《Scientific Reports》：Muscle synergy characteristics of pumping in Chinese elite windsurfers
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本研究针对帆板摇帆技术缺乏神经肌肉层面客观评估指标的问题，通过表面肌电和肌肉协同分析，揭示了精英运动员在摇帆过程中存在4个稳定的肌肉协同模式(S1-S4)，并发现其在不同时相具有特定的侧向不对称性及稳定的激活层级(S2>S3>S1>S4)。该研究为优化专项训练提供了量化依据。
在风帆运动中，运动员通过一种称为“摇帆”的节奏性操帆技术，将帆转化为翼型来提升板速。这项技术尤其在轻到中风条件下，以及起航、冲刺和超越时至关重要。然而，目前的训练指导多依赖于视频分析，这种方法难以捕捉到细微的神经肌肉协调模式的变化。因此，开发更敏感的评估工具对于深入理解摇帆技术的内在机制和提升运动表现具有重要意义。
为了填补这一空白，研究人员在《Scientific Reports》上发表了一项研究，首次将肌肉协同分析应用于帆板摇帆技术。肌肉协同理论源于Bernstein的假说，即神经系统通过协调肌肉群组而非单独激活每块肌肉来简化运动控制。该研究旨在揭示精英帆板运动员在摇帆过程中的肌肉协同特征，为科学化训练提供新的视角。
本研究主要采用了以下关键技术方法：研究招募了8名中国国家队精英帆板运动员，在陆上帆板模拟器上进行30秒的摇帆测试。使用16通道无线表面肌电系统记录14块肌肉（7对双侧肌肉）的活动。通过非负矩阵分解算法提取肌肉协同结构，并比较了屈膝缓冲相和伸展相中肌肉贡献度和激活模式的差异。
3.1 肌肉协同模式数量的确定
通过计算方差解释率来确定肌肉协同模式的数量。研究表明，提取4个协同模式即可解释屈膝缓冲相93.5%±2.7%和伸展相93.1%±2.8%的肌电信号方差，超过了预设的90%阈值，这表明4个协同模式足以有效表征摇帆动作的肌肉控制维度。
3.2 肌肉协同模式元素提取结果
3.2.1 屈膝缓冲相
在屈膝缓冲相，肌肉协同模式的结构显示出特定的左右侧不对称性。肱三头肌、股二头肌、斜方肌和股直肌的贡献在左右侧之间存在显著差异。四个协同模式之间的肌肉贡献度无显著差异，但激活水平存在显著差异，S2和S3的激活水平显著高于S1和S4。
3.2.2 伸展相
在伸展相，同样观察到了肌肉贡献的左右侧不对称性，主要体现在肱三头肌、臀大肌、股直肌和股二头肌。四个协同模式的贡献度无显著差异，但激活水平分析显示S2的激活水平最高，显著高于其他协同模式。
3.2.3 两相位间肌肉协同模式整体贡献与激活的比较
对两个相位间肌肉协同模式的整体贡献度和整体激活水平进行配对样本t检验，结果表明两者均无显著差异。这说明尽管两个相位的运动学特征不同，但运动员使用的神经肌肉协调策略在整体上是相似的。
讨论与结论
该研究系统地揭示了精英帆板运动员摇帆动作的神经肌肉控制特征。研究结果表明，摇帆动作由四个稳定的肌肉协同模式控制，这些模式在不同相位间表现出不同的时间激活特征。研究发现了显著的肌肉贡献双侧不对称性，尤其在伸展相中臀大肌的激活相对不足，这可能与动力学链利用效率不高有关。
这些发现为帆板摇帆技术的训练提供了重要的科学依据。基于研究结果，建议教练员：实施针对臀大肌的专项力量训练；结合单侧练习以解决肌肉不平衡问题；重点优化高激活协同模式的神经肌肉控制，以提高摇帆效率。所识别的协同特征为竞技帆板运动的表现提升建立了客观的神经肌肉基准。
该研究也存在一些局限性，如样本量较小、在模拟器上进行而非真实水上环境等，但尽管如此，当前研究结果为了解摇帆过程中的神经肌肉协调提供了有价值的初步见解。
