《中国脊髓损伤者生存质量白皮书（2021版）》显示，我国的脊髓损伤（spinal cord injury, SCI）人数已超370万人，是中青年致残的主要原因，临床治疗不能完全修复损伤，需终生康复。由于损伤后存在运动控制、感觉障碍，轮椅成了这类人群参与社会交往和锻炼的重要工具。

轮椅太极拳(Wheel chair Tai Chi, WCTC)已被证实对于脊髓损伤患者的脑和运动系统都有康复作用。然而，对轮椅太极拳练习过程中的脑肌协同特征，我们知之甚少。因此，同济大学附属养志康复医院转化研究中心团队探究了脊髓损伤后的脑肌协同变化，并进一步比较了患者在轮椅太极拳与有氧健身操时的协同特征，以期优化脊髓损伤后的康复。

1. 研究方法

基于目前国内外对轮椅太极拳和脑肌协同的研究现状，本研究采用表面肌电与功能近红外光谱成像实时采集双侧上肢和脑区血氧信号。分析了肌肉激活、脑区激活和功能连接情况，脑肌协同计算采用了相位同步以及相干性分析。探究脊髓损伤患者和健康受试者在轮椅太极拳过程中的肌肉激活、脑区激活和脑肌协同的差异，并进一步比较患者在轮椅太极拳和有氧健身操运动时的肌肉与脑区活动情况，以及肌肉与对侧脑区之间的协同关系。

2. 研究结果与讨论

从皮层活动结果来看，脊髓损伤患者的双侧前额叶、双侧前运动皮层、双侧初级运动皮层和右侧辅助运动区激活显著大于健康对照，反映了患者需要募集更多的脑部资源来参与任务。与健康对照相比，患者脑区之间的功能连接整体发生了下降，而患者的辅助运动区与周围局部脑区间功能连接增强。

肌肉激活结果显示，脊髓损伤组双侧肌肉的激活程度均大于健康对照组，患者的双侧肱二头肌激活显著大于健康对照。尽管患者需要募集更多的脑部资源，但更大的肌肉激活可能是由皮层下结构支持的，如：网状脊髓束和红核脊髓束，特别是上肢近端肌肉，也就是结果中所显示的肱二头肌。

在脑肌协同结果方面，组间相位同步、相干性分析结果患者与健康人整体差异不大。组内比较时，轮椅太极拳运动过程中多对上肢肌肉与对侧脑区之间的相位同步指数、相干函数值显著大于有氧健身操。在人体做出自主动作时，运动相关脑区和肌肉周围神经会自发地发生同步化。相位同步和相干性的增加代表了皮层和肌肉活动相关网络的同步振荡增加，也就是两系统间的协同增加，结合脑肌协同的结果可以看出患者进行轮椅太极拳时外周肌肉与皮层活动的协同性优于有氧健身操。

（1）完成相同的运动任务时，脊髓损伤患者相比健康人多个脑区激活程度更高。患者局部增强的功能连接可能向脊髓提供额外的信号来达到更好的运动控制。

（2）脊髓损伤后破坏了感觉运动通路，而患者可能通过提高肌肉的激活，来弥补脑肌协同的不足。

（3）轮椅太极拳相比有氧健身操，更适于提升外周肌肉与大脑皮层的协同作用。

本研究的发现可以全面了解脊髓损伤后的恢复与脑肌协同之间的关系，同时通过揭示轮椅太极拳的脑肌协同特征，为传统健身运动提供科学依据，也为推荐轮椅太极拳作为脊髓损伤患者的康复手段提供了理论支持。

相关研究成果受到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目和上海市科技重大专项的资助，发表在Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation上。同济大学医学院硕士生祖阳旻为论文第一作者，医学院/附属养志康复医院牛文鑫教授为论文通讯作者。对论文具有突出贡献的合作者还包括医院“希望之家”解海霞老师和脊髓损伤康复科齐燕医生， 以及课题组罗丽娜同学和陈新鹏老师。台湾慈济大学和花莲慈济医院是国家重点研发计划项目的合作单位。

原文链接：

https://jneuroengrehab.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12984-023-01203-x