5. РЕГИСТРАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МЫШЦ (ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЯ)

Для опыта нужна аппаратура для записи биопотенциалов мышц (электромиографы), которая состоит из усилителей и регистрирующей части (фоторегистрация, чернильная запись, наблюдение на экране электронно-лучевой трубки). При боры для записи биопотенциалов мышц позволяют регистрировать одновременно 2--4 и больше кривых -- электромиограмм (ЭМГ). Изучение ЭМГ в процессе двигательной деятельности человека может производиться в лабораторных условиях с помощью стационарной установки, при перемещениях человека в пространстве (во время бега, ходьбы, езды на велосипеде и т. д.) -- с помощью портативных регистрирующих приборов, установленных на сопровождающем транспорте (мотоцикле, автомобиле), а также в естественных условиях спортивной деятельности с помощью радиотелеметрической аппаратуры.

Для данной работы можно воспользоваться чернильнопишущим электрокардиографом. Необходимо иметь в виду, что этот прибор не позволяет учитывать весь диапазон частот. Два отводящих электрода -- пластинки или чашечки диаметром около 5--10 мм -- крепятся полосками эластичной резины или приклеиваются на кожу над мышцей вдоль хода ее волокон. Расстояние между электродами -- около 2 см. Для снижения сопротивления и улучшения контакта между электродами и кожей применяются электропроводная паста и обезжиривание кожи смесью эфира со спиртом (1:1). Поблизости от отводящих электродов на теле испытуемого помещают заземляющий электрод большой площади.

Регистрация ЭМГ в процессе динамической и статической работы

Отводящие электроды крепятся на коже над двуглавой мышцей плеча. Испытуемый производит ритмическое сгибание и разгибание руки в локтевом суставе в темпе 1 раз в 1 сек. в течение 1--2 мин. Во время динамической работы проводят запись ЭМГ на чернильнопищущем электрокардиографе (одновременная регистрация механограммы движения позволяет более детально ознакомиться с активностью мышц в различные фазы движения). Затем испытуемому предлагают удерживать в согнутой руке (угол в локтевом суставе около 60°) груз 10 кг в течение 30 сек. или выполнить какое-либо упражнение статического характера (вис, угол в упоре). Во время статической работы производят регистрацию ЭМГ.

В случае динамической работы отмечается наличие вспышек электрической активности при развитии напряжения мышцы (перед самым началом и в начальной фазе сгибания руки) и отсутствие их при расслаблении мышцы (при разгибании). Во время статической работы наблюдается не прерывное проявление электрической активности напряженной мышцы.

Регистрация ЭМГ при работе с различными отягощениями

Для данной работы желательно, помимо указанной выше аппаратуры, использовать эргографы, так как они приспособлены для подвешивания поднимаемых грузов и записи механограммы движений. При работе на пальцевом эргографе электрод крепится над поверхностным сгибателем пальцев.

Методика работы. Испытуемому дают задание производить динамическую работу одинаковой амплитуды с различными отягощениями-- 1, 5, 10 и 15 кг по 10--30 сек. в темпе 1 раз в 1 сек., затем с теми же грузами по 10--30 сек. статическую работу. На средних участках зарегистрированных ЭМГ измеряют в миллиметрах величину максимальных колебаний потенциалов работающей мышцы (за 2--3 цикла при динамической работе и на отрезке длительностью 1--2 сек. при статической работе). Сопоставив полученные величины с амплитудой (в мм) калибровочного импульса, записанного при том же усилении, вычисляют максимальную амплитуду ЭМГ в милливольтах и заносят в протокол. По полученным данным строят графики изменений амплитуд ЭМГ при увеличении нагрузки.

Анализируя полученные графики, отмечают: 1) нарастание амплитуды ЭМГ с увеличением нагрузки, 2) при одинаковых нагрузках большая амплитуда ЭМГ соответствует выполнению динамической работы по сравнению со статической.

ЭМГ, записанная с поверхности тела человека, отражает суммарную активность ряда мышечных волокон. При этом отдельные двигательные единицы могут возбуждаться одновременно или по очереди. При обычных условиях двигательной деятельности одномоментно в двигательный акт включается не более 30% двигательных единиц мышцы. С увеличением нагрузки возрастают количество вовлекаемых в работу двигательных единиц, частота и синхронизация их разрядов. Это вызывает увеличение амплитуды суммарной ЭМГ при повышении нагрузки.

Исследование изменений ЭМГ при утомлении

В тех же условиях, что в предыдущем опыте, испытуемый производит статическую работу -- удержание груза 10 кг на вытянутой в сторону руке «до отказа». ,Затем после 5--10 мин. отдыха он производит динамическую работу с тем же грузом в темпе 1 раз в 1 сек. до полного утомления. Определяют величину амплитуды ЭМГ на отрезках 1--2 сек. в начале работа, в ее середине и конце. При динамической работе измеряют также длительность периода активности в ЭМГ в секундах или в % от длительности одного двигательного цикла.

При анализе полученных материалов отмечают изменения в ЭМГ, развивающиеся в результате утомления. По мере развития утомления как при статической, так и при динамической работе обычно происходит снижение частоты и нарастание амплитуды ЭМГ (в случае длительного выполнения привычной работы может наблюдаться при утомлении уменьшение амплитуды ЭМГ).

Длительность «пачек» электрической активности в каждом двигательном цикле по мере утомления заметно увеличивается. При одновременной регистрации механограммы движения можно видеть, что механический эффект работы мышц снижается при утомлении быстрее, чем ее электрическая активность.

Отмечаемые в ЭМГ изменения объясняются синхронизацией деятельности отдельных двигательных единиц и нарушением соотношения между электрической и механической реакциями мышцы при ее утомлении. Изучение ЭМГ у спортсменов может быть использовано для суждения о включении ряда поверхностных мышц в тот или иной двигательный акт или в обеспечение позы, для характеристики их функционального состояния и координационных отношений (синергисты, антагонисты), для физиологического контроля за ходом выработки двигательных навыков, ускорения процесса овладения техникой движений и др.

Литература

1. http://biofile.ru/bio/2484.html

2. http://www.medsecret.net/nevrologiya/instr-diagnostika