本体感觉是指基于来自肌梭、关节和皮肤感受器的外周信号,并经过中枢信号调节后,对运动系统的感知,这些中枢信号包括运动指令的传出副本以及用力感(Proske & Gandevia, 2012)。精确度可视为偏差与精准度的结合体(国际标准化组织,1994)。因此,本体感觉精确度可定义为个体在感知本体感觉信号时的偏差与精准度,这些信号包括关节位置感、运动轨迹、速度、用力感、肌肉张力、重量和大小感知等(Horváth, Ferentzi, Schwartz等,2023)。这种能力与身体方面的因素如体育活动及衰老过程(Ribeiro & Oliveira, 2011),以及心理方面的因素如身体所有权感(Chancel and Ehrsson, 2023; Horváth等,2020)存在关联。本体感觉精确度是感觉运动功能的重要方面(Aman等,2015)。然而,对于如何评估这一能力以及哪些因素会影响它,我们的理解仍存在局限。例如,相关文献常常忽视一个事实,即本体感觉精确度仅能作为一个统称,因为它因测量方法和身体部位的不同而有所差异。因此,不同身体部位或使用不同测试方法测得的精确度不具备普遍性,即使在同一测试中不同身体部位之间,以及同一身体部位使用不同测试时,也会出现差异(Horváth, Ferentzi, Schwartz等,2023)。
最常用的评估方法之一就是关节位置再现测试(JPR)(Han等,2016; Horváth等,2023)。在该测试中,需要将身体部位以被动方式(即关节由外部力量移动)或主动方式(即由受试者自己移动)以特定速度移动到目标位置。关节会在目标位置保持一定时间,之后再返回起始位置。随后,受试者需要通过相同侧关节或对侧关节,以被动或主动方式重新再现该位置。通过组合和改变这些因素,可以形成多种不同的测试变体。
Goble(2010)研究了测试类型(对侧或同侧)、肢体侧性(优势肢或非优势肢)、运动类型(主动或被动)、运动幅度和速度、目标位置以及在目标位置停留时间等因素的差异。研究发现,同侧测试的精确度高于对侧测试,非优势手也更具优势。主动运动的精准度更高,这是因为运动指令的传出副本起到了作用。较大的运动幅度和更快的运动速度会导致精确度下降,这可能是由于感觉运动噪声增加所致。此外,由于较慢的运动会被感知为持续时间更长(即“tau效应”),因此会导致受试者超过目标位置(Goble, 2010)。还有研究指出,在目标位置停留更长时间有助于增强神经表征,从而提升表现水平(Goble, Noble & Brown, 2010)。
不过,有些研究结果并未得到重复验证。有些研究(Carranza等,2025)未发现主动运动与被动运动之间存在差异,而另一些研究(Elangovan等,2014; Niessen等,2009)则认为被动版本的精确度更高。那些同时考察多个因素的研究往往能发现它们之间更为复杂的交互作用。Lubiatowski(2014)发现,运动类型(主动 vs. 被动)的影响取决于目标位置。Gritsenko等(2007)指出,系统误差取决于运动幅度与运动类型、运动速度与运动类型以及运动幅度与运动速度之间的交互作用。还有研究发现了速度、目标位置与运动类型之间的交互作用(Tsai等,2024)。
除了用于评估之外,还有多种方法可用于评价测试表现,而这些方法会极大影响结果的解释。通常,研究人员会测量系统/恒定误差(有符号误差的平均值)、可变误差、绝对误差和/或总误差。有符号误差是指观测位置与目标位置之间的有符号距离,其在多次试验中的平均值反映了位置判断的偏差,也就是系统/恒定误差。可变误差则是误差的标准差,体现了围绕系统误差的离散程度,即相对于主观参考标准的变异程度/精准度不足。有符号误差绝对值的平均值称为绝对误差,它反映了误差的平均大小,而总误差则是目标位置与实际位置之间平均平方差的平方根(Boisgontier等,2012)。选择不同的评价指标会带来不同结果,因为不同指标可能会得出不同结论(Boisgontier等,2012; Goble等,2012; Horváth等,2024)。
另一个为该研究领域增添复杂性的重要因素是JPR测试中各因素之间的相互依赖关系。当关节以一定幅度从起始位置向某个方向移动时,目标位置就会自动确定。由于解剖结构上的限制(关节的活动范围),旋转方向也可能被固定下来。换句话说,如果起始位置、运动方向和幅度都已确定,那么目标位置就无法成为一个独立变量。在这种情况下,起始位置与幅度之间的交互作用就能体现其影响。在本研究中,我们选择了相对较大的运动幅度,这样就可以在活动范围接近端点处设置两个起始位置,并且保持固定的旋转方向。
根据之前的研究结果,目前尚不清楚在肘关节的JPR测试中,究竟是哪些因素影响了测试表现。本研究旨在通过全因子设计,检验以往研究中关于同侧测试和左侧肘关节的所有重要因素,从而能够更详细地分析高阶交互作用。我们推测,主动运动、较小的幅度和速度,以及在目标位置停留更长时间,都会提升精确度。同时,我们也预计运动类型、速度、幅度和起始位置之间会存在交互作用。为了区分影响误差大小的因素(绝对误差)与影响误差系统方向性的因素(系统误差),我们设计了不同因变量的模型。