站姿稳定性多感觉整合与控制特指姿势控制系统(PCS)将来自相同或者不同姿势感觉通道的冗余信息整合为统一的、有效的和稳定的内部姿势表征并耦合姿势控制机制实现站姿稳定的信息处理与系统控制活动,是人类适应环境、生活、工作和学习的重要生理功能和大脑信息处理的重要特征,在工程心理学、人因工程、临床医学、运动科学乃至智能机器人控制等领域具有重要的研究意义和应用价值,被公认是当代脑与神经科学研究的重要内容之一。PCS是实现站姿多感觉整合和姿势控制的结构与功能系统,由站姿多感觉传入、大脑多感觉整合以及多肌群和多机制姿势控制三个基本功能模块组成,其中,视觉传入提供身体相对空间位置和身体运动状态等信息,位觉传入提供头部空间位置和身体直线与旋转运动速度变化信息,本体觉传入提供肢体空间位置、肢体间位置关系以及运动状态等信息,足底触觉传入提供外部参照稳定性信息。大脑多感觉整合机制根据不同姿势感觉通道传入信息的可靠性,通过多感觉交互和权重调整(reweighting)机制,动态构建“身体姿势内部表征”,实现多重干扰环境下的身体姿势精准判断;中枢多肌群、多机制姿势控制通过前馈控制、反馈控制和随意控制形成的预期姿势调节、补偿姿势调节和随意姿势调节,针对不同环境任务条件,运用不同姿势控制策略,启动并协调姿势肌肉和动作肌肉活动,快速有效地应对各种内部和外部姿势干扰对身体重心稳定性和肢体空间定位的负面影响,实现站姿稳定性的多肌群和多机制协同控制。以往采用“感觉阻断与感觉干扰”范式研究指出,静态站立条件下以站姿足底压力中心(COP)和身体质心(COM)反映的站姿稳定性具有明显的站姿多感觉输入依从性。在稳定支撑界面站立时,站姿稳定性控制约70%的姿势信息来自本体觉感受器,20%来自前庭位觉感受器,10%来自视觉感受器;而在非稳定支撑界面站立时,PCS将调整感觉权重,更多依赖于前庭位觉感受器和视觉感受器获取姿势信息。然而,在此条件下,PCS如何依据多感觉输入和多感觉整合所形成的内部姿势表征启动多肌群姿势控制机制来维系站姿稳定性,目前尚不完全清楚。本研究将基于站姿稳定性的“多感觉整合模型”和姿势控制的“预期和补偿姿势调节理论”,在不改变位觉信息输入的条件下,通过改变视觉、本体觉和足底触觉感觉输入的可靠性,观察其对站姿稳定性、站姿肌肉活动和站姿姿势调节的影响,深入研究和探讨站姿稳定性的感觉-运动控制组织策略。论文围绕视觉、本体觉和足底触觉感觉干扰对静态站姿稳定性、站姿肌肉活动和站姿姿势调节影响的科学问题,形成了三个部分的6个系列实验研究。实验研究结果表明:(1)视觉、触觉和本体觉干扰造成的感觉信息不确定性和站姿难度能够显著破坏静态站姿稳定性;(2)视觉、触觉和本体觉干扰和站姿难度对站姿稳定性、站姿肌肉活动和站姿姿势调节具有相似的作用;(3)姿势控制系统可以通过提前启动部分姿势肌肉预激活时间和增强预激活强度来应对姿势感觉干扰和站姿难度对站姿稳定性的影响,即以“髋关节姿势肌群控制策略”为主应对感觉干扰的作用,而以“下肢姿势肌群控制策略”为主应对站姿难度的影响。