由香港中文大學、香港理工大學以及澳洲西悉尼大學最近合作進行一項研究,揭示人體神經系統,與運動的動作之間的生物力學機制。藉著這項研究,有望令可制訂更有效的馬拉松訓練計劃,從而令跑手達到更好成績。

「肌肉協同」: 神經運動基礎

研究團隊招募了多組健康的志願參加者,包括學齡前兒童、疏於運動的成年人、訓練中的成年跑手,以至經驗豐富的精英馬拉松運動員。參加者在平地或跑步機上跑步時,記錄身體的活動情況,再使用一種複雜的機器學習演算法,發現人體在跑步時有多組變得活躍的肌肉,稱之為「肌肉協同」。

研究文章的主要作者、中大醫學院生物醫學學院助理教授張智鈞教授表示:「由於肌肉活動源自大腦和脊髓,『肌肉協同』可作為一個切入點,讓我們瞥見人類神經系統如何操控運動。『肌肉協同』被認為是神經運動的基礎,其功能就如英文字母,可以被神經系統靈活地重組,從而引起不同動作。我們的目標是分析這些協同模式如何隨著不同的年齡群組和培訓模式而產生變化。」

右起:中大醫學院生物醫學學院助理教授張智鈞教授、中大醫學院內外全科醫學士畢業生張文斐醫生,以及理大康復治療科學系兒童物理治療師及助理教授陳昭縈博士。

「肌肉協同」可提升馬拉松選手能力

成年跑手可以透過訓練造成「肌肉協同」的重組。研究團隊發現,數月至數年的訓練或會令未受訓前的一些特定「肌肉協同」合併為包含更多肌肉的組合。值得注意的是,在成年人中,特定的協同合併模式與跑步效能的增強或減弱,有著密切關連。

他們從數據中發現,在成年人中特定肌肉協同作用的合併可令人有效地奔跑。研究發現了跑步共有189種獨特的肌肉合併組合,其中有27種為重要的組合。

他們發現一些資深跑手表現失準,實際上是因為他們用了會降低效能的合併模式來跑,倘若要成為表現更好的精英跑手,就要學會抑制這些模式。團隊相信可利用這次研究的發現,設計跑步訓練計劃或設備,幫助跑手更容易掌握具高效能的肌肉合併模式,從而幫助他們更輕鬆地長時間跑步。

所以,要提升馬拉松成績,除了鍛鍊體能,更要訓練你的大腦。

是次發表的研究分別由中大醫學院Faculty Innovation Award及香港研究資助局支持,相關發現剛於《自然通訊》(Nature Communications) 上發表。

西悉尼大學健康科學學院教授張子熙教授亦有參與這項研究。

中文大學研究公布

Fitz 編輯部
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