骨骼肌肉与神经控制
（一）骨骼肌的收缩机制
骨骼肌具有收缩能力，它所表现的收缩力在特定范畴内受到两种条件的控制：一是引起收缩的运动单位参与数量；二是神经冲动传导的强度大小。
骨骼肌的纤维被组织成运动单位，运动单位是骨骼肌的基本作用单位。所谓运动单位是指一个脊髓α-运动神经元或脑干运动神经元和受其支配的全部肌纤维所组成的肌肉收缩的最基本单位。不同肌群运动单位所含的肌纤维数有很大的差异。根据生理功能的分类，运动单位可分为2类，即紧张性运动单位和运动性运动单位。其中，紧张性运动单位的肌纤维产生兴奋时释放的冲动频率低，持续发放的时间较长，氧化酶含量高，属于慢肌运动单位；运动性运动单位的肌纤维产生兴奋时释放的冲动频率较高，肌肉收缩力强，但易疲劳，氧化酶含量低，属于快肌运动单位。通常而言，一个运动单位中的肌纤维数量少，动作灵活，但力量较小；肌纤维数量多，力量大，但动作不太灵活。在攀岩训练中，要根据攀岩运动的动作技能特征增加运动性运动单位的数量，目的是为了增加肌肉横断面中白肌纤维的数量。
运动神经纤维由中枢神经系统发出，并进入骨骼肌到达其所支配的肌纤维，神经纤维的末端分成许多分枝，每一分枝都与一条肌纤维相连。当神经元传导神经冲动时，神经冲动会传遍该神经元的神经纤维分枝并到达运动单位的所有肌纤维，进而引起该运动单位所有肌纤维一起收缩。运动单位的肌纤维没有集结在一起，而是分散在整块肌肉的各处。鉴于此，单一运动单位神经元受刺激后发生收缩时，此单位所有肌纤维全部发生收缩，整块肌群也会随之出现轻微收缩。如果该单位有许多肌纤维，则其收缩力强，反之亦然。如果有更多运动单位一起发生收缩，那么这些运动单位的肌肉将会产生更大的张力。因此，肌肉收缩力的大小会因参加收缩运动单位的多少或因运动单位的大小而不同。经研究证实：优秀攀岩运动员运动单位动员肌纤维参与的能力高于常人，他们用最大力量进行收缩时，神经系统可动员90%的肌纤维参与工作，而普通人进行最大用力收缩时只能动员60%的肌纤维参与工作。
当中枢神经系统产生的强度超过刺激域的神经冲动传至神经肌肉接头处的运动终板时，会释放出一种叫做乙酰胆碱的化学物质。这种化学物质的产生会造成细胞膜的去极化和钙离子的快速流入，并引起运动单位所辖肌纤维产生兴奋，进而发生收缩。肌肉收缩实际上是肌球蛋白丝和肌动蛋白丝交互作用的结果，这种交互作用会使肌动蛋白丝向肌球蛋白丝接近，造成肌纤维缩短。究其原因，肌纤维缩短由肌动蛋白丝与肌球蛋白丝之间的横桥产生滑动、钩接引起，横桥活动能量则来源于ATP。一般而言，当肌肉缩短速度加快时，肌肉产生的张力会随之减低，原因在于：当肌动蛋白丝滑过时，横桥只有一段时间可用以钩接。如果收缩速度加快，参加横桥的数目将会减少，张力便随之降低。
（二）肌肉收缩的基本类型
从攀岩运动的动作结构上来看，实际攀爬的过程肌肉的收缩形式主要有以下4种基本类型：等张收缩、等长收缩、离心收缩和等动收缩。
1.等张收缩
等张收缩又称为动力性收缩，是运动员肌肉最常见的一种收缩方式。例如，在速度攀岩过程中，快速攀爬动作几乎都是等张收缩的结果。在难度攀岩和抱石攀岩动作中，此类收缩形式也较为普遍。等张收缩的特点是：肌肉等张收缩会导致物体产生位移所需的张力大小并不相同，而是会随关节角度的变化而变化。在肌力最弱的关节角度，肌肉需要进行最大幅度的收缩。因此，等张力量训练并非都能使关节活动各个角度的肌肉都得到充分训练。
2.等动收缩
等动收缩指在全活动关节范围内，肌肉处于最大收缩或收缩速度大致相等的收缩。和等张收缩一样，等动收缩也属于向心收缩。在攀岩经典训练动作引体向上中，整个动作中关节角度的张力始终在不断改变，动作速度也会根据训练的不同要求发生相应的变化。引体向上最大力量训练、法式引体向上训练和力竭引体向上训练在动作角度、固定时间、负荷强度和间隔时间等方面的要求并不相同。因此，采取类似等动收缩方式进行训练有助于提高小肌肉群和弱肌肉群的力量。
3.等长收缩
等长收缩亦被称为静力收缩，是竞技运动最为常见的收缩类型。难度与抱石攀岩的特殊动作都是典型的肌肉等长收缩动作。等长收缩的特点是：当肌肉产生张力时，施力肌肉的长度不发生变化。攀岩运动动作自身特点决定了静力性动作的训练必然是等长收缩中非常重要的一部分。例如，在肱三头肌、后群伸肌专项训练中，常常采用双杠支撑臂屈伸、手倒立臂屈伸等方法进行训练；腹肌（主要指腹直肌、腹内、外斜肌、腹横肌和腰方肌）机能是使脊柱前屈（两侧收缩）、侧屈（一侧收缩），一般采用悬直举腿方法进行训练。(https://www.daowen.com)
4.离心收缩
离心收缩是一种与等张收缩相反的收缩形式，具体包括主动离心收缩和被动离心收缩两类。特点是：肌肉以离心方式收缩时，肌肉会产生张力并被拉张。难度攀岩中各种蹬的动作通常属于主动离心收缩。
（三）快、慢缩运动单位
运动单位可分为快肌收缩和慢肌收缩运动单位。其中，快肌收缩单位简称为快缩单位，慢肌收缩单位简称为慢缩单位。快、慢缩运动单位具有完全不同的功能特性，尽管二者都含有使ATP-CP代谢系统发生作用的酶，但是前者中这种酶的作用约为后者中酶的作用的3倍；快肌运动单位中糖解化酶的作用要比慢肌运动单位高两倍以上。因此，快缩单位的无氧代谢能力要比慢缩单位的无氧代谢能力强得多。从这个层面上来看，快肌的运动单位数量是影响运动员速度攀岩比赛成绩的重要因素。就各自适用活动类型来看，快缩单位最适宜于速度攀岩运动训练，因为速度攀岩运动训练的能量以磷酸原供应系统供能为主，磷酸原系统能量释放功率高，但其储量极其有限，供能时间短，往往在运动开始10秒后供能能力就衰竭了。与之不同的是，机体慢缩单位含量较多的人则比较适宜难度攀岩与抱石攀岩运动训练，因为慢缩单位的有氧代谢能力比快缩单位强得多。
1.快、慢纤维最大张力
从产生最大张力所需的时间来看，快肌纤维产生最大张力所需时间约为慢肌纤维的1/3，主要原因是：快缩单位具有较大的无氧代谢能力，其运动神经元的神经纤维直径较粗，神经冲动的传导速度较快。因此，人体肌肉中快肌纤维的比例愈高，肌肉的收缩速度会愈快，运动速度能力愈明显。从收缩力量层面来看，快肌收缩单位的收缩力量要比慢肌收缩单位的收缩力量大得多，造成这种差异的主要原因是：快肌纤维比慢肌纤维的直径粗，快缩单位所含的肌纤维数量要比慢缩单位的肌纤维数量更多。这就意味着人体肌肉中快肌纤维的比例愈高，肌肉收缩的力量愈大，人体在最大力量方面所表现出来的运动能力愈明显。相对而言，慢缩单位的有氧代谢能力要比快缩单位强得多，因而能够在力量耐力上表现出较高的运动能力。
2.快、慢纤维疲劳
快肌纤维要比慢肌纤维更易疲劳，其原因是：糖代谢的要求高，但快肌纤维的有氧代谢能力较差。人体最快速度运动几秒后的持续活动依赖于无氧状态下糖分解释能供其继续做功，这就导致人体内会产生大量乳酸并逐渐聚集，快肌纤维工作受到限制，进而导致快肌纤维比慢肌纤维先产生疲劳。一般而言，慢肌疲劳多发生于长时间耐力训练或运动之后，但并非是由于乳酸堆积。慢肌疲劳发生的主要原因是：血糖极度降低，肝糖耗尽，机体大量失水，身体电解质丧失，体温升高。当然，在经过负荷强度超大的攀岩运动训练之后，人体或多或少都会产生肌肉酸痛体验，主要原因是：肌纤维微细组织被拉伤、局部肌肉痉挛使血液供应减少等。因此，在进行攀岩运动训练时，要在准备活动阶段进行充分的拉伸练习。
（四）中枢神经控制机制
攀岩运动因运动神经元冲动传导而产生，不仅受到全身感觉器官产生的冲动的影响和制约，更受到高级神经中枢的控制，尤其是十分明显地受到肌肉感觉器官的诱导作用。在人体中，最为重要的两种肌肉感觉器是：肌梭和高基腱器。肌肉感觉器官的存在，使得中枢神经系统得以控制机体的运动活动。只有在神经系统保持对骨骼肌的完整支配功能、并受大脑皮质控制的前提条件下，机体的随意运动才能发生。
大脑皮质控制躯体运动的部位称为皮质运动区，大脑皮质上有两个具有特殊化神经元的区域，共同控制着人体的行为。这两个区域受到刺激时，能引起各种运动活动，每一区域都可以引起特定的活动模式。其中，第一区域为主要区域，通常又被称为“技能学习区”。攀岩运动的各部分动作模式都以不同方式存在于这一区域中各自小区中，并形成有机链接，使人体活动或运动能够实现微细化协调；第二区域为运动前区，通常又被称为“运动技能储存区”，中枢神经系统的另一类运动神经元则位于此区。由于该区运动神经元与小脑相连接，而小脑又负责协调人体肌群活动，因而该区域对形成自动化的活动技能起着尤为重要的作用。大脑皮质运动区对躯体运动的调节通过锥体系和锥体外系下传来实现。肌肉感觉器官随时将肌肉获悉的外在信息传递到大脑中枢神经的运动区域，大脑中枢神经运动区域则通过锥体系和锥体外系向外传出神经冲动，进而使攀岩运动员能够做出各种复杂的协调动作或运动行为。
攀岩运动技能的形成与神经传导联接机制密切相关，其形成原理非常复杂，现举例说明运动技能形成的神经通路。例如，初学攀岩运动训练的选手动作学习过程由大脑皮质运动皮质中的“技能学习区”负责。“技能学习区”发出反应冲动后，经锥体到达位于脊髓中的低级运动神经元，然后传达到所做动作的各个运动单位，之后又传到肌肉感觉器官，使大脑获得感觉信息，并经过大脑、小脑共同协调后发出动作。一旦学会这个攀岩技能动作，此种活动模式就较少需要意识的控制，逐渐趋于自动化，并储存在运动前区，即“运动技能储存区”。这种运动技能储存在运动前区中之后，就被称之为“自动化的技能”。
攀岩运动专项技术的优劣主要取决于参与运动肌肉之间的协作水平和对速运动中身体重心的控制能力。在攀岩中，核心力量不仅起到稳定重心、传递上下肢力量的作用，而且还对整个身体的协调配合起着关键的支持作用。在攀岩运动技能学习过程中，运动员不仅要具备良好的身体素质，而且要具备对核心部位的驾驭能力。稳定运动员核心部位是攀爬技术的关键所在，这种能力形成和提高的重点在于改善攀爬动作发力部位肌肉力量。进行攀爬动作发力部位力量训练时，不应仅仅局限于单块肌肉的表层或深层训练，更应重视对发力部位整体力量进行训练，并加强对深层的小肌群和腰椎衔接处的训练，才能达到最佳效果。速度攀岩运动要求动作连贯发力，但这并不是单一动作的重复，而是身体各部位协调配合进行整体发力。在攀岩运动技术训练过程中，要正确理解攀岩运动动作生理机能的本质，并根据攀岩运动类型选择合适的运动训练方式对身体不同肌肉群进行训练，以达到理想的训练实效。