脑-运动单元功能耦合估计方法

郑杨; 强威; 张四聪

西安交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (12) : 111 -118.

脑-运动单元功能耦合估计方法

郑杨, 强威, 张四聪

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摘要

针对现有脑肌功能耦合(CMC)估计方法仅能反映皮层活动与运动单元(MU)复合放电活动间耦合状态、无法反映皮层和各MU独立耦合作用的问题，提出了一种脑与MU之间独立交互作用的估计方法，并初步验证了脑-运动单元功能耦合(CMUC)作用的存在。首先，采用肌电分解技术获得各MU独立活动，即运动单元动作电位序列；然后，利用头皮表面拉普拉斯技术，获得头皮电流密度以表征皮层活动，并通过估计运动单元动作电位序列和头皮电流密度的频域相干性获得CMUC;最后，通过手指伸展实验对所提方法的有效性加以验证。实验结果表明：当被试者伸展手指时，指伸肌的MU和对侧运动皮层存在显著的β、γ频带耦合交互作用，且耦合强度显著高于其他皮层区域。这一结论与已有的CMC研究结论相一致，能够表明所提CMUC估计方法的有效性，同时也证明了脑和MU独立耦合交互作用的存在性。提出的CMUC估计方法可为进一步深入研究生理及病理条件下肌肉的神经控制机制提供有力指导。