МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОБШИРНЫХ МЫШЕЧНЫХ СИНЕРГИЙ ПРИ ЛОКОМОЦИЯХ УМЕРЕННОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

摘要

Современные подходы к изучению двигательных синергий, как правило, включают рассмотрение синергетических эффектов на одном, реже двух уровнях организации нервной системы, и их взаимодействие в контексте решения разнообразных двигательных задач, в том числе локомоций. Однако даже при рассмотрении схожих по биомеханической структуре движений наблюдаются расхождения в некоторых аспектах изучения мышечных синергий, что объясняют применением разных методологических и вычислительных подходов, не учитывающих специфику рассматриваемых двигательных актов. Цель исследования заключалась в поиске оптимальных параметров предварительной обработки элекгромиографи-ческих сигналов и оценке их влияния на результаты извлечения обширных мышечных синергий в процессе локомоций умеренной интенсивности. Исследования выполнены на 10-ти спринтерах мужского пола, которые выполняли бег с умеренной интенсивностью на тредбане. Регистрировали элекгромиограммы 16-ти поверхностных скелетных мышц туловища, верхних и нижних конечностей. Мышечные синергии извлекали с помощью методов матричной факторизации с применением различных процедур предобработки исходных сигналов. Установлено, что лучшие результаты по извлечению синергий дает применение полосового фильтра в диапазоне 20—450 Гц с использованием после выпрямления дополнительной фильтрации 20 Гц. Количество извлекаемых синергий из разных периодов цикла бегового шага оказалось больше при использовании метода главных компонент и меньше при факторном анализе, а по показателю объясняемой дисперсии оба метода давали лучшие результаты, чем при рассмотрении целого цикла бегового шага. Количество синергий пропорционально снижалось по мере уменьшения количества исходных данных, а качество извлечения синергий снижалось при уменьшении количества анализируемых мышц. Результаты реконструкции исходных элекгромиографических сигналов методами факторизации данных оказываются более эффективными при рассмотрении различных периодов в сравнении с целым циклом бегового шага. Показатели извлечения мышечных синергий чувствительны к исходному набору элекгромиограмм, включенных в анализ.