Tilaa uutiskirjeeni, saat ilmaisen pdf:n!

EMG eli elektromyografia ja sen käyttö tutkimuksissa

Jotta voisin esitellä täällä blogissa hyödyttävää tietoa jatkossa, on minun syytä esitellä aluksi yksi käsite. Se käsite on nimeltään elektromyografia eli EMG. Elektromyografia eli lihassähkökäyrä on tekniikka, jolla mitataan lihasten sähköistä aktiivisuutta. Elektromyografian erilaisia lääketieteellisiä käyttökohteita ovat esimerkiksi lihas- tai hermovaurioiden havaitseminen elimistössä.

EMG:tä kuitenkin käytetään ahkerasti myös erilaisissa treenaustutkimuksissa. Jotta voisin kertoa näiden tutkimusten tuloksista eteenpäin, täytyy minun käydä läpi ensiksi EMG:n perusteet.

Elektromyografia lyhyesti

EMG:tä käytettäessä lihaksiin kiinnitetään elektrodeja. Useimmiten elektrodit kiinnitetään lihaksien pintaan, mutta erikoisia neulaelektrodeja käyttämällä joskus myös syvälle lihaksiin. Nämä elektrodit mittaavat lihasten sähköistä aktiivisuutta eli tarkemmin sanottuna niitä signaaleja, joita hermosto lähettää lihaksiin. Näitä signaaleja elektrodeihin kytketty laite eli elektromyografi tulkitsee ja muuntaa signaalin analysoitavaksi dataksi eli elektromyogrammiksi tietokoneen ruudulle.

Erilaisissa tutkimuksissa EMG:tä käytetään mittaamaan sitä, miten eri lihakset aktivoituvat suoritettaessa erilaisia harjoitteita.

Aluksi koehenkilöiden tarkasteltaviin lihaksiin kiinnitetään edellä mainittuja elektrodeja, minkä jälkeen he suorittavat lihaksille maksimaalisen tahdonalaisen lihassupistuksen (MVC eli Maximum Voluntary Contraction) jännittämällä jotakin lihasta tietyn aikaa ilman vastusta niin kovaa kuin he suinkin pystyvät. Varsinaisessa tutkimuksissa henkilöt suorittavat vastuksen kerta joitakin harjoitteita, esimerkiksi hauiskääntöä, elektrodit kiinnitettynä analysoitaviin lihaksiin eli hauiskäännön tapauksissa todennäköisimmin hauislihaksen molempiin päihin tai etuolkapäihin.

Elektrodeja (siniset) kiinnitettynä koehenkilöön. Kuva: Jakarandatree / Wikimedia Commons
Elektrodeja (siniset) kiinnitettynä koehenkilöön. Kuva: Jakarandatree / Wikimedia Commons

EMG:ssä mitattuja arvoja ovat keskimääräinen aktivaatio (paljonko lihasaktivaatiota on keskimäärin) ja huippuaktivaatio (paljonko lihasaktivaatiota on parhaimmillaan). Näitä arvoja verrataan MVC:hen, jolloin saadaan selville, mitkä harjoitteet saavat aikaan parhaan lihasaktivaation. Mitä suuremmat arvot, sitä suurempi lihasaktiivisuus. Hyvin tiettyjä lihaksia aktivoivassa liikkeessä keskimääräinen aktivaatio voi olla jopa suurempi kuin MVC.

EMG-tutkimuksien tuloksia tulkitsemalla voidaan saada siis paljon hyödyllistä tietoa siitä, mitkä harjoitteet synnyttävät paljon lihasaktiivisuutta harjoitettavalla alueella.

Elektromyografia yhteen lauseeseen niputettuna: lihaksiin kiinnitetään juttuja, joiden avulla saadaan treeniharjoitteita tehdessä aikaiseksi juttuja, joista voidaan päätellä erilaisia juttuja.

Otetaan käsittelyyn kolme esimerkkiä eli tutkimusta, joissa on käytetty EMG:tä.

EMG-tutkimus #1: ylätalja niskan eteen tai niskan taakse

Ylätalja niskan taakse on harjoite, jossa taljan kahva vedetään nimensä mukaisesti kropan takapuolelle. Näen tätä liikettä tehtävän vähän väliä kuntosalilla.

Henkilökohtaisesti olen pitänyt kahvan vetämistä niskan taakse aina hieman kummallisena tyylinä, enkä ole saanut tätä tyyliä käyttämällä ikinä selkääni minkäänlaista tuntumaa. Kahvan vetäminen niskan taakse on lisäksi luonnottoman oloinen liike, sillä kukapa nyt kuntosalin ulkopuolella vetäisi asioita niskan taakse – vedot tapahtuvat aina vartalon eteen.

Niskan taakse tehtävän ylätaljavedon paremmuus verrattuna eteen tehtävään vetoon on aina mietityttänyt minua. Onneksi harjoitteiden vaikutusta lihasaktivaatioon on tutkittu.

Sperandei ja kollegat (2009) vertasivat kolmea erilaista tapaa tehdä ylätalja ja näiden tapojen vaikutusta muun muassa leveiden selkälihasten eli ”latsien” (lat. latissimus dorsi) lihasaktivaatioon.

Tavat olivat:

  • ylätaljaveto niskan eteen (tai ylärintaan) eli perinteinen tyyli
  • ylätaljaveto niskan taakse, missä niskaa taivutetaan hieman eteenpäin ja veto tulee niskaa kohti
  • ylätaljaveto niskan eteen V- tai kolmiokahvalla

Verrattaessa leveiden selkälihasten lihasaktivaatiota käytettyjen tyylien välillä ei ollut merkittäviä eroja. Ylätaljaveto niskan taakse ei siis aktivoinut selkälihaksia verrattuna perinteiseen tyyliin. Hauiksia ja takaolkapäitä niskan taakse tehty veto aktivoi kyllä enemmän verrattuna muihin tyyleihin, mutta kukaan tuskin tekee ylätaljaa näiden lihasten harjoittamisen takia.

Kannattaa kuitenkin muistaa tämä: tehtäessä ylätaljaveto niskan taakse liikkeen kulman vuoksi kiertäjäkalvosimet eivät voi vakauttaa olkaniveltä. Niskan taakse vedetty ylätalja voi olla siis haitallinen olkapäiden terveydelle. Miksi siis tehdä potentiaalisesti vaarallista liikettä, kun saman hyödyn ilman loukkaantumisriskiä saa lähtökohtaisesti aikaan vetämällä kahvan kropan etupuolelle?

Kun ylätaljaa tekee niskan taakse, saattaa samalla tehdä olkapäilleen hallaa
Kun ylätaljaa tekee niskan taakse, saattaa samalla tehdä olkapäilleen hallaa

Jotakin harjoitetta ei kannata tehdä pelkästään siksi, koska joku kuuluisuus sattuu tekemään niin. Sitäpaitsi tämän kuuluisuuden olkapäiden liikkuvuus voi olla paljon parempi kuin sinulla, minkä vuoksi hän voi harjoitetta tehdessään saada aikaan paremman tuntuman selkään ja pienemmän loukkaantumisriskin.

EMG-tutkimus #2: takareisien lihasaktivaatio

75% takareiden lihaksista on biartikulaarisia, kuten kerroin aktiivinen vajaatoiminta -postauksen yhteydessä. Tämän vuoksi kolmea neljästä takareisilihaksesta voidaan harjoittaa joko kahdella tavalla: ojentamalla lonkkaa tai koukistamalla polvia. 

Schoenfeld ja kumppanit (2014) pistivät koehenkilöt tekemään suorin jaloin tehtävää maastavetoa (SJMV) ja reiden koukistuksia maaten (RKM). Näistä harjoitteista SJMV:ssä ojennetaan lonkkaa, RKM:ssä koukistetaan polvia. Tutkijat mittasivat alueellista takareisien lihasaktivaatiota näissä harjoitteissa kiinnittämällä elektrodeja takareisilihaksien ylä- ja alaosaan.

Niin loogiselta kuin se kuulostaakin, tutkimuksen tulokset olivat RKM:n osalta sellaisia, että harjoitetta tehdessä lihasaktivaatio lähempänä polvea oli suurempaa kuin SJMV:ssä. Yllättävää kyllä lonkkavoittoista SJMV:tä tehdessä takareisien yläosan lihasaktivaatio ei kuitenkaan ollut suurempaa kuin koukistuksissa.

Sitä, johtaako alaosien suurempi aktivaatio lihaskasvuun pitkällä aikavälillä ei tiedetä – tarvittaisiin jatkotutkimus. Se voidaan kuitenkin sanoa, että laitteissa tehtävät polvien koukistukset ovat oikeastaan aika hyviä takareisiliikkeitä!

Näistä kahdesta tavasta treenata takareisiä polvien koukistaminen harjoittaa sitä neljättäkin lihasta, joten jos takareisille pitäisi valita yksi harjoite suorin jaloin tehtävän maastavedon tai reiden koukistuksien väliltä, minun valintani on reiden koukistukset. Henkilökohtaisesti teen kuitenkin harjoitteita, joissa ojennetaan lonkkia ja harjoitteita, joissa koukistetaan polvia.

EMG-tutkimus #3: takaolkapääkone

Schoenfeld ja kumppanit (2013) mittasivat takaolkapäiden lihasaktivaatiota, kun koehenkilöt käyttivät takaolkapää- eli Reverse Fly -koneessa kahta erilaista otetta:

  • otetta, jossa käsi oli pronaatiossa eli myötäotetta (kämmenet osoittavat lattiaan, rystyset kattoon).
  • neutraalia otetta (kämmenet osoittavat sisäänpäin, rystyset ulospäin)

Olen useimmiten nähnyt takaolkapääkoneessa käytettävän myötäotetta, joten uskoisin tämän olevan näistä kahdesta otteesta se tyypillisempi vaihtoehto. Kokeessa 19 henkilöä teki kaksi sarjaa uupumukseen asti, yhden kummallakin otteella. Puolet henkiöistä teki sarjan ensimmäiseksi myötäotteella ja puolet neutraalilla otteella.

Tutkijat havaitsivat elektromyografian avulla, että neutraali ote sai aikaan merkittävästi enemmän keskimääräistä lihasaktivaatiota sekä takaolkapäissä että yhdessä kiertäjäkalvosimen lihaksista verrattuna myötäotteeseen.

EMG kertoo, että neutraali ote on parempi takaolkapääkoneessa
Neutraali ote takaolkapääkoneessa

Sitä en tiedä, ovatko tulokset siirrettävissä myös esimerkiksi kulmassa tehtäviin vipunostoihin taakse. Ehkä ovat, ehkä eivät. Kannattaa kuitenkin testata, millaisen tuntuman saa aikaan, kun käyttääkin vaihteeksi neutraalia otetta!

Loppuun

Kun puhuin EMG:n tuottavan hyödyllistä tietoa tarkoitin tietysti sitä, että tutkimuksien tuloksia tulkitsemalla voimme valita niitä harjoitteita ja harjoitteiden variaatioita, jotka aktivoivat parhaiten jotakin tiettyä lihasta. Kaikki harjoitteet eivät kuitenkaan aina aktivoi lihaksia eniten joidenkin muuttujien mukaan, joten erilaisia harjoitteita yhdistelemällä saammekin aikaiseksi harjoitettavaa lihasta tehokkaasti treenaavan harjoitusohjelman.

Tutkimusten tulokset liittyvät aina keskiarvoihin. Keskiarvojen mukaan eteen tehty ylätalja aktivoi siis isommalla osalla koehenkilöistä enemmän leveää selkälihasta kuin niskan taakse tehty ja neutraali ote takaolkapääkoneessa enemmän takaolkapäitä kuin myötäote.

Keskiarvojen raportoiminen voi siis tarkoittaa sitä, että on olemassa henkilöitä, joille takaolkapääkoneessa sopii paremmin myötäote kuin neutraali ote. Ylätaljaa niskan taakse en tyrmää ihan täysin, jos henkilöiden olkapäiden liikkuvuus sallii liikkeen tekemisen ja henkilö saa siinä aikaiseksi hyvän tuntuman. Kannattaa kuitenkin olla todella, todella varovainen eli käyttää hallittua tekniikkaa ja tehdä pienemmillä kuormilla enemmän toistoja. Myös lapiokahvan käyttö voi auttaa, sillä tästä kahvasta otetaan kiinni neutraalilla otteella, joka vähentää olkapäihin kohdistuvaa rasitusta. Useimpien henkilöiden olisi kuitenkin parempi vetää suosiolla kahva ylärintaan, sillä niskan taakse tehtävän vedon hyöty suhteessa haittoihin ei välttämättä ole hyötyjä suosiva.

Koska lihasaktivoinnissa tapahtuu vaihtelua koehenkilöiden välillä, ei pelkästään EMG:hen kannata luottaa harjoitustyyliä valittaessa. Mietittäessä itselle sopivaa tyyliä tehdä joku harjoite kannattaa kuitenkin lähtä liikkeelle siitä tyylistä, jota käyttämällä aktivoidaan parhaiten useimpien henkilöiden lihaksia. Tyylin sopivuus itselle on tällöin kaikista todennäköisin.

Monet treenaajat huomaavat jo treenin aikana ”pumpin” ansiosta, jos joku harjoite menee sinne, minne sen pitääkin mennä. Myös treeniä seuraavia lihaskipuja (DOMS) voi käyttää arvioitaessa jonkun harjoitteen sopivuutta. Joillekin voi käydä myös niin, että jokin tietty tyyli aiheuttaa treenatessa kipuilua – tällöin kannattaa kokeilla ja käyttää sellaista tapaa, jota suorittaessa kivut ovat poissa. Vaikka jollakin toisella tavalla saisi siis aikaan paremman lihasaktivaation, voi henkilö joutua muista syistä käyttämään jotakin toista tyyliä.

Kannattaa siis yrityksen ja erehdyksen kautta löytää itselle se paras tyyli!

Lähteet

Schoenfeld, B.J., Contreras, B., Tiryaki-Sonmez, G., Wilson, J.M., Kolber, M.J. & Peterson, M.D. (2014). Regional Differences in Muscle Activation During Hamstrings Exercise. The Journal of Strength and Conditioning Research. June 24.  

Schoenfeld, B,J., Sonmez, R.G., Kolber, M.J., Contreras, B., Harris, R. & Ozen, S. (2013). Effect of hand position on EMG activity of the posterior shoulder musculature during a horizontal abduction exercise. The Journal of Strength and Conditioning Research. 27 (10).

Sperandei, S., Barros, M.A., Silveira-Júnior, P.C. & Oliveira, C.G. (2009). Electromyographic analysis of three different types of lat pull-down. The Journal of Strength and Conditioning Research. 

Juttua EMG:stä: Bret Contreras – How to Conduct EMG Experiments

Tilaa uutiskirjeeni, saat ilmaisen pdf:n!

Olli Haataja

Olen oululainen valmentaja ja tietokirjailija. Tässä tieteelliseen näyttöön pohjautuvassa blogissa kirjoitan kuulumisiani, autan muita puoluettomasti, yritän oppia itse ja pyrin saamaan järkeä fitnesstouhuun.