肌电生物反馈平衡训练对霍夫曼反射的影响

跌倒造成的伤害是一个全球性的重大问题，最严重的伤害包括髋部骨折和脑部创伤，这导致了 46% 的老年人死亡。 对跌倒危险因素的深入分析发现，平衡障碍和步态异常是最主要的因素（Chen et al., 2021）。 姿势的神经控制随着年龄的变化而改变，这并不奇怪。 老年人跌倒已成为一个日益严重的问题，导致医疗状况、死亡率和医疗保健服务利用率不断上升。 大约 40% 的 65 岁以上老年人，即使身体健康，每年也至少经历一次跌倒（Bakker et al., 2024）。 平衡是避免跌倒所需的关键能力，因为完成个人日常活动需要保持直立平衡。 在评估参与者的姿势平衡时需要进行定量评估。 测力台是一种可靠的平衡评估方法，广泛应用于实验室和临床环境中（Chen et al., 2021）。 尽管过去三十年有许多研究分析了年龄和姿势控制的影响，但跌倒和跌倒相关伤害造成的死亡人数仍在持续增加。 需要更多的研究来强调老年如何影响姿势控制的神经机制。 具体来说，我们需要了解平衡训练可以改善姿势控制以减少老年人跌倒的机制（Bakker et al., 2024a）。

霍夫曼 (H) 反射是一种有价值的神经生理学测量方法，它对姿势具有很高的敏感性。 测量 H 反射幅度可用于检测脊柱兴奋性的变化是否伴随平衡训练。 这是一种相对简单的技术，使其成为有趣的研究工具（Theodosiadou 等人，2023）。 H 反射已在强调脊柱机制的运动控制研究中使用了数十年。 它通常用作分析脊髓兴奋性或运动神经元和 1a 传入神经之间突触传递如何有效进行的工具。

对于平衡训练，可以实施肌电图（EMG）生物反馈，参与者在站立时通过肌肉的电信号控制屏幕上的物体。 用于肌电图的传感器不会造成疼痛或侵入性，可用于针对特定肌肉或肌肉群的损伤。 EMG-Biofeedback 系统创建一个分类器，通过实时 EMG 信号预测用户想要的游戏控制输入。 这项创新将通过将传感器放置在大腿和手臂上来收集下肢和上肢信号的数据来实现，因此运动表现和成功的游戏执行可以集中在参与者的平衡上（Park 等人， 2022）。 在三周内对患有慢性中风的参与者进行 18 次（每次 40 分钟）下半身（胫骨前肌）肌电图生物反馈训练，结果显示可以改善包括平衡和力量在内的运动控制结果（Tsaih 等人，2018）。

为了进一步了解肌电图生物反馈的神经生理学效应，我们将通过测量 H 反射幅度以及老年人群进行 4 周平衡训练前后的平衡板测试结果来分析脊髓反射兴奋性的变化。 虽然已经发表了关于这种改善平衡的干预措施的研究，但还没有任何研究探讨肌电图生物反馈训练是否也会改变脊髓反射的兴奋性。 这种干预措施有可能改善老年人的脊柱反射和平衡能力，并预防未来跌倒。 这种干预措施可能会减少健康老年人群的重大伤害，并且 H 反射幅度的变化可能与平衡变化相关。 研究探讨了为期一个月的平衡训练后 H 反射幅度的变化，但尚未进行后续评估来确认平衡改善和 H 反射幅度降低的持续时间。

方法：

在参与者第一次访问实验室期间，他们将完成 3 项功能评估和一项神经生理学评估。 功能评估将测量站立位置的平衡。 这些平衡评估大约需要 10 分钟。 去完成。 肌肉活动的测量将涉及膝盖后面的非侵入性刺激，这将引起小腿（比目鱼肌）肌肉的肌肉抽搐。 霍夫曼反射评估将为每条腿完成，并反映脊髓内被认为有助于平衡的回路的活动。 此过程每条腿大约需要 20 分钟。

本研究的主要研究者将参与者随机分配到平衡训练组或生物反馈平衡训练组，并且参与者不会被告知他们被分配到哪一组。 无论参与者被分配到哪一组，他们都会在上半身和下半身肌肉上放置电极，这些电极将使用导线连接到 EMG 系统，您将完成一个需要平衡 30 分钟的电脑游戏。 您的每一次培训课程。 平衡训练期间不使用拐杖、助行器等辅助器具。 参加者在平衡训练过程中可以偶尔休息、坐下。 该培训每周进行4次，共计16次。 两组都将在站立平衡训练中体验电脑游戏。

最后一次训练后的第二天，他们将完成后续评估，其中还包括完成 3 项功能平衡测试和每条腿的肌肉活动测量，其程序与第一次评估相同。

第二次后续评估将在最终培训课程后两周进行。 第一次随访的所有评估都将重复。