一项发表于《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》的研究发现，即使不完全性脊髓损伤（SCI）的患者能够行走，他们在站立、平衡或产生稳定力量等日常功能上仍可能存在困难。通过高密度肌电图（HD-EMG）首次在单个运动单位水平上揭示：在低用力水平（20%），SCI患者两块小腿肌肉（比目鱼肌和腓肠肌）中协同工作的运动单位减少，导致动作不稳定；在高用力水平（50%），两肌之间出现更强的低频同步化，神经驱动变得“更响亮、更不精细”。健康神经系统能根据力量需求调整策略，而SCI后的神经系统则变得“更僵硬”，灵活性降低。
作者： KTH Royal Institute of Technology（经 BIOGUIDER 编辑整理）
背景：行走之外的运动控制缺陷
即使不完全性脊髓损伤（SCI）患者能够行走，像站立、平衡或产生稳定力量等日常功能仍可能困难。其背后的原因——运动单位层面上神经-肌肉相互作用的改变——此前尚未被研究清楚。
研究方法：高密度肌电图（HD-EMG）
研究团队使用表面皮肤电传感器（高密度肌电图）测量功能相似的小腿肌肉（比目鱼肌和腓肠肌）的电活动，同时志愿者轻或中度地推压力量测量装置。共检查了25人（包括10名对照参与者）。
这是首次在SCI患者中检查单个运动单位（构成运动的神经-肌肉连接）如何协同工作。
核心发现：两个用力水平，两种异常模式
| 用力水平 | SCI患者的异常表现 | 机制解释 |
|---|---|---|
| 20%最大自主收缩（低用力） | 两块小腿肌肉中协同工作的运动单位减少 → 动作不稳、易抖 | 神经系统难以将信号平滑地分散到肌肉中；运动单位受同一协调信号的驱动减少 |
| 50%最大自主收缩（中高用力） | 两肌之间更强的低频同步化 → 神经驱动更“响亮”、更不精细 | 神经系统过度补偿，失去运动控制的灵活性和精确性 |
关键概念：神经驱动的适应性与僵化
“一个有趣的发现是，脊髓损伤后神经系统变得更僵硬，随着肌肉更努力地工作，它改变策略的能力下降。而健康的神经系统则能够根据力量需求调整策略，调整共享的神经驱动水平。”
—— Ruoli Wang 副教授（KTH皇家理工学院，Promobilia MoveAbility实验室）
运动单位协同：一个肌肉通过数百个运动单位移动，每个运动单位由一个运动神经元及其连接的肌纤维组成。它们对来自神经系统的共享信号做出反应（如管弦乐队的不同部分听从指挥），这种共享输入使它们能够以协调的模式行动。
图示总结
研究表明，SCI组在两个肌肉之间运动单位分配上存在显著差异（基于与肌肉模式的相关性聚类）：
- 自身簇：与自身肌肉模式最强相关的运动单位
- 其他肌肉簇：与另一块肌肉模式最强相关的运动单位
- 共享簇：与两块肌肉模式都强相关的运动单位
在SCI组中，这些聚类的比例与对照组存在显著差异，特别是在20%和50%用力水平下。
研究意义
| 层面 | 意义 |
|---|---|
| 机制理解 | 首次在单个运动单位水平揭示了SCI后神经-肌肉控制的适应性改变 |
| 康复生物标志物 | 可能为新的康复生物标志物打开大门，帮助临床医生和研究人员设计新的神经康复策略 |
| 干预靶点 | 为开发针对神经驱动僵化的康复干预提供了新靶点，例如通过生物反馈训练或神经调控技术改善运动单位的协同和同步化模式 |