8、神经网络学习理论与中枢神经系统功能研究

神经网络学习理论与中枢神经系统功能研究

1. 运动模式稳定性与中枢神经系统功能的初步观察

在治疗初期，高CDT值（高运动节律紊乱度意味着低模式稳定性）反映了运动模式的稳定性问题。临床上，这种运动模式的变异性与治疗初期在跑步机上行走和跑步时观察到的运动表现不稳定相关。这暗示着中枢神经系统（CNS）在此时的功能可能存在一定的紊乱，导致运动模式难以保持稳定。

2. 拮抗肌相互关系的损伤

腿部的主动肌和拮抗肌，如胫骨前肌（背屈肌）和腓肠肌（跖屈肌），其天然的相互关系在左侧保存相对较好，但在右侧显著受损。尽管经过学习治疗，这种损伤仍持续了长达6个月之久。这种拮抗肌动作的损伤是导致患者步态异常的一个重要因素。

3. 通过模式变化测量运动模式的时间稳定性

当患者在特殊的协调动力学治疗（CDT）和记录设备上运动时，会产生并记录表面肌电图（sEMG）运动模式。这些运动模式在一分钟内的平均时间稳定性（即协调动力学值，等同于平均节律紊乱度值）被用于量化治疗过程中CNS功能的改善情况。

为了准确测量不同运动模式的时间稳定性差异，需要精确生成涉及手臂和腿部运动的协调模式。特殊设备的高精度机械结构实现了这一点。手臂的转动频率略高于腿部，手臂杠杆和腿部踏板的转动比为19:18，这种转动差异导致了手臂和腿部运动协调模式的变化，这种变化也会在sEMG运动模式中体现出来。

以左肱二头肌（手臂）和左腓肠肌（腿部）之间的肌肉激活变化为例，在腓肠肌激活4次（4圈）时，肱二头肌大约激活4.3次（4.3圈）。这种看似简单的手臂和腿部运动在踱步和小跑步态之间的变化，对于CNS来说是极其困难的模式生成任务。所有手臂和腿部的肌肉模式都需要改变，