷，中樞神經(jīng)系統(tǒng)對主動肌與拮抗肌運動單位的募集策略采取不同的調(diào)節(jié)方式造成的。

運動性肌肉疲勞；主動??；拮抗?。槐砻婕‰娦盘?；相干性分析

1 前言

中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system，CNS）對主動肌和拮抗肌的活動控制是實現(xiàn)肢體協(xié)調(diào)運動的基本生理學過程。以往研究發(fā)現(xiàn)，CNS對單一維度關(guān)節(jié)運動相關(guān)的主動肌與拮抗肌活動的控制具有共激活作用［6，16］。CNS在強化主動肌運動單位的募集和同步化活動的同時，還動員一定數(shù)量的拮抗肌運動單位參與活動，從而使控制該關(guān)節(jié)活動的主動肌和拮抗肌處于一定程度的共收縮（co－contraction）狀態(tài)，以維持關(guān)節(jié)活動的穩(wěn)定性等［5，31］。主動肌與拮抗肌的共激活作用是CNS對脊髓前角運動神經(jīng)元池整體控制的結(jié)果［6，20］。研究不同生理、病理條件下主動肌與拮抗肌的協(xié)同作用規(guī)律及CNS支配特點對于人體運動神經(jīng)肌肉控制機制的進一步探討、臨床康復及運動訓練理論與實踐指導等方面無疑都具有極其重要的意義。

運動性肌肉疲勞（exercise－induced muscle fatigue）是指運動引起肌肉產(chǎn)生最大收縮力量或者最大輸出功率暫時性下降的生理現(xiàn)象［9］，是肌肉在收縮過程中由于局部肌肉代謝變化、形態(tài)結(jié)構(gòu)改變及神經(jīng)系統(tǒng)功能狀況變化等共同作用而引起的一個連續(xù)性、動態(tài)性的復雜過程［12］。在運動性肌肉疲勞過程中，由于神經(jīng)肌肉調(diào)控的前饋系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)［17，19］作用，外周肌肉產(chǎn)生的反饋信號促使高位中樞通過脊髓對參與收縮肌肉運動單位的募集方式等加以調(diào)控以適應外周肌肉功能狀況的變化［18］。在運動性肌肉疲勞發(fā)生發(fā)展的過程中，主動肌與拮抗肌的協(xié)調(diào)收縮方式及CNS對主動肌與拮抗肌的活動控制會發(fā)生怎么樣的變化？圍繞這一問題，眾多學者從不同角度入手進行了研究［2，4－6，10，22，24］，其研究成果使我們對這一問題有了更深入的認識。然而，由于CNS對肌肉支配的復雜性及現(xiàn)有研究手段的限制，目前對運動性肌肉疲勞發(fā)展過程中神經(jīng)系統(tǒng)，特別是高位中樞對主動肌與拮抗肌支配的變化規(guī)律仍處于探索階段。

相干性分析（Coherence Analysis）是描述兩信號在頻域內(nèi)相似程度的方法，其在最近幾年廣泛應用于人體運動神經(jīng)肌肉控制的研究之中［21，28，30］。通過對同步記錄的兩信號進行相干性分析可以獲取分析源信號在不同頻率或頻段內(nèi)的接近程度。對參與共收縮（co－contraction）肌肉的肌電信號進行相干性分析是檢測自主收縮條件下CNS對共收縮肌肉共神經(jīng)輸入（common neural inputs）同步支配特征的有效手段［21］。已有研究表明，通過相干性分析觀察兩信號在1～3Hz的低頻段、8～12Hz的tremor頻段、15～30 Hz的beta頻段、30～60Hz的gamma頻段等不同頻段內(nèi)的頻率一致性可以了解中樞神經(jīng)系統(tǒng)支配的有關(guān)信息［21］。目前尚未有對運動性肌肉疲勞過程中主動肌與拮抗肌sEMG進行相干性分析研究以獲取CNS支配信息的報道。本研究通過記錄受試者以50%MVC負荷強度靜態(tài)屈肘運動誘發(fā)肌肉疲勞過程中主動肌肱二頭肌與拮抗肌肱三頭肌的sEMG，并將記錄的肌電信號按持續(xù)時間均分為兩段，以獲取兩種疲勞狀況下的sEMG。通過計算兩種疲勞狀況下測試肌肉sEMG的互功率譜密度和自功率譜密度，并據(jù)此計算兩分析信號的相干函數(shù)，以此了解運動性肌肉疲勞過程中主動肌與拮抗肌sEMG頻率變化的同步特征，探索運動性肌肉疲勞條件下CNS對主動肌與拮抗肌共神經(jīng)輸入同步支配的變化特點。

健康男性青年志愿者10名，年齡27.3±2.6歲，身高172.1±5.4cm，體重66.2±6.1kg。實驗前24h未進行任何形式的劇烈運動，無肌肉疲勞現(xiàn)象。精神狀態(tài)良好，無睡眠不足、精神萎靡等不良狀態(tài)。參加實驗前皆熟悉本研究的目的、實驗要求、實驗方法及流程，自愿參加本次實驗并簽署研究內(nèi)容知情同意書。

2.2 實驗程序

在實驗室溫度為23℃～26℃的條件下進行測試。開始時受試者兩腳平行保持筆直站立姿勢，調(diào)節(jié)身體和手臂姿勢使得受試者右側(cè)前臂與上臂保持90°，右上臂保持垂直姿勢，左側(cè)上肢自然放置于體側(cè)。正式疲勞實驗開始前，測量所有受試者右側(cè)肘關(guān)節(jié)屈肌和肘關(guān)節(jié)伸肌最大隨意收縮力（Maximum voluntary contraction，MVC），其方法是在標準動作姿勢和在保持肘關(guān)節(jié)呈直角的條件下分別依靠肱二頭肌等肘關(guān)節(jié)屈肌和肱三頭肌等肘關(guān)節(jié)伸肌收縮盡全力牽拉拉力傳感器，每人3次，每次間隔5min，取其中最大值作為個人的MVC，單位是kg［3］。等長運動負荷實驗同樣在標準姿勢下進行。當受試者做好實驗準備后，給受試者施加運動負荷開始等長運動負荷實驗，使得受試者右臂腕部拉住重量為50%MVC的重物，在實驗過程中要求受試者盡力保持標準姿勢，肘關(guān)節(jié)盡力保持90°，待運動負荷實驗開始2s后啟動表面肌電測試系統(tǒng)記錄測試肌肉的表面肌電信號（sEMG）。當受試者肘關(guān)節(jié)角度大于100°時結(jié)束實驗［1，3］。在實驗結(jié)束即刻，在受試者保持標準動作姿勢和肘關(guān)節(jié)呈直角的條件下再次測定受試者右側(cè)肘關(guān)節(jié)屈肌和肘關(guān)節(jié)伸肌MVC。

在運動負荷實驗過程中記錄受試者右側(cè)肱二頭肌和肱三頭肌的表面肌電信號（sEMG）。采用雙電極引導法記錄sEMG信號，電極位置按Mega公司提供的標準位置放置，一對探測電極間距2cm。放置電極前用75%酒精棉球清理皮膚表面，以減小阻抗。sEMG信號的采集使用ME3000P4肌電信號記錄和分析系統(tǒng)（芬蘭Mega公司產(chǎn)品），采樣頻率為1 000Hz。采集到的sEMG信號另存為ASCII文件后作為后期分析的數(shù)據(jù)源。

2.3 數(shù)據(jù)的處理與分析

在靜態(tài)屈肘運動過程中，肱二頭肌作為運動的主動肌，是運動維持的最主要力量來源之一，實驗前、后屈肘肌MVC顯著性下降，提示，負荷實驗后肱二頭肌出現(xiàn)顯著性的疲勞，導致其最大輸出力量下降。運動過程中作為主動肌肱二頭肌MF隨運動持續(xù)時間逐漸下降，是完成特定運動負荷任務過程中原動肌產(chǎn)生運動性肌肉疲勞的典型特征［15］，其是由外周化學因素變化引起肌肉動作電位傳導速度下降等因素造成的［4］。從另一方面也提示，在負荷實驗過程中，隨運動持續(xù)時間的延長，肱二頭肌的疲勞程度是逐漸加深的。而實驗前、后伸肘肌MVC無顯著性差異，提示，作為拮抗肌的肱三頭肌，其產(chǎn)生最大輸出力量的能力并未變化，因此，負荷實驗前、后其并未出現(xiàn)顯著的運動性疲勞。但肱三頭肌MF指標在負荷實驗過程中隨運動持續(xù)時間單調(diào)遞減，且從均值看，其在實驗前、后的變化率要大于主動肌，這與之前相關(guān)研究的結(jié)論也是一致的［4］。

2 研究方法

2.1 研究對象

的功率譜中值頻率（MF）

首先，將等長負荷運動實驗過程中采集的sEMG按等時間間隔（1s）劃分為若干段，其中第1段作為初始段。對截取的每段sEMG分別計算RMS和MF。取每位受試者第1段信號的RMS和MF值分別作為該受試者RMS和MF指標的標準值，對截取的每段sEMG計算出的RMS和MF進行標準化處理，標準化處理公式為：

采用KS檢驗（Kolmogorov－Smirnov test）對各分析數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗。等長運動負荷實驗過程中不同時間階段內(nèi)RMS和MF的差異性檢驗采用單因素方差分析進行，疲勞實驗前后測試肌肉MVC的差異性檢驗采用配對t檢驗進行，疲勞負荷實驗前半段和后半段肱二頭肌和肱三頭肌sEMG在不同頻段內(nèi)相干函數(shù)值的差異性檢驗采用Wilcoxon符號秩和非參數(shù)檢驗進行。差異的顯著性水平定為P＜0.05。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析工作在SPSS 13.0軟件環(huán)境下完成。

2.3.2 sEMG相干性分析

該系統(tǒng)選用GY-MCU90615的紅外體溫測量模塊,該款傳感器測量目標范圍較大,測量精度以及分辨率較高[5]。Arduino UNO微處理器通過UART串口與該款傳感器相連,通過串口實時獲取傳感器數(shù)據(jù),處理后即得到老人的體溫值。GY-MCU90615紅外體溫傳感器與Arduino UNO的硬件串口連接,其電路連接如圖3所示。

將等長負荷運動實驗過程中采集的sEMG按采樣點數(shù)平均分為兩段，分別記為運動前半段（First half of the contraction）和運動后半段（Second half of the contraction）［21］。分別計算運動前半段和運動后半段肱二頭肌和肱三頭肌sEMG的相干函數(shù)值。

假定從肱二頭肌和肱三頭肌記錄的sEMG分別用時間序列x（t）和y（t）表示，則時間序列信號x（t）和y（t）的相干函數(shù)Cxy（f）可表示為：

其中，f為頻率，Sxy（f）為x（t）和y（t）的互功率譜，Sxx（f）和Syy（f）分別為x（t）和y（t）的自功率譜。

對于拮抗肌在實驗前、后并未出現(xiàn)顯著的運動性肌肉疲勞現(xiàn)象，但負荷實驗過程中拮抗肌MF指標卻持續(xù)性下降的原因，王健等［5］通過觀察主動肌與拮抗肌功能轉(zhuǎn)變瞬間的肌電平均功率頻率等指標的變化特征，認為中樞運動控制是導致疲勞過程中相應肌電指標單調(diào)變化的獨立性作用因素。而王國祥的研究也發(fā)現(xiàn)，在運動性肌肉疲勞發(fā)生過程中，主動肌和拮抗肌脊髓運動神經(jīng)元興奮性都受到抑制［2］。但是對于運動性肌肉疲勞過程中主動肌與拮抗肌協(xié)同作用的中樞運動控制作用機制目前仍是未知的。王健等［5］提出，CNS將主動肌與拮抗肌作為一組控制肌群實施同步控制的假說，認為在運動性肌肉疲勞過程中CNS對主動肌和拮抗肌實施了相同頻率的興奮發(fā)放，最終引起主動肌與拮抗肌相關(guān)肌電指標的相同變化規(guī)律。而Lévénez M等［23］的研究表明，在50%MVC靜態(tài)負荷屈肘運動過程中，主動肌肱二頭肌與拮抗肌肱三頭肌的共激活受到高位中樞而不是脊髓的調(diào)節(jié)作用，而在此過程中，高位中樞對主動肌與拮抗肌采取的控制策略是不同的。

sEMG的處理與各指標的計算在MATLAB 2009Ra環(huán)境下編程實現(xiàn)。

在上述的管理機構(gòu)圖中，我們可以看出增城萬家旅舍的管理機構(gòu)相對成熟，在市政府的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下成立發(fā)展中心與管理公司，結(jié)合地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府進行指導與管理，形成了一定的規(guī)模，發(fā)展初見成效，但在統(tǒng)一規(guī)劃、公共設(shè)施建設(shè)方面仍然有很大的改進空間；而順德逢簡水鄉(xiāng)作為一個整體的鄉(xiāng)村旅游目的地，目前看其管理機構(gòu)的設(shè)置僅僅在于旅游行政管理部門的協(xié)調(diào)上，力度與范圍還遠遠不能滿足發(fā)展的需要，需要更高、更廣泛的政府層面介入統(tǒng)一協(xié)調(diào)，奠定發(fā)展的高起點，避免無序發(fā)展帶來的各種補償與資源的浪費。就現(xiàn)狀而言，順德逢簡水鄉(xiāng)和增城萬家旅舍的管理機構(gòu)在鄉(xiāng)愁的宣傳與引導方面還須做出努力。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

其中，X′i為第i段sEMG計算的指標X的標準化值，Xi為第i段sEMG計算的指標X原始值，X1為第1段sEMG計算的指標X原始值。

3 研究結(jié)果

3.1 疲勞負荷實驗前、后肘關(guān)節(jié)屈肌與伸肌MVC變化情況

從圖3各受試者相干函數(shù)的均值曲線可以看出，運動后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG在圖示頻率范圍內(nèi)的相干函數(shù)值大都小于運動前半段。通過Wilcoxon符號秩和非參數(shù)檢驗分別對疲勞負荷實驗前半段和后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)值在tremor頻段、beta頻段和gamma頻段內(nèi)的差異性進行檢驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在beta頻段和gamma頻段內(nèi)，運動后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)值要明顯小于運動前半段（beta頻段：P＝0.005；gamma頻段：P＝0.007），而在tremor頻段內(nèi)運動前半段和運動后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函 數(shù)值無顯著性差異（P＝0.283）。

截至2017年，在中國，2700萬家民營企業(yè)、6500萬戶個體工商戶，貢獻了我國50%以上的稅收、60%以上的GDP、70%以上的技術(shù)創(chuàng)新成果、80%以上的城鎮(zhèn)勞動就業(yè)、90%以上的企業(yè)數(shù)量。從2010年到2018年，在世界500強的企業(yè)里，我國民營企業(yè)從1家增加到28家，他們紛成為此次進博會的“主角”。

圖1 本研究受試者疲勞負荷實驗前、后測試肘關(guān)節(jié)屈肌與肘關(guān)節(jié)伸肌MVC值示意圖Figure 1. MVC of Elbow Flexor and Extensor Muscles before and after Fatigue Contraction

3.2 RMS和MF隨運動時間的變化規(guī)律

上臂屈肘靜態(tài)疲勞負荷實驗過程中右側(cè)肱二頭肌和右側(cè)肱三頭肌sEMG指標RMS和MF隨運動持續(xù)時間的變化曲線如圖2所示，從4個子圖的均值曲線可以看出，在實驗過程中作為主動肌的肱二頭肌和作為拮抗肌的肱三頭肌，其sEMG指標RMS皆隨運動持續(xù)時間表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，而MF皆隨運動持續(xù)時間表現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。采用單因素方差分析對疲勞負荷實驗過程中不同時間階段內(nèi)肱二頭肌和肱三頭肌sEMG指標RMS和MF（歸一化前的值）的差異性進行檢驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，時間因素對肱二頭肌和肱三頭肌MF指標有著顯著性的影響作用（其中，肱二頭肌：F＝2.276，P＝0.003；肱三頭?。篎＝8.780，P＝0.000），而不同時間階段內(nèi)肱二頭肌和肱三頭肌RMS無顯著性差異（肱二頭?。篎＝0.266，P＝0.999；肱三頭?。篎＝1.230，P＝0.238）。從負荷實驗開始和結(jié)束時間段內(nèi)的均值來看，作為拮抗肌的肱三頭肌，其 MF指標的變化率要大于肱二頭肌。

3.3 運動前半段和運動后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干性分析

上臂屈肘靜態(tài)疲勞負荷實驗前和實驗后即刻測定肘關(guān)節(jié)屈肌和伸肌MVC值如圖1所示，結(jié)果表明，肘關(guān)節(jié)屈肌在靜態(tài)疲勞負荷實驗后MVC較疲勞實驗前有顯著性的下降（P＝0.000），而肘關(guān)節(jié)伸肌MVC在靜態(tài)疲勞負荷實驗前、后無顯著性差別（P＝0.445）。

圖2 本研究受試者肱二頭肌（BB）和肱三頭?。═B）sEMG分析指標RMS、MF隨運動持續(xù)時間的變化特征示意圖Figure 2. Changes of RMS and MF in BB and TB Muscles during Fatigue Contraction

圖3 本研究受試者運動前半段和后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)變化示意圖Figure 3. Coherence between BB and TB sEMG Data during the First and Second Half of the Fatigue Contraction

圖4 本研究受試者運動前半段和運動后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)在不同頻段內(nèi)的值示意圖Figure 4. Average Value of Magnitude Squared Coherence during the First and Second Half of the Fatigue Contraction

4 討論

本文的研究目的是通過靜態(tài)疲勞負荷實驗過程中主動肌與拮抗肌sEMG的相干性分析探索運動性肌肉疲勞過程中CNS對主動肌與拮抗肌共神經(jīng)輸入同步支配的變化特征。為此，本研究以健康男性青年志愿者10名為研究對象，通過記錄受試者以50%MVC負荷強度靜態(tài)屈肘運動誘發(fā)肌肉疲勞過程中主動肌肱二頭肌與拮抗肌肱三頭肌的sEMG，為考查疲勞因素對相干性分析結(jié)果的影響作用，對記錄的sEMG按運動持續(xù)時間平均分為兩段，分別對兩段sEMG進行相干性分析處理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肘關(guān)節(jié)屈肌在靜態(tài)疲勞負荷實驗后MVC較疲勞實驗前有顯著性的下降，而肘關(guān)節(jié)伸肌MVC在靜態(tài)疲勞負荷實驗前、后無顯著性差別。在疲勞負荷實驗過程中，肱二頭肌與肱三頭肌MF指標隨運動持續(xù)時間表現(xiàn)出顯著性的單調(diào)遞減變化趨勢，其中作為拮抗肌的肱三頭肌，其MF隨運動持續(xù)時間的遞減規(guī)律表現(xiàn)的更為明顯，在疲勞負荷實驗前、后的變化率也要大于主動肌肱二頭肌。從均值曲線看，主動肌與拮抗肌RMS指標隨運動持續(xù)時間表現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，但時間因素對RMS指標的影響作用并未達到顯著性水平。從相干性分析結(jié)果看，運動后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG在0～70Hz范圍內(nèi)的相干函數(shù)值大都小于運動前半段。在beta頻段和gamma頻段內(nèi)，運動前半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)值要明顯小于運動后半段，而在tremor頻段內(nèi)運動前半段和運動后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)值無顯著性差異。

2.3.1 計算sEMG均方根振幅（RMS）和基于傅里葉變換

為獲得最佳的計算效果，本研究在相干函數(shù)計算時參照Terry等的研究［29］，分段長度（segment length）設(shè)置為2 048個樣本點，重疊（overlap）設(shè)置為50%，短時傅里葉變換窗口類型（segment taper）設(shè)置為Hanning window。

兩信號的相干性分析結(jié)果反映了兩分析源信號在不同頻率或頻段內(nèi)的接近程度。Kattla S等［21］對靜態(tài)負荷誘發(fā)協(xié)同肌第一骨間背側(cè)肌和指淺屈肌疲勞前、后兩肌肉sEMG進行相干性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，疲勞后兩肌肉相干函數(shù)在beta頻段和gamma頻段內(nèi)的值增加，提示疲勞后CNS對兩協(xié)同肌共神經(jīng)輸入同步支配的增加。Danna－Dos Santos A等［14］對以40%MVC負荷靜態(tài)收縮致12塊手部肌肉疲勞前、后sEMG進行相干性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大部分肌肉sEMG相干性在0～35Hz頻段內(nèi)顯著增加。而在本研究中，在beta頻段和gamma頻段內(nèi)，運動前半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)值要明顯小于運動后半段，提示，以50%MVC靜態(tài)負荷屈肘運動致肌肉疲勞過程中，主動肌肱二頭肌與拮抗肌肱三頭肌sEMG在beta頻段和gamma頻段范圍內(nèi)的頻率一致性是下降的。

在職業(yè)體育領(lǐng)域，廣東歷來是山東的“苦主”。23年CBA，山東男籃對陣廣東男籃，鮮有勝績。恒大升入中超后，恒大也成了原本傳統(tǒng)豪門魯能的命中克星。

Conway等［13］和Salenius等［27］對不同肌肉肌電信號相干性分析結(jié)果及肌電信號－腦電信號相干性分析結(jié)果表明，運動神經(jīng)元在15～30Hz（beta頻段）內(nèi)的活動是與大腦運動皮層驅(qū)動相關(guān)的。Baker等［8］對靈長類動物的研究表明，兩肌肉sEMG在beta頻段內(nèi)相干函數(shù)值的大小可以反映出運動皮層和脊髓運動中樞對兩肌肉同步支配水平的改變情況。在較大負荷的靜態(tài)收縮和動態(tài)收縮條件下，肌電－肌電、肌電－腦電在gamma頻帶內(nèi)的相干性情況是運動皮層驅(qū)動的［11，26］。因此，本文的研究結(jié)果表明，以50% MVC負荷強度靜態(tài)屈肘運動過程中，隨著負荷運動時間的延長和疲勞程度的加深，大腦運動皮層和（或）脊髓運動中樞對肱二頭肌與肱三頭肌采取了不同的支配方式及運動單位募集調(diào)控策略，由此造成疲勞實驗后半段CNS對肱二頭肌與肱三頭肌共神經(jīng)輸入同步支配的下降。

對于靜態(tài)負荷實驗后半段CNS對肱二頭肌與肱三頭肌共神經(jīng)輸入同步支配較靜態(tài)負荷實驗前半段下降的原因，分析認為可能是：1）在靜態(tài)疲勞負荷實驗過程中，脊髓運動神經(jīng)元興奮性及運動皮層對脊髓運動神經(jīng)元激活能力下降［7］，但是主動肌與拮抗肌脊髓運動神經(jīng)元興奮性及運動皮層對脊髓運動神經(jīng)元激活能力下降的程度是不同的，由此引起CNS對肱二頭肌與肱三頭肌支配變化的不同步性；2）在人體運動過程中，CNS可以控制協(xié)同工作的肌肉以一個獨立功能單位的形式參與收縮［16］。在運動性肌肉疲勞過程中，由于主動肌產(chǎn)生收縮力量或輸出功率的能力下降，CNS對主動肌與拮抗肌運動單位的募集策略采取不同的調(diào)節(jié)方式，可以協(xié)調(diào)主動肌與拮抗肌參與收縮運動單位的數(shù)量和種類，從而更有效地維持既定的收縮負荷。

二是夯實“黨政同責、一崗雙責”制度，劃定生態(tài)環(huán)?！柏熑翁铩?。強化生態(tài)環(huán)境保護主體責任，健全完善縱向到底、橫向到邊的責任體系。明確地方黨委政府是生態(tài)環(huán)境保護的責任主體，市委、市政府與各縣(區(qū))黨政“一把手”簽訂生態(tài)環(huán)境保護目標責任書，向市直有關(guān)部門下達年度環(huán)保目標責任書，形成一級抓一級、層層抓落實、責任明晰、整體聯(lián)動的工作格局。

Sp是指施工項目在考核期內(nèi)的計劃安全保障水平；Sa則是指施工項目在考核期內(nèi)實際安全保障水平。Sp與Sa的取值范圍均為(0，1)。

tremor頻段內(nèi)相干函數(shù)值的大小似乎不僅僅單獨取決于中樞疲勞的作用，而且部分地受到外周傳入神經(jīng)的影響，因此，tremor頻段相干性分析結(jié)果是多種因素，如牽張反射、機械共振、運動皮層支配等共同作用的結(jié)果［25］。因此，結(jié)合之前的研究綜合分析認為，本研究中運動前半段和后半段肱二頭肌與肱三頭肌sEMG相干函數(shù)值在tremor頻段內(nèi)無顯著性差異的原因，可能是由于運動性肌肉疲勞狀況下中樞與外周各種因素對肱二頭肌與肱三頭肌在tremor頻段內(nèi)的影響作用相互抵消所致［21］。

我突然覺得和舒曼之間隔著千山萬水：一個是能人，一個是窮困潦倒的人，彼此太懸殊了。我們現(xiàn)在相見一定是尷尬的。生死是一瞬間的事，我們還是天涯兄弟好，一切都得存在記憶里，讓我們在少年時代里頻頻相逢吧。

⑤John O’Sullivan，America’s Identity Crisis，National Review，Vol．，46，issue，22，Nov．21，1994．

5 結(jié)論

在50%MVC靜態(tài)負荷屈肘運動致肌肉疲勞過程中，隨著負荷運動持續(xù)時間的增加，CNS對主動肌肱二頭肌與拮抗肌肱三頭肌共神經(jīng)輸入同步支配下降，這可能是由于主動肌與拮抗肌脊髓運動神經(jīng)元興奮性及運動皮層對脊髓運動神經(jīng)元激活能力隨疲勞發(fā)展的下降不同步性，以及為維持既定的收縮負荷CNS對主動肌與拮抗肌運動單位的募集策略采取不同的調(diào)節(jié)方式造成的。

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Exercise Fatigue Related Electromyographic Coherence Analysis between Antagonistic Elbow Muscles

WANG Le－jun1，2，HUANG Yong1，GONG Ming－xin1，WU Jiang－bo1，LI Zhan－qiang1，YUE Zeng－ke1

Objective：The aim of this study was to examine coherence between antagonistic elbow muscles and thus to explore the characteristics of common neural inputs to co－contracting antagonistic elbow muscles during sustained isometric fatiguing contraction.Method：Ten healthy male subjects participated in this study.With elbow flexion muscle at 50%maximum voluntary contraction（MVC）to induce muscle fatigue，surface electromyographic signals（sEMG）was collected from biceps brachii（BB）and triceps brachii（TB）.sEMG was divided into two segments and coherence analysis was conducted between BB and TB electromyographic signals in both segments.Result：A significant decrease in EMG－EMG coherence in the beta and gamma frequency bands was observed in the second half of the fatiguing contraction compared to the first half of the fatiguing contraction.No significant difference was observed in the tremor band coherence between the first and the second half of the fatiguing contraction.Conclusion：During the sustained isometric fatiguing contraction following the target force level at 50%MVC，common neural input across BB and TB muscles decreased in the second half of the fatigue contraction compared to the first half of the fatiguing contraction，which might be related to asynchronism of failure to activate spinal motoneurons and reduction in motoneuron excitability in antagonistic elbow muscles following muscle fatigue and different motor unit recruitment patterns was adopted to coordinate force generation which may help to maintain the target force level more efficiently as the muscle fatigues.

exercise－inducedmusclefatigue；agonist；antagonist；sEMG；coherenceanalysis

G804.63

A

1000－677X（2011）10－0079－06

2011－07－20；

2011－09－05

王樂軍（1982－），男，山東臨沂人，實驗師，在讀博士研究生，研究方向為運動生物力學，Tel：（021）65981711，E－mail：wlj0523＠163.com；黃勇（1967－），男，四川遂寧人，副教授，碩士研究生導師，研究方向為運動生物力學；龔銘新（1954－）男，江蘇常州人，教授，碩士研究生導師，研究方向為運動生物力學。

1.同濟大學體育部運動與健康研究中心，上海200092；2.上海體育學院運動科學學院，上海200438

1.Sport and Health Research Center，Physical Education Department，Tongji University，Shanghai 200092，China；2.School of Kinesiology，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China.