研究发现神经系统在控制我们的跑步方式中的作用

香港中文大学(CU医学院)，香港理工大学(PolyU)和西悉尼大学的研究人员联合研究发现，人类神经系统的复杂运作控制着我们的跑步能力。

研究人员招募了多组健康的志愿者-从学龄前儿童和缺乏身体活动的成年人到有经验的马拉松运动员 -研究神经系统如何控制不同年龄和训练阶段的跑步。

当每个参与者都参加了一系列的地面或跑步机上的跑步锻炼时。记录了来自多条肌肉的电活动以及身体施加在地面上的力。

在收集数据之后，该团队使用复杂的机器学习算法来识别嵌入在肌肉数据中的多条肌肉的固定共激活模式(称为肌肉协同作用)。

研究结果发表在《自然通讯》杂志上，表明人的神经系统配备了可以根据身体状况和人以前的跑步经验灵活地调节运动命令的机制。

中大医学院生物医学学院研究的主要作者Vincent Chi Kwan Cheung教授说，由于肌肉活动起源于大脑和脊髓，因此肌肉协同作用使人可以窥见人类神经系统如何产生运动。

Vincent Chi Kwan Cheung教授说：“肌肉协同作用被认为是神经运动的基础，其功能像基本的字母一样，可以被神经系统灵活地重组，从而导致多种行为。”

“我们的目标是分析这些自我运行的基石如何随着年龄和培训群体的变化而变化。”

理大康复科学系儿科理疗师陈超颖副教授解释了对于儿童的重要考虑因素，这些儿童的身体构造与成年人完全不同，但肌肉力量较弱且发育欠佳姿势平衡。

陈副教授说：“研究小组发现，一些学龄前儿童的协同作用可能会通过逐渐分解成肌肉数量较少的协同作用而逐渐重组。”

“从生物力学的角度来看，学龄前儿童的协同作用似乎非常适合与他们较不成熟的健美运动员一起跑步。”

对于成年的跑步者，训练也可能导致肌肉协同作用的重组。研究小组发现，数月至数年的训练可能会导致特定的训练前肌肉协同作用合并为包含更多肌肉的单位。

值得注意的是，在成年人中，特定的协同合并模式的存在与增强或降低的跑步能量效率相关。

西悉尼大学健康科学学院的Roy Tsz Hei Cheung教授是理大康复科学系的副教授，他为这项工作做出了贡献。他指出，值得注意的是，一些经验丰富的跑步者实际上效率低下运行降低效率的合并模式。

Roy Tsz Hei Cheung教授说：“我们的分析也许是揭示了这些跑步者在训练中无意中获得的一些肌肉模式，尽管他们最终必须学会抑制这些模式，才能成为真正的精英。”

张文飞博士在CU Medicine攻读MBChB时曾与该团队一起收集并分析了大部分数据，他说，这项研究结果可能使未来的研究人员能够设计跑步训练计划或设备，以促进这些效率的学习。 -增强合并模式，从而帮助跑步者更轻松地跑步更长的时间。

张文飞博士说：“如果您正在为下一次马拉松训练，那么您不仅在训练心血管健康，而且还在训练大脑。”

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