约束条件下握力复杂性：来自分形分析与熵分析的证据

本研究考察了在不同任务约束条件下，握力（GF）与负载力（LF）动力学如何发生重组，重点关注运动输出的分形特性与熵特性。20名健康成人完成了精细抓握任务，涵盖五种力条件：两种无视觉反馈的自发条件（pre、post）以及三种目标驱动条件（自然、-10%、+10% 相对于自然水平）。研究采用赫斯特指数（H）和样本熵（SampEn）对GF和LF信号的时间结构与信息结构进行量化，以表征长程时间组织特征和局部不规则性。 与自发前测相比，受约束条件降低了GF的变异系数，但同时提高了H和SampEn，而LF的各项指标则基本保持不变。因此，在约束条件下，握力控制表现出更强的时间持续性和更高的局部不规则性，这提示其呈现的是一种更具结构化的时间组织，而非复杂性的简单丧失。试次内分析进一步表明，在自发试次中，H从前半段到后半段有所增加，这与缺乏显性约束时逐步发生的自组织过程相一致。 在各条件下，GF和LF的H与SampEn均呈正相关，这表明在该情境中，可预测性与复杂性并不一定呈反向关系。总体而言，这些发现表明，人类运动系统对力量约束的适应并非通过抑制变异性来实现，而是通过跨尺度重组变异性，在时间持续性与局部灵活性之间实现结合。对变异性的这种多维表征有助于完善关于最优运动变异性的理论模型，并可能为旨在评估或增强神经运动适应性的临床或训练方法提供参考。

本研究考察了在不同任务约束条件下握力（GF）与负荷力（LF）动力学如何发生重组，重点关注运动输出的分形特性与熵特性。20名健康成年人在五种力量条件下完成了精细抓握任务：两种无视觉反馈的自发条件（pre、post）以及三种目标驱动条件（自然、较自然值-10%、较自然值+10%）。研究采用赫斯特指数（H）和样本熵（SampEn）对GF与LF信号的时间结构和信息结构进行量化，分别表征长程时间组织与局部不规则性。与自发前测相比，受约束条件降低了GF的变异系数，但提高了H和SampEn，而LF指标总体上基本保持不变。因此，在约束条件下，握力控制表现出更强的时间持续性和更高的局部不规则性，这表明其时间组织结构更为有序，而非复杂性的简单丧失。试次内分析进一步显示，在自发条件下，H从试次前半段到后半段有所增加，这与缺乏显性约束时逐步发生的自组织过程相一致。在各条件之间，GF和LF的H与SampEn均呈正相关，这表明在该情境下，可预测性与复杂性并不必然呈反向关系。总体而言，这些发现表明，人类运动系统对力量约束的适应并非通过抑制变异性实现，而是通过跨尺度重组变异性来完成，即将时间持续性与局部灵活性相结合。对变异性的这种多维表征有助于完善关于最优运动变异性的理论模型，并可为旨在评估或增强神经运动适应性的临床或训练方法提供参考。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.31.729065v1?rss=1

🏷️ 握力控制 运动变异性 分形分析 样本熵 神经运动适应