NTT在全球首次阐明，人的动作“做不到位”（与预想存在差距）的主要原因之一，是从大脑传递至肌肉的肌肉活动时机的紊乱。相关研究成果已于3月2日发表在学术期刊《Neural Networks》上。
图1 研究成果概要。研究发现，人体动作做不到位与其说与既往理论所认为的肌肉活动强度波动有关，不如说与肌肉活动的时机紊乱有关。（供图：NTT）
人体活动时，大脑会向肌肉发送指令，通过肌肉活动实现运动。但运动必然会产生一定的“差距”，这成为无法按意愿精准指挥身体的原因。阐明这种“差距”的产生机制，一直是大脑运动控制研究中的重要课题，此前学界普遍认为，肌肉活动强度的紊乱是其主要原因。
此次NTT的研究着眼于既往研究中被忽视的“大脑向肌肉传递指令的时机”。研究设置了需要肌肉间不同协同方式的多种手臂运动——到达运动、周期性运动、圆周运动——作为实验课题，基于同步测量数据详细分析了动作“差距”与肌肉活动的关系。
针对到达运动位置的“差距”，研究人员让15名实验参与者握住运动测量用的机械手柄，通过屈肘动作，重复进行50次将手部从起始位置移动至目标位置的到达运动。
虽然是重复相同的动作，但每次尝试中都能观察到明显的“差距”（到达位置的差距）。通过贴在皮肤表面的电极测量与肘部运动相关的主动肌和拮抗肌的活动，结果观察到使手部加速的主动肌和使手部减速的拮抗肌交替活动。
这些肌肉活动不仅每次尝试的强度存在紊乱，活动时机（达到峰值的时间）也出现紊乱。对到达运动“差距”与肌肉活动关系的分析表明，手部位置的“差距”与肌肉活动强度紊乱无关，而与肌肉活动时机的紊乱存在显著相关。
研究人员验证了在类似击鼓的周期性运动中是否也能观察到相同趋势。已有研究表明，周期性运动由与到达运动不同的神经控制机制执行。同时，为了探究优势手与非优势手的运动能力差异是否与肌肉活动时机的紊乱相关，研究对左右双臂均进行了测量。
实验中，15名实验参与者（均为右手为优势手）握住固定的机械手柄，分别用左臂或右臂，按照节拍器提示的节奏，以恒定的力量进行敲击运动。
结果显示，在周期性运动中，力量“差距”同样与肌肉活动强度的紊乱无关，而与肌肉活动时机的紊乱相关。研究提示，非优势手发力差距更大的原因之一，可能是肌肉活动时机的紊乱。
研究还对周期性运动中尤其需要多块肌肉协同工作的圆周运动开展了相同实验，最终得到了与到达运动、周期性运动相同的结果。
NTT今后将把行为实验与脑活动测量、理论研究相结合，致力于阐明控制肌肉活动时机的脑区与神经表征，围绕运动技能学习、疾病导致的运动失调、优势手优势、运动发育与衰老变化等，深入开展与动作“差距”相关的各类现象的脑科学研究。相关研究成果未来有望应用于体育、医疗等广泛领域。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
