Nettivalmennus on henkilökohtainen ja laadukas etävalmennukseni. Lue lisää täältä!
Elektromyografia EMG kansikuva

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!

Lopuksi

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.

5 Kommentit

  1. Antti Salmi

    ”Mietittäessä itselle sopivaa tyyliä tehdä joku harjoite kannattaa kuitenkin lähtä liikkeelle siitä tyylistä, jota käyttämällä aktivoidaan parhaiten useimpien henkilöiden lihaksia. ”

    Moro Olli
    Nykyäänhän ei tarvitse turvautua pelkkiin tutkimuksiin tässä asiassa Mpowerin ansiosta http://www.mpower-bestrong.com/

    Itse oon päässyt kokeilemaan näitä antureita ja vaikuttivat pelaavan hyvin, vaikkakin softa ei vielä tuossa vaiheessa ollut ihan kunnossa. Itseni pitäisi saada nyt pari anturia käyttöön tässä seuraavan parin viikon sisällä, joten pääsen sitten muodostamaan tarkemman mielikuvan näistä antureista.

    -Antti

    • No moro moro!

      Mpower ja sen käynnissä oleva Indiegogo-kampanja (onkohan se jo päättynyt?) on kyllä tiedossani =) Itse asiassa tätä laitetta pilottitestattiin viime keväänä samalla salilla, jossa treenaan. Mpower on siis tietääkseni oululainen yritys. En tosin itse osallistunut testiin, vaikka salilla oli asiasta ilmoitus, ja siitä olisi saanut leffalipunkin kaupan päälle. Näin jälkikäteen tämä asia harmittaa.

      Mutta asiaan: en tiedä EMG:stä tarpeeksi paljon, jotta voisin kommentoida tätä asiaa. Olisi hyvä nähdä sellainen puolueeton koe, jossa verrattaisiin lääke- ja treenitieteessä käytössä olevaa EMG-laitetta Mpoweriin ja nähdä, miten näiden laitteiden mittaustulokset eroavat toisistaan. Olin yhdessä vaiheessa lähettämässä sähköpostia EMG:stä oikeasti tietäville henkilöille (esim. Andrew Vigotskylle) ja kysyä hänen mielipidettään Mpowerista ja yrityksen väitteistä, mutta tämä asia jäi aikanaan ajatuksen asteelle.

      Haluaisin kyllä kokeilla itse Mpoweria mielenkiinnosta ja verrata sitä tutkimustuloksissa havaittuun lihasaktivaatioon, mutta laitteen hinta taisi olla jotain kolme ja puoli hunttia. Tämä asia tiedostaen tilanne onkin tällä hetkellä kohdallani no-no.

      Ideana Mpower on kyllä erittäin hyvä, ja haluaisin kovasti uskoa, että se on verrattavissa ihan tutkimus-EMG:hen. Etenkin laitteen yhdistäminen älyluuriin ja käyrien analysointi kiinnostaa näin tekniikkafriikkinä.

    • Antti Salmi

      Kampanja on käynnissä muistaakseni vielä reilun viikon verran ja Fibruxen pääpaikkana on tosiaan Oulu.

      Itse asiassa tällainen testi on tehtykin: http://www.mpower-bestrong.com/img/science/Chydenius.pdf

      Mpowerin takana oleva tieteellinen johtaja Mika Herrala heitti aika kovan väitteen vielä asiaan liittyen sanomalla, että Mpower on itse asiassa tarkempi, kuin labrakäytössä olevat sEMG laitteet. Itselläni meni 90% kaikesta hänen puheestaan yli ymmärryksen, mutta asia meni käsittääkseni niin, että Mpower kykenee eristämään lihaksen signaalin täysin, jolloin ulkopuoliset häiriöt eivät vaikuta, mitä taas ilmeisestikin sitten normi laitteet eivät kykene tekemään. Tämä ilmeisesti tapahtui jonkin sortin kentän avulla, jonka anturissa oleva metallirengas muodostaa kosketinpintojen ympärille. Tulipa hirveää tuubaa tästä selityksestä… 😀 Ehkä olisi parempi pyytää Mikaa itse selittämään ja pitäytyä itse humanististen tieteiden puolella.

      Itseäni mietityttää tällä hetkellä, että mihin kaikkeen lopulta sitä EMG:n dataa voi sitten käyttää omassa treenaamisessaan. Ainakin ns. parhaiden liikkeiden ja suoristustapojen etsimiseen, sekä lihastasapainon (puolierojen) tarkkailuun. Tämänhän lisäksi Mpower näyttää myös, että kuinka suuri osa aktivoituneista lihassoluista on nopeita lihassoluja, joten tätä tietoa voi käyttää ainakin nopeustreeneissä hyödyksi (tosin tätä ominaisuuttahan ei muistaakseni ole mitenkään todennettu vertaamalla muihin laitteisiin/mittauksiin). Ehkä kuitenkin villein visio on se, että softa saataisiin tunnistamaan se, milloin jokin liike ei saa enää aikaan superkompensaatiota ja mikä olisi paras liike seuraavaksi. Tällainen olisi jo aika läpimurto, mutta olen hieman skeptinen tämän asian suhteen.

      -Antti

    • Hyvä, että pömpeliä on kokeiltu! Tätä olisi mukava verrata vielä jossain dynaamisessa lihastyössä, esim. kyykyissä ja katsoa siinä mahdollisia eroja. Tuo väite puolestaan on melko kova, ja eiköhän senkin todenperäisyys selviä vielä joskus. Nopeiden lihassolujen aktivoinnin näyttäminen mietityttää, enkä ole varma, voiko sitä näyttää EMG:llä. Ilmeisesti voi ainakin Fibruxin mukaan. Sama juttu koskee lihaksien väsymistä, mutta ilmeisesti sekin on mahdollista. Kuten sanoin, en tiedä tarpeeksi EMG:stä, että uskaltaisin ottaa tähän asiaan kantaa.

      Käyttökohteita tälle laitteelle löytyisi kyllä. Mahdollisia ongelmiakin löytyy, kun laite pitäisi saada kiinnitettyä mielellään aina justiinsa samaan paikkaan, ja sitä ei voi oikein itse tehdä esim. selkään tai takareisiin. En myös tiedä, saako tuohon kytkettyä useamman anturin kerralla, jotta samalla kertaa saisi selvitettyä useamman lihaksen aktivaation, esim. kyykyssä pakaralihaksen + ulomman reisilihaksen.

      Tuli myös mieleen, että voiko tuolla selvittää objektiviisesti lihasaktivaatiota lihaksen eri osissa. Kuten tässä postauksessa tuli ilmi, reiden koukistus aktivoi SJVM:tä paremmin takareisiä lähempänä polvia eli distaalisessa osassa.

      Tuohon superkompensaatioajatukseen en jaksa oikein uskoa + en osaa suoralta kädeltä sanoa, miten sen voisi mitata, koska sehän tapahtuu vasta treenin jälkeen.

    • Antti Salmi

      Joo, aika montaa asiaahan tuo mittaa, jota en itsekään oikein osaa yhdistää edes EMG:hen, joten niiden luotettavuus epäilyttää itseänikin eniten.
      Mittauskohdan suhteen tuo on kuulemma aika tarkka, mikä on hyvä ja huono asia. Tasan samaan kohtaan laittaminen voi olla hyvin vaikeaa eri kertojen tai kehon puolien välillä, mutta toisaalta anturin kuulemma pitäisi pystyä sitten samasta syystä mittaamaan sen aktivaation eri osissakin lihasta. Eli tulos samastakin lihaksesta vaihtelee kiinnityskohdan mukaan, jos liike vain lihasta sillä tavalla aktivoi.

      Mulla oli yhtä aikaa kolme anturia käytössä ja neljä on maksimimäärä, jota puhelimista ja tableteista löytyy bluetooth paikkoja.

      Ymmärsin, että tämä superkompensaatio perustuisi jotenkin siihen, että isosta määrästä kerättyä dataa ja saatuja salituloksia tutkimalla opittaisiin tunnistamaan tämä asia, jos se on edes tunnistettavissa. Mutta tosiaan tämä oli lähinnä vain ajatus, jota Mpowerin kehittäjä haluaisi alkaa pohtimaan sitten, kun kaikki muu on hiottu kuntoon eli lähinnä vain tällainen villi visio.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *