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研究目的:在运动学习过程中伴随着运动发展,肌肉协同内在结构的演变,与外在的运动表现的关系仍不甚清楚。为进一步了解肌肉协同发展的特征,选取全身参与和协调要求较高的跳绳动作为研究对象,详细考察在运动发展过程中肌肉协同结构的演变,与运动表现的动态相关性,不同跳绳动作中肌肉协同的差异。研究方法:选取2018级跳绳专项班学员16名(年龄1920岁,身高161183厘米,体重46.591公斤),在专项训练期内每隔约4个月分别进行内容一致的测量共测三次。测试动作包括并脚单摇、交换脚单摇和并脚双摇;每次动作持续20秒,每个动作做两次。实验使用VICON运动捕捉系统、Kistler三维测力台、Delsys无线表面肌电采集系统分别测量运动学、地面反作用力以及踝、膝、腕、肘4关节肌群的代表性肌肉8块(股二头肌长头、股内侧肌、腓肠肌内侧、腓肠肌外侧、胫骨前肌、肱三头肌长头、肱挠肌和尺侧腕屈肌)的表面肌电信号。使用非负矩阵分解法(NMF)提取肌肉协同,聚类分析予以归类。最后,利用相关性分析观察肌肉协同结构与运动表现指标的相关性及其随表现水平的变化。研究结果:1)并脚单摇中,随运动能力上升肌肉协同的平均激活强度下降(F=3.501**,**P<0.01*表示P<0.05#表示相关性不显著)。腓肠肌与三簇主要协同的主力肌肉肱挠肌(从-0.489*到#)、肱三头肌(从-0.696**到#)的相关性消退,与尺侧腕屈肌的相关性加强(#到-0.649**)。2)交换脚单摇中,伸肘与股二头肌负相关性加强(#到-0.481*)。屈肘与股内侧肌负相关(#到-0.584**)加强。胫骨前肌与股二头肌负相关(#到-0.588*)加强。3)并脚双摇动作中,下肢肌肉间,上下肢肌肉间的激活相关性增强。以腓内腓外肌激活为主的蹬伸协同3中,腓外侧肌与胫骨前肌呈正相关加强(从#到r=0.653**),与腓内侧肌负相关加强(从#到r=-0.58**)。以肱挠肌激活为主的屈肘协同5中,尺侧腕屈肌与肱挠肌(从#到r=-0.482*),与股二头肌(从#到r=-0.435*)的负相关都加强,与腓内侧肌的负相关消退(从r=-0.648**到#);肱三长与股内侧肌的负相关消退(从r=-0.471*到#)。4)不同动作间肌肉协同的联系。在第10簇协同中,作为激活幅度最大肌肉的尺侧腕屈肌和肱三头肌长头相关性始终保持在较强相关的程度(-0.879**到-0.965**之间变化)。第二强的相关则随动作变化,由并脚单摇的腓内和腓外(r=-0.640*)、腓内和胫前(r=-0.711*);变到交换脚单摇的股二和胫骨前肌(r=-0.448*);再变到并脚双摇的胫骨前肌和腓内侧肌(r=-0.550**)、胫骨前肌和腓外侧肌(r=-0.491**)。研究结论:本研究中,随运动水平的提升不同动作的肌肉协同都发生程度不同的显著变化,受训者的神经肌肉激活模式缓慢而稳定地改变。肌肉激活幅度略有下降,肌肉分工逐渐明确强化,肌肉间相关关系逐渐分化,肌肉协同的功能特征日益加强。三种动作的协同的相互关系反映了动作间的结构关系。