被动脚外对神经肌肉功能在过度站立摇摆期间的影响
Dominic J Farris1,2, Jemima C N Po3, Jordan Yee3
1Public Health and Sports Science, Faculty of Health and Life Sciences, University of Exeter, Exeter, UK.
Royal Society open science
|May 8, 2024
概括
被动脚外骨架在站立时改变神经肌肉控制. 外骨硬度增加减少了摆动速度,改变了肌肉激活的时间和长度,影响了平衡控制.
科学领域:
- 生物力学和人类运动
- 机器人技术和人机交互的人机交互
- 神经科学和运动控制
背景情况:
- 可穿戴的机器人外骨架旨在通过与神经肌肉骨系统集成而帮助人类运动,而不会破坏运动控制.
- 被动脚外已经证明在协助人类步行的有效性,但它们在平衡任务期间对神经肌肉控制的影响仍然不太了解.
研究的目的:
- 为了调查被动脚外骨是否影响过度前后站立摆动任务的神经肌肉控制.
- 确定外骨架提供的不同程度的脚关节度如何影响摆动动力学和肌肉激活模式.
主要方法:
- 参与者在穿着脚外骨架时执行了夸张的前后站立摆动任务.
- 外骨架提供了三种水平的脚硬度 (0,42,85 Nm rad-1) 抵制背部屈曲.
- 生物反确保在各种条件下保持一致的脚角位移; 肌肉激活 (肌电图) 和压力中心被记录.
主要成果:
- 外骨硬度增加导致摇摆周期频率降低,压力中心速度减慢.
- 较高的度导致中部胃角肌的运行时间更长,并降低了整体脚部 flexor 肌肉的激活.
- 观察到与压力位移中心相对的肌肉激活的时间转移,表明激活延迟.
结论:
- 辅助脚外显著影响在基于脚的平衡任务中使用的神经肌肉控制策略.
- 观察到的肌肉束长度和激活时间的变化表明了 afferent反和神经控制的改变.
- 这些神经肌肉适应突出了外骨对站立平衡和整体运动控制的潜在影响.
