《Frontiers in Physiology》：Neuromuscular electrical stimulation enhances neuromuscular activation and motor performance in badminton players during forward lunge footwork
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背景：前弓步步法是羽毛球专项的关键动作，需要快速启动、落地控制、姿势稳定和蹬伸恢复。本研究旨在探讨赛前神经肌肉电刺激（NMES）结合负重深蹲是否能够改善羽毛球运动员的前弓步表现和神经肌肉控制。方法：将36名男性羽毛球运动员随机分为三组：负重深蹲组、假刺激联合负
背景：前弓步步法是羽毛球专项的关键动作，需要快速启动、落地控制、姿势稳定和蹬伸恢复。本研究旨在探讨赛前神经肌肉电刺激（NMES）结合负重深蹲是否能够改善羽毛球运动员的前弓步表现和神经肌肉控制。方法：将36名男性羽毛球运动员随机分为三组：负重深蹲组、假刺激联合负重深蹲组和真实NMES联合负重深蹲组。所有受试者完成指定的预激活干预，随后进行六次有效的羽毛球专项星形折返测试。通过总完成时间评估前弓步表现。记录14块右侧肌肉的表面肌电图（sEMG），并使用高速视频识别前弓步运动周期。计算积分肌电（iEMG）、共激活指数（CI）和肌间时频相干（TFC）。采用单因素方差分析（ANOVA）并校正多重比较，检验组间差异。结果：真实刺激组的总完成时间显著短于负重深蹲组和假刺激组。与其他两组相比，真实刺激组在臀大肌（GLM）、股外侧肌（VL）、股内侧肌（VM）、背阔肌（LD）和腹直肌（ABS）中表现出更高的iEMG，以及更大的VL-股二头肌（BF）和GLM-BF共激活。在α、β和γ频带中，选定肌对的肌间时频相干也增强，表明在前弓步周期中任务特异性神经肌肉耦合更强。结论：赛前NMES联合负重深蹲改善了羽毛球专项前弓步表现。这一改善伴随着关键下肢和躯干相关肌肉的激活增加、下肢共激活增强以及频率特异性肌间相干增强。这些发现表明，NMES可能是一种有效的急性羽毛球预激活辅助策略。
**论文解读：神经肌肉电刺激增强羽毛球前弓步步法中的神经肌肉激活与运动表现**
### 研究背景与问题
羽毛球是一项高速球拍运动，要求快速的攻防转换、频繁的变向、爆发性的加速与减速，以及持续的身体位置调整。前弓步步法是羽毛球中最具代表性且使用频率最高的步法模式之一，涉及前场拦截、网前处理、接吊球、防守恢复及由防转攻等环节。该动作需要下肢快速启动、准确跨步、落地制动、支撑稳定及蹬伸恢复，同时依赖躯干姿势控制与上肢协调以维持平衡并准备后续技术动作。因此，前弓步步法为评价羽毛球运动员在专项动态动作中的运动表现和神经肌肉控制提供了重要的功能任务。
赛前激活是运动准备的核心组成部分，旨在优化比赛前的生理与神经肌肉状态，从而提高后续专项运动的即时输出能力。已有研究表明，合理设计的预激活策略可增加神经兴奋性、增强运动单位募集、改善肌肉收缩准备状态并促进爆发性运动表现。然而，对于羽毛球运动员而言，预激活策略需兼顾速度与精准控制（如质心控制、制动稳定和快速恢复）。若预激活不足，运动员可能无法达到最佳神经肌肉状态；而过量激活则可能诱发疲劳，降低后续运动效率。因此，开发一种既能增强下肢力量、姿势稳定性与肌间协调，又不过度诱发疲劳的有效赛前激活策略，具有重要意义。
负重深蹲作为常用的下肢预激活练习，可有效刺激股四头肌、臀肌、腘绳肌和小腿肌群，这些肌肉与下肢伸展、闭链支撑、落地控制及蹬伸力量产生密切相关。前弓步步法的生物力学特征与上述功能高度吻合。然而，单纯负重深蹲的急性效应可能受个体训练状态、疲劳耐受性和神经准备状态差异的限制，其通过激活后增强效应（PAPE）提升后续表现的效果在高速专项运动任务中并不稳定。因此，将负重深蹲与额外的神经调节策略相结合，可能为改善神经肌肉系统的即时准备状态提供更具针对性的方法。
神经肌肉电刺激（NMES）是一种直接作用于外周神经肌肉系统的外部刺激方法，通过向目标肌肉输送电脉冲，可诱导肌肉收缩、提高局部神经肌肉兴奋性并促进运动单位募集。鉴于前弓步步法对肌肉协调的复杂需求，仅评估单个肌肉的激活水平不足以解释运动表现的提升。需要引入肌间时频相干（TFC）分析，该技术能在特定时间和频率域量化肌对之间的同步性，其中α、β、γ频带的相干与节律性稳定、皮质脊髓驱动及高强度/快速运动中的快速神经调节有关。因此，本研究旨在通过肌间时频相干模型，探讨赛前NMES联合负重深蹲对羽毛球运动员神经肌肉激活和前弓步步法表现的急性效应，并验证其优于单纯负重深蹲或假刺激的假设。论文发表于《Frontiers in Physiology》。
### 主要关键技术方法
本研究采用随机平行组急性干预设计。样本来源：36名男性羽毛球运动员（具有系统性训练经历及省级比赛前三名或同等竞技水平），随机分配至负重深蹲组、假刺激联合负重深蹲组和真实NMES联合负重深蹲组，每组12人。技术方法包括：1）使用Microgate Witty计时系统记录星形折返测试总完成时间作为前弓步表现指标；2）采用Compex SP 8.0刺激器对双侧股四头肌施加NMES（真实刺激：频率75 Hz，脉宽400 μs，通断比6s:12s，强度为个体最大耐受的80%-90%；假刺激：强度低于感觉阈值，不产生可见肌肉收缩）；3）利用Delsys Trigno无线表面肌电系统采集14块右侧肌肉（臀大肌GLM、股内侧肌VM、股外侧肌VL、股二头肌BF、腓肠肌内侧GM、腓肠肌外侧GL、腹直肌ABS、背阔肌LD、斜方肌TRAP、胸大肌PM、三角肌DEL、肱二头肌BB、肱三头肌TB、肱桡肌BRD）的肌电信号；4）通过Photron FASTCAM高速摄像（200 Hz）离线识别前弓步运动周期；5）采用TTL触发同步三套系统。数据分析涉及积分肌电（iEMG）、共激活指数（CI）及基于短时傅里叶变换的肌间时频相干（TFC，分析α、β、γ频带）。统计采用单因素ANOVA，并以Benjamini-Hochberg校正控制多重比较。
### 研究结果
**3.1 前弓步测试表现（Forward lunge test performance）**
通过比较三组星形折返测试总完成时间，发现真实刺激组的完成时间显著短于负重深蹲组和假刺激组（F=25.42，P<0.001，η2=0.61），而负重深蹲组与假刺激组之间无显著差异。这表明真实NMES联合负重深蹲可提升羽毛球专项前弓步运动表现。
**3.2 肌肉激活水平（Muscle activation levels）**
在iEMG分析中，真实刺激组在GLM、VL、VM、LD和ABS的iEMG值显著高于负重深蹲组和假刺激组（P<0.05），而BF、GM、GL、PM、TRAP、TB、BB、DEL、BRD的组间差异不显著。这表明NMES选择性增强了下肢关键支撑肌肉（GLM、VL、VM）及躯干稳定肌（LD、ABS）的激活。
共激活指数（CI）分析显示：真实刺激组的VL-BF和GLM-BF共激活指数显著高于其他两组（VL-BF：F=62.38，P<0.001，η2=0.82；GLM-BF：F=14.56，P<0.001，η2=0.48），而VM-BF、PM-LD、TB-BB、DEL-LD、ABS-TRAP的组间差异不显著。说明NMES增强了下肢特定肌对的共激活，可能有利于膝关节和髋关节在着陆、制动与蹬伸阶段的稳定性。
**3.3 肌间时频相干（Intermuscular time-frequency coherence）**
在选定的肌对和频带中，真实刺激组显示出显著更高的肌间时频相干：β频带（15-30 Hz）中BB-PM、TB-PM、BF-ABS、GM-PM的相干显著高于其他两组；α频带（8-15 Hz）中BRD-LD、GM-LD和VM-LD的相干显著增强；γ频带（30-50 Hz）中GM-ABS的相干显著提高（均P<0.05）。这表明真实NMES促进了上肢-躯干-下肢之间频率特异性的神经肌肉耦合，尤其在β频带的增强可能反映更强的任务相关皮质脊髓驱动。
### 讨论与结论
研究人员在讨论中提出，真实NMES联合负重深蹲显著缩短前弓步完成时间，这一表现提升与关键下肢及躯干肌肉激活增强、下肢肌对共激活增加以及特定频带肌间相干增强有关。然而，研究也指出局限性：样本量小（仅男性）、急性设计无法推断长期适应、iEMG等为次要结局指标需谨慎解读因果，以及表面肌电相干无法直接定位神经源。结论部分翻译如下：
**结论**（原文翻译）：本研究表明，急性赛前NMES联合负重深蹲改善了男性羽毛球运动员的前弓步测试表现，表现为与负重深蹲和假刺激相比更短的完成时间。这一急性改善伴随着GLM、VL、VM、LD和ABS中iEMG水平的升高、VL-BF和GLM-BF共激活的增加，以及α、β、γ频带中选定肌对的肌间时频相干增强。这些发现提示，NMES可作为基于抗阻的预激活的有用辅助手段，用于急性增强羽毛球专项前弓步表现。然而，鉴于急性实验设计、仅纳入男性样本以及表面肌电相干测量的间接性，这些结果应被解释为短期神经肌肉反应，而非长期训练适应或直接神经因果的证据。未来研究应纳入女性运动员、扩大样本量、采用纵向干预设计，并结合生物学力学或神经生理学测量，以进一步验证NMES在羽毛球表现准备中的机制和实际应用。
