The effect of strength training on normalized mutual information of untrained subjects' sEMG signals during bench press
Author
Skoruppa, Fabian
Term
4. semester
Education
Publication year
2022
Pages
62
Abstract
Styrketræning øger dokumenteret evnen til at udvikle kraft, men vi forstår endnu ikke fuldt ud, hvordan nervesystemet bidrager. Ud over ændringer i musklens opbygning antages tilpasninger i nervesystemet, fx i den måde muskler arbejder sammen (intermuskulær koordination). Dette kan undersøges ved at måle elektrisk aktivitet i musklerne med sensorer på huden (overflade-elektromyografi, sEMG) og beregne normaliseret mutual information (NMI), som angiver, hvor meget to muskelsignaler “deler information” – et mål for deres samspil. I denne undersøgelse blev der brugt data fra et tidligere randomiseret, kontrolleret forsøg. Utrænede mænd i en træningsgruppe gennemførte et fem ugers styrketræningsprogram med fokus på bænkpres, mens en kontrolgruppe ikke trænede. Bænkpresbevægelsen blev opdelt i fire faser, og der blev analyseret 15 par af primære agonist- og antagonistmuskler, i alt 60 kombinationer af muskelpar og bevægelsesfaser. Træningsgruppen forbedrede deres tre-repetitions-maksimum (3RM) i bænkpres fra gennemsnitligt 56,0 kg før til 64,8 kg efter træning. Kontrolgruppens 3RM forblev stabil (55,0 kg før og 55,2 kg efter). På trods af styrkefremgangen fandtes der kun statistisk signifikante træningseffekter i to ud af de 60 kombinationer: mellem forreste deltamusklen og triceps brachii (mediale hoved) i første del af den eksentriske fase (p = 0,024) samt mellem forreste deltamusklen og biceps brachii i første del af den koncentriske fase (p = 0,019). Resultaterne tyder på, at ændringer i intermuskulær koordination, som målt med NMI på sEMG, ikke i væsentlig grad forklarer de tidlige styrkeforbedringer hos begyndere, der starter på styrketræning.
Strength training is a proven way to increase force, but the nervous system’s role is not yet fully understood. Beyond changes in muscle structure, it is thought that the nervous system adapts too, for example in how muscles work together (intermuscular coordination). This can be studied by measuring electrical activity in muscles with skin-mounted sensors (surface electromyography, sEMG) and calculating normalized mutual information (NMI), which indicates how much two muscle signals “share information”—a proxy for their coordination. This study used data from a previous randomized controlled trial. Untrained men in a training group completed a five‑week strength program focused on the bench press, while a control group did not train. The bench-press movement was divided into four phases, and 15 pairs of primary agonist and antagonist muscles were analyzed, yielding 60 combinations of muscle pairs and movement phases. The training group increased their three‑repetition maximum (3RM) in the bench press from an average of 56.0 kg before to 64.8 kg after training. The control group’s 3RM remained stable (55.0 kg before and 55.2 kg after). Despite the strength gains, only two of the 60 combinations showed a statistically significant training effect: between the anterior deltoid and triceps brachii (medial head) in the first part of the eccentric phase (p = 0.024), and between the anterior deltoid and biceps brachii in the first part of the concentric phase (p = 0.019). These findings suggest that changes in intermuscular coordination, as measured by NMI from sEMG, do not play a major role in the initial strength gains seen in beginners starting strength training.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Documents