온도 자극에 의한 발의 감각 변화가 스쿼트 점프 시 최대 운동능력과 근 활성도에 미치는 영향
Effect of Changes in Cutaneous Sensory by Temperature Stimulus during Squat Jump on Maximal Performance and Muscle Activation
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초록
이 연구는 발바닥 표면에 온도 변화를 통한 피부감각의 변화가 스쿼트 점프 시 최대 운동능력과 근 활성도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구는 근신경학적 질환이 없는 20대 남녀 16명을 대상으로 진행하였으며 온도에 의한 발바닥 감각 저하를 파악하기 위하여 semmes-wensten 모노 필라멘트를 이용해 정상적인 환경과 차갑고 뜨거운 환경에서 발생하는 발바닥 감각을 비교하였다. 그 후 최대 운동 능력의 변화를 규명하기 위해 적외선 모션캡쳐 카메라 10대와 지면반력기1대 그리고 스쿼트 점프 시 사용되는 주요 근육의 근 신호를 파악하기 위해 무선 근전도 6채널을 사용하였다. 피험자는 각각의 온도조건에서 일정한 높이의 스쿼트 자세로 최대 수직 점프를 3회 반복 실시하였으며 온도 처치의 순서는 무작위 배정하였다. 통계적 분석은 온도 조건에 따른 차이를 비교하기 위해 1 way repeated ANOVA를 실시하였고 유의 수준은 a=0.05로 설정하였다. 차가운 조건과 뜨거운 조건에서 일반적인 조건 보다 압력을 느끼는 감각이 저하 되는 결과를 확인 할 수 있었다. 중족골 위치에서의 피부 감각을 측정한 결과 일반적인 조건 보다 차가운 조건과 뜨거운 조건에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났으며 발뒤꿈치 에서도 뜨거운 조건과 차가운 조건에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 온도 변화에 따른 최대 점프 능력의 차이를 비교해 본 결과 온도 변화에 의해 발바닥 감각이 저하 되었을 경우 일반적인 조건보다 점프 능력이 저하 되는 현상을 알 수 있었다. 이 때 발생하는 하지 주요 관절의 각도, 각속도, 모멘트 및 파워에는 유의한 차이는 발생하지 않았고 수직 지면반력에서는 차가운 조건과 정상적인 조건 사이에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 또한 근 활성도의 경우 일부 근육에서 온도 조건에 따른 유의한 차이를 확인 할 수 있었다. 이러한 결과로 온도에 의한 피부 감각 저하가 최대 운동능력 및 근신경학적인 측면에 영향을 줄 수 있다는 사실을 확인 할 수 있었다.
Abstract
The human foot is only part that directly contact between the body and the external environment, and is ideally positioned to provide sensory information to the Central Nervous System (CNS) during static and dynamic tasks. Through cutaneous mechanoreceptors located in the dermis, the foot is able to recognize touch pressure and vibration stimuli, which provide important feedback information used for the fine coordination of movements. The purpose of this study is to quantitatively examine the effect of changing the foot cutaneous sensory by temperature stimulus on maximal performance and muscle activation using wavelet technique. Sixteen healthy subjects volunteered to participate in this study (Male: Age 21.4±2.4years; Height 174.7±5.3츠; Weight 70.6±5.2kg; Female: Age 20.5±0.6years; Height 163.2±3.1cm; Weight 55.6±4.8kg). Sensory pressure thresholds were determined for the plantar surface of the foot using monofilament. Kinematic, kinetic and EMG data which relative to maximal performance were collected while squat jumping in each temperature condition(cool 12-15℃ normal 28-30℃ hot 45-48℃). Maximal jump height was significant higher in normal condition. Vertical GRF in normal condition showed higher peak value the other conditions. And then EMG signal were significant different between temperature conditions during maximal performance. By changed sensory feedback on temperature, one can alter maximal performance and muscle activation pattern. Cutaneous feedback is important in performance and neuromuscular control, and temperature changes significantly influence on lower extremity during maximal squat jump performance of healthy subjects.
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