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随意収縮に重畳した神経筋電気刺激後の脊髄興奮性の変調
Modulation of spinal excitability following neuromuscular electrical stimulation superimposed to voluntary contraction.
PMID: 32676751 DOI: 10.1007/s00421-020-04430-5.
抄録
目的:
随意筋収縮に重畳した神経筋電気刺激（NMES）は、近年、スポーツやリハビリテーションにおける革新的なトレーニング方法として示されているが、神経筋系への影響はまだ明らかにされていない。本研究の目的は、自発的等尺性収縮（NMES+ISO）にNMESを重畳した後の脊髄興奮性（Hoffmann (H)反射で測定）と最大随意収縮（MVIC）の急性反応を、受動的NMESのみ、自発的等尺性収縮のみ（ISO）と比較して検討することであった。
PURPOSE: Neuromuscular electrical stimulation (NMES) superimposed on voluntary muscle contraction has been recently shown as an innovative training modality within sport and rehabilitation, but its effects on the neuromuscular system are still unclear. The aim of this study was to investigate acute responses in spinal excitability, as measured by the Hoffmann (H) reflex, and in maximal voluntary contraction (MVIC) following NMES superimposed to voluntary isometric contractions (NMES + ISO) compared to passive NMES only and to voluntary isometric contractions only (ISO).
方法:
15名の若年成人を対象に、各実験条件（NMES+ISO、NMES、ISO）の間、20%MVCの足関節底屈筋トルクを20回繰り返し維持することを要求した。表面筋電図を用いて、支配肢の後脛骨神経を経皮的に刺激した後のH反射と運動波のピーク間の記録を行った。等動運動ダイナモメーターを用いて足関節の足底屈筋の最大随意収縮出力を評価した。
METHOD: Fifteen young adults were required to maintain an ankle plantar-flexor torque of 20% MVC for 20 repetitions during each experimental condition (NMES + ISO, NMES and ISO). Surface electromyography was used to record peak-to-peak H-reflex and motor waves following percutaneous stimulation of the posterior tibial nerve in the dominant limb. An isokinetic dynamometer was used to assess maximal voluntary contraction output of the ankle plantar flexor muscles.
結果:
H-反射振幅はNMES+ISO条件では4.5%増加した（p<0.05）が、受動NMES条件では7.8%減少した（p<0.05）が、ISO条件では反射反応に変化はなかった。また、各実験条件において最大運動波の振幅とMVICトルクに変化は見られなかった。
RESULTS: H-reflex amplitude was increased by 4.5% after the NMES + ISO condition (p < 0.05), while passive NMES and ISO conditions showed a decrease by 7.8% (p < 0.05) and no change in reflex responses, respectively. There was no change in amplitude of maximal motor wave and in MVIC torque during each experimental condition.
結論:
このことから、等尺性随意収縮にNMESを重畳した場合、NMES単独の場合と比較して、より効果的な神経筋刺激、ひいてはトレーニング方法が得られる可能性が示唆された。
CONCLUSION: The reported facilitation of spinal excitability following NMES + ISO could be due to a combination of greater motor neuronal and corticospinal excitability, thus suggesting that NMES superimposed onto isometric voluntary contractions may provide a more effective neuromuscular stimulus and, hence, training modality compared to NMES alone.