综述：多单元系统运动稳定性：多指力产生过程中非受控流形内部及其正交方向的漂移与随机游走

《Experimental Brain Research》：Stability of movement by a multi-element system: drifts and random walk within and orthogonal to the uncontrolled manifold during multi-finger force production

　　

研究人员验证了非受控流形（UCM）假说的核心假设之一，即UCM内部与正交方向的稳定性存在任务特异性差异，通过探究视觉反馈对多指力产生过程中快速随机游走（RW）与慢速漂移的影响展开研究。健康受试者使用双手食指与中指产生精确的总力幅值，初始阶段双手间力分配比例存在差异。5秒后，研究人员对视觉反馈进行操纵：保留总力与力分配的双反馈、仅保留单一变量反馈或完全移除反馈，要求受试者在后续55秒内维持表现不变。结果显示，总力沿UCM方向与正交方向（ORT）的轨迹均存在快速RW与慢速漂移。扩散图证实0.2秒内存在持续RW，0.5秒后转为反持续RW。持续RW在不同视觉反馈条件下表现一致，且在ORT方向幅值更大，其Hurst指数在受试者个体水平上与UCM方向的对应值呈显著相关。反持续RW则高度依赖视觉反馈：漂移幅值与特征时间在UCM与ORT方向表现相似，且均受视觉反馈强烈调控。研究人员得出结论，RW在短时间尺度上通过促使系统探索邻近状态发挥去稳定作用，在长时间尺度上则贡献于系统整体稳定性；相较于显式任务设定，视觉反馈对表现稳定性的构建具有更关键的作用。RW与漂移的探索为丰富系统稳定性组织机制提供了新的研究视角，并有望成为临床研究中的潜在生物标志物。

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人类所有自然运动均涉及多个组成单元，可在不同分析层面展开探讨：如关节构型空间的伸够运动、手指产生的力/力矩矢量空间的抓握运动、肌肉激活空间的全身体运动等，这一现象被定义为运动冗余问题或运动富足性优势。后者框架下，单元变量的富足性被视为任务相关核心表现变量动态稳定性的重要支撑，可通过非受控流形（UCM）假说框架进行分析。UCM假说假设，针对特定任务表现变量，沿UCM解空间的稳定性低于其正交子空间（ORT）。该假设衍生出系列预测：沿UCM的试次间方差高于ORT、瞬时扰动引发的沿UCM的运动等效偏差大于ORT、沿UCM的过程特征时间长于ORT。既往研究多在ORT方向观察自然漂移过程，如力产生任务中移除显著视觉反馈后的力幅值慢速漂移，其特征时间为5–15秒；而力幅值快速变化会诱发更快漂移，但上述快慢漂移分别源于UCM与ORT的假说尚未得到实验验证，尤其UCM内的自然时间过程研究相对匮乏。近期一项针对多指总力（F_TOT）持续精确产生的研究首次描述了UCM内的两类过程：特征时间约50–100毫秒的随机游走（RW），以及特征时间5–15秒的漂移。RW描述粒子布朗运动，分数布朗运动进一步推广了该概念，即历史步长影响未来步长：若步长倾向于延续前一