纳米技术如何革新体育运动：更好的保护与更强的支持 学术背景 随着现代体育活动的不断发展，运动员的表现、训练方式以及运动装备的需求也在不断升级。传统的运动装备和训练方法已经难以满足现代体育竞技的高要求。纳米技术作为一种前沿科技，因其在材料科学中的独特优势，逐渐被应用于体育领域。纳米材料具有纳米尺度的尺寸，赋予了它们独特的物理和化学性质，这些性质在提升运动装备的性能、保护运动员健康以及优化训练反馈方面具有巨大潜力。 本文旨在探讨纳米技术在体育运动中的广泛应用，包括可穿戴设备、个人热管理设备、功能性运动面料、运动装备以及运动医学等领域。通过分析纳米材料的原理、当前挑战以及未来机遇，本文为研究人员提供了如何利用纳米技术推动体育发展的新视角。 论文来源 本文由Mu-Yang Li和Huan Peng共...

多关节扭矩在站立平衡恢复中的作用 学术背景 站立平衡是人类日常生活中不可或缺的能力，尤其是在面对外部扰动时，如何快速协调髋关节、膝关节和踝关节的扭矩以维持平衡，一直是运动控制和神经科学研究的重要课题。传统的观点认为，平衡恢复依赖于神经介导的前馈（feedforward）和反馈（feedback）机制的协同作用。前馈机制通过肌肉的短程刚度（short-range stiffness）提供即时的机械反馈，而反馈机制则通过感觉输入激活肌肉，产生延迟的关节扭矩。然而，前馈和反馈机制在平衡恢复中的具体贡献尚不明确。为了深入理解这一问题，研究者们开发了一种新的传感器运动响应模型（Sensorimotor Response Model, SRM），旨在分解平衡恢复过程中髋、膝、踝关节的扭矩响应，并区分前馈...

运动控制策略的调整与任务需求的适应 学术背景 运动控制是神经科学和运动科学中的一个核心研究领域，尤其是在理解人类如何计划和执行复杂动作方面。运动计划涉及多个过程，包括目标选择、任务需求的应用、动作选择以及运动参数的设定。传统观点认为，运动计划和执行是两个相对独立的过程，运动计划的完成需要一定的时间，而运动执行则是在计划完成后开始的。然而，近年来有研究表明，运动计划的某些部分可以在运动执行过程中进行调整，这挑战了传统的二分法观点。 本文的研究旨在探讨运动控制策略（control policy）如何根据任务需求进行调整，尤其是在运动计划和执行的不同阶段。具体来说，研究者希望验证控制策略的调整是否会影响反应时间（reaction time），以及这种调整是否可以在运动执行过程中进行。这一研究不仅有...

肌肉拉伸与电神经刺激对扭矩产生的影响 学术背景 在康复和训练项目中，神经肌肉电刺激（Neuromuscular Electrical Stimulation, NMES）是一种有效增强骨骼肌功能的方法。然而，传统的高强度NMES虽然能够产生较高的扭矩，但往往伴随着明显的不适感。近年来，宽脉冲低强度的NMES（Wide-Pulse NMES）作为一种替代方案，能够在低强度刺激下产生较高的扭矩，且不会引起不适。然而，如何进一步优化NMES的扭矩输出，尤其是在不同频率和肌肉拉伸幅度下的表现，仍然是一个值得研究的问题。 本研究旨在探讨宽脉冲NMES与不同幅度的肌肉拉伸结合对扭矩产生的影响。具体来说，研究团队希望通过结合NMES和肌肉拉伸，进一步优化扭矩输出，并探讨其中的神经和肌肉机制。这一研究不仅有...

《Neuromolecular Medicine》期刊2024年第26卷31期上发表了一篇由Ricardo Augusto Leoni de Sousa等研究团队撰写的科学论文。论文题为《Physical exercise inhibits cognitive impairment and memory loss in aged mice, and enhances pre- and post-synaptic proteins in the hippocampus of young and aged mice》。这项研究旨在评估体力运动，尤其是游泳对青年和老年小鼠大脑和行为的影响。在这篇新闻报道中，我们将对这项研究的背景、研究方法、实验结果和得出结论进行详细介绍。 研究背景 随着生物能量障...

定制被动动态踝足矫具可改善中风后行走经济性及速度 背景介绍 中风（Stroke）是导致长期残疾的主要原因之一，每年在美国有超过79.5万人受到中风影响。中风后常见的一个问题是患肢的跖屈肌无力（plantar flexor weakness），这影响了个体在足中站立期到末端站立期的前向肢体旋转控制能力，及在推进期的前向推进能力。跖屈肌功能受损可能会导致在站立中期的过度踝背屈（excessive ankle dorsiflexion）或持续的膝关节过伸（hyperextension），随后导致步态速度减慢、步幅不对称及步行代谢成本增加。这些问题会降低中风幸存者的机动性及日常活动参与度，进一步影响其身心健康。 被动动态踝足矫具（passive-dynamic ankle–foot orthoses...

自动步态事件检测的新方法：健康受试者和中度至重度受损患者的惯性测量单元分析 Cyril Voisard, Nicolas de L’Escalopier, Damien Ricard, Laurent Oudre. Neuroengineering and Rehabilitation 杂志 (2024) 21:104 https://doi.org/10.1186/s12984-024-01405-x 研究背景 步态分析在医学中是评估各种疾病患者健康状况和病情进展的重要工具。惯性测量单元(IMUs)由于其紧凑的尺寸、低成本和易于集成，已在临床步态分析中得到广泛发展。然而，尽管现有的自动步态事件(GE)检测方法在健康受试者身上取得了高效率，但在步态严重受损的患者中仍存在挑战。 研究目标 本研...

双手协调和脊髓神经调控：经皮脊髓刺激如何改变双手动作的神经基质 背景：人类以复杂的方式使用双臂，往往要求双手协调。神经系统疾病限制了人类运动系统这一显著特征。了解神经调控技术如何改变双手协调的神经机制，是设计有效康复干预的重要一步。非侵入性激活脊髓的经皮脊髓刺激(TSCS)促进了脊髓损伤后运动功能的恢复。许多研究试图使用各种电生理工具捕捉这些效应的基础神经机制，但尚不清楚TSCS对通过脑电图(EEG)记录的皮层节律的影响，尤其是在双手动作期间。 研究者在12名神经完好的参与者中，调查了颈部TSCS对感觉运动皮层振荡的影响。他们检查了TSCS应用期间运动运动学的变化，以及执行单手和双手臂伸展运动（代表日常生活活动）期间的皮层激活水平和两个半球之间的连接性。行为评估结果显示，在TSCS应用期间，...

穿戴式生物反馈设备在帕金森病患者步态评估中的应用：一项病例系列研究 研究背景 帕金森病（Parkinson’s Disease，PD）患者往往表现出异常的步态模式，这会严重影响他们的独立性和生活质量。步态异常主要表现为步长减小、步频增加以及在支撑相和离地过程中地面反作用力降低。这些步态问题大大增加了患者跌倒的风险，同时也降低了他们的独立性和生活质量。 为了改善帕金森病患者的步态问题，近年来穿戴式生物反馈技术逐渐成为一项重要的研究方向。穿戴式生物反馈设备可以在步态活动中实时提取步态特征，并根据特定的步态事件提供个性化的反馈刺激，从而增强患者对自身步态异常的认识。此次研究所使用的穿戴式振动触觉双向界面（Bidirectional Interface，BI）正是基于此原理开发的。 研究来源 该研究...

血流限制训练对力量增益和精确力控制的差异性影响研究 研究背景 血流限制（Blood Flow Restriction, BFR）训练作为一种新兴的筋力增强方法，近年来受到了研究者和临床医学的关注。采用低负荷阻力运动进行BFR训练时，通过限制肢体近端的动脉血流和静脉回流来提升肌力和耐力。与传统阻力训练相比，BFR训练通过细胞膨胀和代谢应激（包括乳酸和活性氧物质的产生）增强机械张力，此机制有利于肌肉肥大和促进蛋白质合成。然而，血流限制强度训练采用高负荷和低负荷协议的区别特性尚不清楚。本研究旨在探索采用不同负荷的血流限制强度训练的行为和神经生理机制，对力量增益和精确力控制的差异化效果提供解释。 研究信息源 该研究由Yen-Ting Lin、Chun-Man Wong、Yi-Ching Chen、Y...