Jacques Duchateau and Stéphane Baudry
Laboratory of Applied Biology, ULB Neurosciences Institute, Université Libre de Bruxelles, Brussels,
Belgium
Submitted 2 January 2013; accepted in final form 13 February 2013
Insights into the neural control of eccentric contractions
본 고찰 연구의 목적은 원심성 수축의 신경학적 조절에 대해서 현재 알려진 것들을 검증하기 위함이다. 본 고찰은 세 가지 주요한 문제에 초점을 맞추었다. 첫 번째 이슈는 원심성 수축동안 최대 근육활성 능력을 고려해 본다. 실험적 접근과는 상관없이 대부분의 연구들은 구심성 수축과 등척성 수축에서보다 원심성 수축에서 수의적 명령에 의한 근육의 최대 활성에 도달하기가 더 어렵다는 것을 알려준다. 두 번째 이슈는 최대하의 원심성 수축동안 중추신경계에 의해 사용된 조절 전략의 특수성과 관련된 것이다. 중추신경계가 다양한 유형의 수축동안 운동 신경을 활성하는 단일 크기-관련 전략을 사용하는 것으로 나타났지만 운동단위의 방출률은 다양한 부하조건 간에 원심성 수축에서 더 적게 나타났다는 것을 강조한다. 마지막 이슈는 이러한 특정 신경활성을 만드는 기제를 다룬다. 이 단원에서는 척수수준과 그 이상의 수준에서 신경 조절이 원심성 수축동안 수의적 활성의 특정 조절에 기여한다고 지적한다. 원심성 수축의 조절에 대한 이용가능한 정보가 지난 20년간 늘어났지만, 본 고찰은 척수수준과 그 이상의 수준에서 이런 유형의 수축에서 관찰된 독특한 신경조절을 기반으로 하는 기전이 정확히 알려지지 않았고, 따라서 그것에 대한 이해가 미래 연구에서 주요 과제가 된다는 것을 알려준다.
인간에서 전기로 유도된 수축과 수의적 수축동안 최대 토크는 원심성 수축에서 보다 구심성 수축에서 더 낮게 나타났다.
주요 3가지 이슈; 1) 최대 원심성 수축동안 근육활성에서 가능한 결함. 2) 중추신경계에 의해서 사용된 조절전략의 특수성. 3) 이런 '독특한' 신경활성에 반응할 수 있는 잠재적 기제.
가장 중요한 질문은 수의적 활성이 근육의 최대 힘의 용량을 나타내기에 충분하지를 알아보는 것이다.
원심성 수축에 관찰된 EMG 크기와 최대한 수의적 활성이 감소하는 것은 최대 원심성 수축에서 운동단위의 동원과 발화율의 근육손상으로 부터 보호하기 위해 제한될 것이라는 제안을 이끌었다.
EMG에서 감소된 것이 순차적으로 진행될 원심성 수축보다 선행하는 최대 등척성 수축동안 이미 나타난다는 것은 본 결과와 일치된다. 종합해보면, 그런 현상은 척수와 그 이상의 수준에서 위치한 다른 기전이 원심성 수축과 관련된 특정한 신경학적 조절에 포함되어져야 한다고 제시한다.
원심성 수축동안 동측 운동피질에서 단거리 피질간 억제는 유의하게 감소되었고 피질간 촉진은 증가되었다. 구심성 수축과 비교해서 원심성 수축동안 피질 흥분성이 대측 운동피질과 동측운동피질 모두에서 증가되고 피질간 연결과 반구간의 연결을 포함하는 네트워크의 조절이 수축형태에 따라 다르다는 것을 제시한다.
무게 수준에 상관없이 원심성 수축의 조절을 위해 뇌의 더 큰 부위가 동원된다. 팔꿈치 굴곡근에서 등척성 수축과 비교해서 원심성 수축동안 더 큰 피질활성이 나타났다.
앞으로 풀어야할 과제는, 원심성 수축동안 근육 활성의 조절을 기반으로하는 다양한 기전들 사이의 상호작용을 이해하는 것이다.
근육에서 보내는 활성신호를 추정하는 것에 가장 널리 사용되는 접근법은 표면전극에서 기록하는 EMG 크기를 측정하는 것이다.
댓글