量化年轻受试者中腿部肌腱振动与由此引发的周期性姿势波动之间的关联机制 轻微触碰对这种引发的姿态摆动的不同影响

《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：Quantifying the dynamics that link leg tendon vibration to induced periodic postural oscillations in young subjects Differential effects of light touch on the induced sway

　　

摘要：

对站立中的人类施加周期性的感官和机械扰动，为了解健康状态和疾病状态下的姿势控制提供了重要线索。然而，正弦波式本体感觉驱动的作用及其与触觉信号的相互作用至今尚未得到系统研究。本研究采用100赫兹的正弦波作为载频，并通过0.1–0.5赫兹的正弦波对其幅度进行调制，将该振动方案应用于16名健康的年轻人，同时分析他们身体前后方向的质心位移情况。实验结果显示，载波信号与质心位移之间存在同步现象，这在功率谱中表现为叠加在宽频摆动背景上的窄峰。在调制频率下，幅值平方相干性显著，且较低调制频率下的光谱增益更高，这说明低频本体感觉驱动能更有效地传递到质心。在所有测试的调制频率下，刺激信号的载波与质心位移之间都存在一致的相位滞后。当在坚硬表面上用指尖轻轻触碰以提供微弱的触觉信号时，调制频率下的摆动功率会下降8–13分贝，相干性降低，光谱增益下降7–14分贝，而且相位-频率关系也会偏离无触觉信号时的近似线性模式。这些发现表明，经过正弦波幅度调制的跟腱振动能够提供可控制的、具有特定频率的本体感觉驱动，且可通过全身摆动来对其进行量化。而轻触带来的衰减和相位变化则说明，微弱的触觉信息会削弱这种本体感觉扰动向姿势运动的传递。因此，这一研究方案为探究本体感觉和触觉输入如何整合到人类姿势控制中提供了定量分析框架。