王 霆，李建英，石 巖，王德堃

優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練后腦電非線性參數(shù)及腦功能變化特征的研究

王 霆1,2，李建英1，石 巖1，王德堃3

通過對24名優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員倒立狀態(tài)前、后腦電非線性參數(shù)進(jìn)行分析，將倒立狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)員大腦功能及心理狀態(tài)出現(xiàn)的各種變化進(jìn)行對比研究，探討從事專業(yè)訓(xùn)練的優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員中樞機(jī)能改善問題。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行5 min倒立訓(xùn)練后，坐姿恢復(fù)雙側(cè)枕區(qū)的α 頻段導(dǎo)頻百分比與倒立體位下有顯著性差異；復(fù)雜度和近似熵兩個(gè)腦電非線性參數(shù)以及6種全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)與坐姿恢復(fù)狀態(tài)的表現(xiàn)均有顯著性差異(P<0.05)。8周倒立訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員腦電復(fù)雜度、近似熵、抑制介質(zhì)(INH)、5羥色氨(5-HT)、多巴胺(DA)、去甲腎上腺素(NE)、興奮介質(zhì)(EXC)、SCL-90 總分均與倒立訓(xùn)練前有顯著變化(P<0.05)。研究表明：1)兩種倒立時(shí)間的對比可以看出3 min倒立訓(xùn)練的刺激效果并不明顯，而在5 min倒立訓(xùn)練中，坐姿初始狀態(tài)與坐姿恢復(fù)狀態(tài)的部分腦電非線性參數(shù)與全腦神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)顯著變化。2)倒立狀態(tài)持續(xù)5 min后，體位變化刺激使枕區(qū)的α頻段導(dǎo)頻百分比顯著增高，腦電非線性參數(shù)與全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)顯著變化。這可以看做是由于體位和腦血流速度變化而產(chǎn)生的良性改變。3)8周的倒立訓(xùn)練可以使全腦神經(jīng)遞質(zhì)中的5羥色氨、多巴胺顯著增加，SCL-90總分顯著降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行定期、定量的倒立訓(xùn)練對緩解其負(fù)荷訓(xùn)練后產(chǎn)生的不良情緒、不適癥狀作用明顯；同時(shí)，隨著倒立訓(xùn)練時(shí)間的延長，對改善運(yùn)動(dòng)員睡眠的有利效應(yīng)更為明顯。

射箭；優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員；倒立訓(xùn)練；腦電非線性參數(shù)；腦功能；腦電超慢漲落技術(shù)

1 前言

當(dāng)人體處于直立位時(shí)，血液向足部的靜脈流動(dòng)充盈，頸部靜脈由于血液向下流動(dòng)則會(huì)出現(xiàn)塌陷，因此，在生理上會(huì)表現(xiàn)出頭部血管壓力小于下肢血管壓力[22]。因此，有研究者曾提出可以用倒立(呈-90°的頭低位傾斜)運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行健身。-90°頭低位傾斜又稱倒立，俗稱“拿大頂”，漢代稱“倒植”，東晉稱“逆行”，唐代稱“擲倒”，明代稱“豎蜻蜓”……，它也是目前西方瑜伽術(shù)的一個(gè)最終姿勢。李志宏等人(2002)對經(jīng)常進(jìn)行手倒立練習(xí)的38名患有高血壓癥的40～60歲中老年知識(shí)分子跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，他們的每博(SV) 和心輸出量(CO)相對增多，而總外圍阻力(TPR)、平均動(dòng)脈壓(MAP)以及脈率(PR)3個(gè)指標(biāo)則呈下降趨勢。因此，研究人員認(rèn)為倒立訓(xùn)練的降壓作用是安全有效的。國外也有研究顯示，人體在地球的重力環(huán)境中如果發(fā)生體位的變換，將會(huì)使血液分布重新分配，這種負(fù)荷變化是對心血管系統(tǒng)的一種外部刺激，會(huì)引發(fā)一系列神經(jīng)和血液功能的調(diào)節(jié)機(jī)制[28-30]。目前，對倒立訓(xùn)練的研究還不多見，較多的是對頭低位傾斜訓(xùn)練的探討，而倒立訓(xùn)練是頭低位傾斜訓(xùn)練中最為特殊和極限的一種。由于人體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和整體性，頭低位訓(xùn)練中體位變化導(dǎo)致的機(jī)體功能變化機(jī)制在學(xué)術(shù)界暫時(shí)還沒有定論。同時(shí)，因?yàn)橛?xùn)練所產(chǎn)生刺激的持續(xù)時(shí)間和傾斜角度的不同，對人體各系統(tǒng)功能，尤其是大腦產(chǎn)生的影響也不盡相同[4,23,26,29]。

許多研究已經(jīng)證實(shí)了腦電信號在反映人的生理狀態(tài)及大腦高級功能狀態(tài)[24,27]。現(xiàn)代腦電圖技術(shù)可以通過對腦電波(EEG)的頻率進(jìn)行分析后，評估受試者當(dāng)前的中樞機(jī)能水平，而腦電波(EEG)的α波(8～14 Hz)在大腦中樞機(jī)能水平診斷體系中是非常重要的指標(biāo)參數(shù)之一[5,7]。目前，針對運(yùn)動(dòng)員中樞神經(jīng)機(jī)能評定的方法主要有兩種，主觀評定法和客觀評定法[32]。主觀評定法主要是通過紙筆形式的問卷調(diào)查，對運(yùn)動(dòng)員的自身身體、神經(jīng)機(jī)能感受及癥狀等主觀信息進(jìn)行搜集和分析，從而評估運(yùn)動(dòng)員中樞機(jī)能狀態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)在于快速、易操作以及可大量測試，但其缺點(diǎn)在于評分標(biāo)準(zhǔn)不易統(tǒng)一、且易受被試者的主觀因素影響，因此，在對運(yùn)動(dòng)員中樞機(jī)能水平下降時(shí)的心理、生理狀態(tài)的評定不能做到客觀準(zhǔn)確。而客觀評定法就是通過儀器、設(shè)備等測量工具對運(yùn)動(dòng)員的生理、生化指標(biāo)進(jìn)行測試，對所測得數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，評定運(yùn)動(dòng)員中樞機(jī)能水平[2,3]。近年來，對射箭運(yùn)動(dòng)員大腦機(jī)能的研究主要集中在腦電圖及其衍生技術(shù)方面，同時(shí)結(jié)合一些量表及問卷調(diào)查方面的測試評價(jià)及監(jiān)控方法[8-13]。以往的研究表明，腦電頻段中α頻段波形具有1/f波動(dòng)的非線性特征，即腦電α頻段功率譜密度與頻率近似成反比，同時(shí)，此特征可能與大腦中樞機(jī)能甚至某些心理狀態(tài)有關(guān)。因此，對高水平運(yùn)動(dòng)員腦電波的非線性特點(diǎn)進(jìn)行分析，可以作為對其中樞神經(jīng)機(jī)能狀態(tài)的判定與評估參考。我國航天醫(yī)學(xué)研究所梅磊教授(1989)提出通過從腦波非平衡漲落過程中所提取的深層次信息，開發(fā)出新的腦電評估技術(shù)，即腦電超慢漲落圖技術(shù)(SET)，將腦電波中頻率在毫赫茲級的超慢漲落波對應(yīng)不同神經(jīng)化學(xué)遞質(zhì)的活動(dòng)水平。目前，SET技術(shù)在航空航天醫(yī)學(xué)、生理心理學(xué)及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)等領(lǐng)域開展了廣泛的研究與應(yīng)用[1,15,17,19-21,]。腦電超慢漲落參數(shù)包括兩部分：一方面是全腦S譜系分布；另一方面，是全腦神經(jīng)遞質(zhì)分布，其中，全腦神經(jīng)遞質(zhì)主要包括抑制介質(zhì)(INH)、5羥色氨(5-HT)、乙酰膽堿(Ach)、多巴胺(DA)、去甲腎上腺素(NE)、興奮介質(zhì)(EXC)6種。本研究中神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)的選取完全參照梅磊教授所提出的腦電超慢漲落參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。

本研究的主要目的是引入頭低位傾斜和倒立狀態(tài)下人體出現(xiàn)的各種變化的研究理論與方法，以非線性動(dòng)力學(xué)與混沌理論為基礎(chǔ)，對優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員腦電α波時(shí)間序列進(jìn)行提取計(jì)算，得出最大李雅普諾夫指數(shù)、近似熵、復(fù)雜度3個(gè)非線性參數(shù)，結(jié)合腦電超慢漲落參數(shù)在倒立狀態(tài)下的變化特點(diǎn)，來探討競技體育射箭項(xiàng)目中優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員中樞機(jī)能康復(fù)問題，探索射箭運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行倒立訓(xùn)練后對大腦中樞機(jī)能主要是腦電活動(dòng)的影響，為倒立訓(xùn)練的康復(fù)作用尋求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持，探索倒立的物理刺激與其大腦機(jī)能之間的關(guān)系。

2 研究方法

2.1 被試

被試運(yùn)動(dòng)員主要由國家射箭集訓(xùn)隊(duì)部分運(yùn)動(dòng)員與山西省射箭隊(duì)備戰(zhàn)全運(yùn)會(huì)的一線運(yùn)動(dòng)員組成，測試期間無任何疾病與服藥記錄(表1)。為了使實(shí)驗(yàn)所受干擾程度最低，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前對所有參與測試的射箭運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行前期的血壓與心電等方面的醫(yī)學(xué)檢測。結(jié)果顯示，24名被試運(yùn)動(dòng)員身體狀況良好，均未發(fā)現(xiàn)有異常狀況出現(xiàn)。

表 1 本研究被試一般情況一覽表Table 1 The Athletes’ General Information

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

本實(shí)驗(yàn)所采用腦電信號采集設(shè)備為國產(chǎn)NDC-2000腦電地形圖儀及其前置放大器(北京太陽電子科技有限公司)，前置放大器的采樣頻率帶寬為0.02～50 Hz，測試設(shè)備數(shù)據(jù)采集頻率為128 Hz。腦電采樣使用的鞍狀電極安裝采用國際腦電圖學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)安裝法，電極通過專用頭套分別固定在被試運(yùn)動(dòng)員大腦的左右額區(qū)、頂區(qū)、枕區(qū)、顳區(qū)8個(gè)位置。由于額區(qū)(F3、F4)、中顳區(qū)(T3、T4)、頂區(qū)(P3、P4)、枕區(qū)(O1、O2)基本涵蓋了全腦腦電信號的范圍，同時(shí)，這8個(gè)位置的腦電波分布具有典型性，因此，本實(shí)驗(yàn)中對這8個(gè)位置的腦電信號進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。倒立輔助設(shè)備為山西澳瑞特健康產(chǎn)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的JS-2602電動(dòng)倒立器。

圖 1 本研究腦電圖測試采樣部位示意圖

2.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程

第1次測試：將采集5 min閉目坐姿安靜狀態(tài)、3 min倒立安靜狀態(tài)以及5 min坐姿閉目安靜恢復(fù)狀態(tài)下EEG數(shù)據(jù)。第2次測試：將采集5 min閉目坐姿安靜狀態(tài)、5 min倒立安靜狀態(tài)以及5 min坐姿閉目安靜恢復(fù)狀態(tài)下EEG數(shù)據(jù)。

測試結(jié)束后，選擇對腦電指標(biāo)影響最高的倒立時(shí)間，對運(yùn)動(dòng)員實(shí)施8周倒立訓(xùn)練。倒立訓(xùn)練選擇在每周5個(gè)訓(xùn)練日10堂訓(xùn)練課的間歇進(jìn)行。對被試在倒立訓(xùn)練前1周、倒立訓(xùn)練后第4周、倒立訓(xùn)練后第8周進(jìn)行腦電綜合測試與心理學(xué)指標(biāo)(癥狀自評量表SCL-90、焦慮自評量表SAS、匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)PSQI)的測評。

2.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 倒立訓(xùn)練對射箭運(yùn)動(dòng)員腦電α 頻段導(dǎo)頻百分比的影響

3 min倒立訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)員F3、F4、T3、T4、P3、P4、O1、O2位置的α 頻段導(dǎo)頻百分比與坐姿恢復(fù)狀態(tài)差異不顯著(P>0.05，表2)。

表 2 本研究射箭運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練3 min后與坐姿狀態(tài)下α 頻段導(dǎo)頻百分比的比較一覽表Table 2 Comparison between Percentages of SittingState α-Band Pilot and 3 min after Handstand Training(%)

3.2 倒立訓(xùn)練對射箭運(yùn)動(dòng)員腦電α 頻段功率值的影響

在5 min倒立訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)為F3、F4、T3、T4、P3、P4位置的α 頻段導(dǎo)頻百分比與坐姿恢復(fù)狀態(tài)無顯著性差異(P>0.05)，而O1、O2位置的差異性顯著(P<0.05，表3)。

表 3 本研究射箭運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練5 min后與坐姿狀態(tài)下α 頻段導(dǎo)頻百分比的比較一覽表Table 3 Comparison between Percentages of SittingState α-Band Pilot and 5 min after Handstand Training(%)

3.3 倒立訓(xùn)練對射箭運(yùn)動(dòng)員腦電非線性參數(shù)的影響

3 min倒立訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)員腦電非線性參數(shù)與坐姿恢復(fù)狀態(tài)相比沒有顯著性差異(P>0.05，表4)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行5 min倒立訓(xùn)練時(shí)，這種差異在復(fù)雜度和近似熵2個(gè)指標(biāo)上更為顯著(P<0.05，表5)。

表 4 本研究射箭運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練3 min后與坐姿狀態(tài)下腦電非線性特征參數(shù)F檢驗(yàn)結(jié)果一覽表Table 4 The F Test Results of EEG Nonlinear CharacteristicParameters after Sitting State and 3 min after Handstand Training

表 5 本研究射箭運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練5 min后與坐姿狀態(tài)下腦電非線性特征參數(shù)F檢驗(yàn)結(jié)果一覽表Table 5 The F Test Results of EEG Nonlinear CharacteristicParameters after Sitting State and 5 min after Handstand Training

3.4 倒立訓(xùn)練對運(yùn)動(dòng)員全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)的影響

3 min倒立訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)員多巴胺和坐姿恢復(fù)狀態(tài)相比有顯著性差異(P<0.05，表6)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行5 min倒立訓(xùn)練時(shí)， 6種全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)與坐姿恢復(fù)狀態(tài)的表現(xiàn)均有顯著性差異(P<0.05，表7)。

表 6 本研究射箭運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練3 min后與坐姿狀態(tài)下全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)的比較一覽表Table 6 Comparison between Whole Brain Neurotransmittersof Sitting State and 3 min after Handstand Training

表 7 本研究射箭運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練5 min后與坐姿狀態(tài)下全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)的比較一覽表Table 7 Comparison between Whole Brain Neurotransmittersof Sitting State and 5 min after Handstand Training

3.5 倒立訓(xùn)練8周對射箭運(yùn)動(dòng)員腦電非線性參數(shù)與心理指標(biāo)的影響

8周倒立訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員腦電非線性特征參數(shù)、全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)與心理指標(biāo)(除最大李雅普諾夫指數(shù)、Ach、PSQI得分和SAS得分外)均與倒立訓(xùn)練前相比有顯著變化(P<0.05，表8)。

表 8 本研究射箭運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練8周腦電非線性特征參數(shù)與心理指標(biāo)變化一覽表Table 8 Change of EEG Nonlinear Characteristic Parametersand Psychological Indexes after 8 Weeks of Handstand Training

4 討論

現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)研究已經(jīng)證明，人腦是一個(gè)典型的混沌態(tài)系統(tǒng)，腦電信號所具有的復(fù)雜性主要是在其隨機(jī)程度上所體現(xiàn)，如一段腦電序列越復(fù)雜，這段腦電序列所攜帶的信息量就越大。從神經(jīng)電生理學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)中可以發(fā)現(xiàn)，腦電信號序列的復(fù)雜度可以反映出在測試階段大腦神經(jīng)元對外界信息處理的有序程度。最大李雅普諾夫指數(shù)能夠定量地描述腦電信號序列數(shù)據(jù)在相空間中相鄰軌道的平均發(fā)散速率，通過這一指標(biāo)可以判斷大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)是否處于混沌狀態(tài)。近似熵則是一種能夠反映腦電信號在相空間中混沌運(yùn)動(dòng)的重要量化指標(biāo)，系當(dāng)相空間維數(shù)增加時(shí)，腦電信號的時(shí)間序列產(chǎn)生新模式可能性的大小。與最大李雅普諾夫指數(shù)和近似熵2個(gè)參數(shù)不同，Lempel-Ziv復(fù)雜度是反映腦電信號的時(shí)間序列隨其數(shù)據(jù)長度的增長而出現(xiàn)新的組成模式的速率。在以往對射箭運(yùn)動(dòng)員中樞疲勞的研究中發(fā)現(xiàn)，射箭運(yùn)動(dòng)員的腦電最大李雅普諾夫指數(shù)、近似熵和Lempel-Ziv復(fù)雜度3個(gè)腦電非線性特征參數(shù)與其中樞神經(jīng)疲勞程度之間具有一定相關(guān)關(guān)系，存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對于評估與診斷高水平射箭運(yùn)動(dòng)員中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞程度是一種有效的方法，3個(gè)參數(shù)也可作為評估其大腦功能的定性指標(biāo)[18]。

4.1 不同時(shí)間倒立訓(xùn)練中腦電指標(biāo)變化規(guī)律

以往研究發(fā)現(xiàn)，在-80°頭低位傾斜狀態(tài)，舒張壓力和減少脈搏壓力有一個(gè)顯著的梯度增加。這種升壓反應(yīng)很有可能是因顱內(nèi)血壓的緊張或低氧血癥引起的[31]。本研究結(jié)果顯示，在坐姿初始狀態(tài)與3 min內(nèi)倒立訓(xùn)練之間的轉(zhuǎn)換使腦電指標(biāo)變化開始出現(xiàn)差異，即運(yùn)動(dòng)員α 頻段百分比呈現(xiàn)下降趨勢；腦電非線性參數(shù)都有不同程度的下降；而6種全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)中NE和EXC則有上升趨勢。在倒立訓(xùn)練結(jié)束后的坐姿恢復(fù)狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)員腦電各指標(biāo)與訓(xùn)練前坐姿初始狀態(tài)相比有明顯提高，尤其是全腦神經(jīng)遞質(zhì)DA水平的差異顯著，這說明倒立訓(xùn)練對運(yùn)動(dòng)員腦電產(chǎn)生良性影響。

在5 min的倒立訓(xùn)練中，腦電指標(biāo)變化幅度十分顯著。左右枕區(qū)的腦電α 頻段導(dǎo)頻百分比出現(xiàn)顯著下降，這種變化可能是由于運(yùn)動(dòng)員體位隨著倒立時(shí)間的增加，腦內(nèi)血管血液流動(dòng)速度減緩，從而影響了被試運(yùn)動(dòng)員頂枕區(qū)大腦高級功能，同時(shí)，由于被試運(yùn)動(dòng)員在倒立輔助設(shè)備上對于體位變化產(chǎn)生緊張與恐懼的感覺，因而，導(dǎo)致枕區(qū)腦電波頻率加快。同時(shí)，腦電復(fù)雜度、近似熵以及INH、5-HT、Ach、DA 4種全腦神經(jīng)遞質(zhì)也都出現(xiàn)下降趨勢，且差異有顯著意義，NE和EXC則呈顯著上升趨勢，這也從另一個(gè)側(cè)面印證了被試運(yùn)動(dòng)員緊張與恐懼情緒的增加。當(dāng)體位恢復(fù)到坐姿狀態(tài)下時(shí)，運(yùn)動(dòng)員各腦電指標(biāo)迅速回升，并且超過訓(xùn)練前坐姿初始狀態(tài)，這也從另一個(gè)角度反映出運(yùn)動(dòng)員大腦功能得到了很好的恢復(fù)。

4.2 倒立訓(xùn)練對運(yùn)動(dòng)員腦功能的影響

本研究中，在倒立訓(xùn)練后復(fù)雜度、近似熵與全腦DA、Ach等神經(jīng)遞質(zhì)水平的增高表明，運(yùn)動(dòng)員中樞神經(jīng)細(xì)胞放電活動(dòng)趨于同步、協(xié)調(diào)，同時(shí)，腦電α頻段導(dǎo)頻百分比指標(biāo)增高的變化趨勢在一定程度上可以反映出倒立訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的情緒更趨穩(wěn)定。本研究對射箭運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練進(jìn)行跟蹤觀測發(fā)現(xiàn)，其日平均訓(xùn)練站立時(shí)間達(dá)到了4.73 h，較長時(shí)間的站立是射箭運(yùn)動(dòng)的項(xiàng)目特點(diǎn)之一[6]。Christopher Moore曾提出(2006)，血液流動(dòng)的變化特點(diǎn)在一定程度上可能影響了神經(jīng)功能，這種影響可能有助于調(diào)整信息在大腦中的通過方式；血液的流動(dòng)方式發(fā)生改變后能夠影響血管周圍附近神經(jīng)細(xì)胞的活性，這種變化會(huì)促使神經(jīng)細(xì)胞彼此間信號傳輸?shù)哪Ｊ?。本研究中采用倒立?xùn)練，正是通過改變身體姿態(tài)使被試射箭運(yùn)動(dòng)員適應(yīng)由于外界刺激所產(chǎn)生的大腦動(dòng)脈(MCA)血流速度的改變，通過重力環(huán)境變化影響腦血流量，提高運(yùn)動(dòng)員植物神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，進(jìn)而使大腦對內(nèi)外環(huán)境刺激的調(diào)節(jié)能力得到增強(qiáng)，最終達(dá)到運(yùn)動(dòng)員自身可以自主地與外界動(dòng)態(tài)變化保持平衡與協(xié)調(diào)，提高運(yùn)動(dòng)員機(jī)體對大腦供血與供氧的能力。而射箭運(yùn)動(dòng)員腦電序列的復(fù)雜度、近似熵值與決定其信息量的大小密切相關(guān)。其腦電信號的隨機(jī)程度越高，說明該時(shí)間序列的腦電信息量越大、復(fù)雜性也就越高[18]。本研究中，由于倒立產(chǎn)生的刺激在時(shí)間變量增加的情況下對腦功能的影響是顯著的，而經(jīng)常接受此種從倒立體位轉(zhuǎn)換至正常體位的訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)員腦電非線性參數(shù)及其全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)的水平會(huì)趨于良性方向變化，其腦功能也會(huì)隨之出現(xiàn)相應(yīng)改變。4.3 倒立訓(xùn)練對射箭運(yùn)動(dòng)員自身情緒的影響

本研究選擇使用匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)、焦慮自評量表和癥狀自評量表3種主觀測試方法來評估倒立訓(xùn)練期間受試運(yùn)動(dòng)員心理狀態(tài)指標(biāo)的變化情況。在8周倒立訓(xùn)練后的結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)員SQI 得分、SAS得分和 SCL-90總分在倒立訓(xùn)練后均有不同程度的改善，說明這種訓(xùn)練可以通過改變大腦血流影響中樞神經(jīng)功能，從而有效提高睡眠質(zhì)量，緩解焦慮、負(fù)荷訓(xùn)練后不適癥狀以及產(chǎn)生的不良情緒，且隨著訓(xùn)練時(shí)間的進(jìn)一步增加，所產(chǎn)生的改善效應(yīng)會(huì)呈上升趨勢。

在本研究中，實(shí)驗(yàn)對象是并沒有器質(zhì)性疾病的在役優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員，研究結(jié)果顯示，倒立訓(xùn)練也具有可以減緩和降低焦慮、抑郁等不良情緒對運(yùn)動(dòng)員的影響，同時(shí)，還可以改善運(yùn)動(dòng)員的睡眠狀況。這表明倒立訓(xùn)練具有預(yù)防、保健、治療等多方面的功效。在本研究中，運(yùn)動(dòng)員倒立訓(xùn)練后腦電復(fù)雜度、近似熵兩項(xiàng)腦電非線性參數(shù)顯著增高，INH、5-HT、DA 3種全腦神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)顯著增高，而NE和EXC則顯著降低；心理指標(biāo)中，SCL-90總分顯著改善，說明倒立訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員腦電活動(dòng)趨于同步化、有序化，其交感神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)出緊張性降低，自主調(diào)節(jié)能力得以加強(qiáng)，經(jīng)過8周倒立訓(xùn)練后焦慮、抑郁等不良情緒得到一定的緩解，睡眠質(zhì)量有所提高。經(jīng)過倒立傾斜訓(xùn)練后，各種中樞神經(jīng)機(jī)能指標(biāo)相互影響、促進(jìn)，使射箭運(yùn)動(dòng)員中樞神經(jīng)系統(tǒng)處于一種良性協(xié)調(diào)狀態(tài)。

5 小結(jié)

1.通過兩種倒立時(shí)間的對比可以看出，3 min倒立訓(xùn)練的刺激效果并不明顯，而在5 min倒立訓(xùn)練中，坐姿初始狀態(tài)與坐姿恢復(fù)狀態(tài)的部分腦電非線性參數(shù)與全腦神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)顯著變化。

2.倒立狀態(tài)持續(xù)5 min后，體位變化刺激使被試大腦枕區(qū)的α頻段導(dǎo)頻百分比顯著增高，腦電非線性參數(shù)與全腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)顯著變化，這可以看做是由于體位和腦血流速度變化而產(chǎn)生的良性改變。

3.8周的倒立訓(xùn)練可以使射箭運(yùn)動(dòng)員全腦神經(jīng)遞質(zhì)中的5-HT、DA有顯著增加，SCL-90總分顯著降低。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過長時(shí)間的倒立訓(xùn)練，對射箭運(yùn)動(dòng)員的不良情緒可以起到一定的緩解作用，同時(shí)，可以減輕其在負(fù)荷訓(xùn)練后產(chǎn)生的一些不適癥狀，對其睡眠質(zhì)量有所提高，而且，隨著倒立訓(xùn)練的時(shí)間進(jìn)一步增加，所產(chǎn)生的改善效應(yīng)會(huì)呈上升趨勢。

[1]曹河圻,沃建中,林崇德,等.6～12歲兒童腦電α波頻率分布特點(diǎn)與信息加工速度的關(guān)系[J].心理學(xué)探新，2000，(4):30-35.

[2]馮連世,李開剛.運(yùn)動(dòng)員機(jī)能評定生理生化指標(biāo)測定方法及應(yīng)用[M].北京：人民體育出版社，2002.

[3]馮連世,馮美云,馮煒權(quán).優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能評定方法[M].北京：人民體育出版社，2003.

[4]韓東旭,劉月紅,周傳岱,等.頭低位臥床對人EEG的影響[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程,2001,14(3):168-171.

[5]韓清鵬,王平,王黎.疲勞狀態(tài)下EEG信號α波的最大李雅普諾夫指數(shù)估算[J].江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,5(5):628-630.

[6]郭蓓.射箭備戰(zhàn)重大比賽訓(xùn)練的監(jiān)控[J].體育科研,2007,28(7):56-63.

[7]賀太綱,劉建平.精神疲勞及其測定[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,1996,13(3):267-273.

[8]何洋.我國優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員腦電特征的研究[M].北京：北京體育大學(xué)出版社，2008.

[9]何洋,王霆,石巖.我國高水平射箭運(yùn)動(dòng)員選材指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].體育科學(xué),2008,28 (5):33-43.

[10]何洋,王霆,石巖.我國優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員腦功能特征的研究[J].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào),2007,33 (2):73-77.

[11]何洋,王霆,石巖.我國高水平射箭運(yùn)動(dòng)員冬訓(xùn)期間腦機(jī)能變化的研究[J].中國體育科技,2008,44 (4):100-110.

[12]何洋,王霆,石巖.我國大齡射箭運(yùn)動(dòng)員腦電特征的研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),2008,31(4):493-495.

[13]何洋,王霆,石巖.我國優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員賽前焦慮與恐懼腦象圖特征的研究[J].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào),2008,34(1):75-80.

[14]李志宏,劉瑛,張桂青.手倒立與中老年知識(shí)分子高血壓腦溢血的預(yù)防研究[J].體育與科學(xué),2002，23(6)：59-60.

[15]李德明,梅磊,劉昌,等.與年齡及認(rèn)知功能相關(guān)的成人腦波功率漲落圖特點(diǎn)[J].心理學(xué)報(bào)，1996，(4):405-413.

[16]梅磊,劉月紅,曲戰(zhàn)勝.記憶狀態(tài)下腦波超慢漲落圖分析[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，1989，2(3):4-10.

[17]潘昱,沃建中,林崇德.13～18歲青少年表象能力的發(fā)展和腦電α波的關(guān)系[J].心理發(fā)展與教育，2001，(4):7-12.

[18]王霆,王德堃,鄧興國.腦電非線性動(dòng)力學(xué)分析在優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員中樞疲勞研究中的應(yīng)用[J].體育科學(xué),2010,30 (2):64-69.

[19]沃建中,林崇德,潘昱.13～18歲青少年腦電α波的發(fā)展特點(diǎn)[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001，(6):118-124.

[20]沃建中,林崇德,劉軍.6～12歲兒童腦波超慢漲落功率與計(jì)算速度的關(guān)系[J].心理學(xué)報(bào)，2001，(6):47-52.

[21]沃建中,林崇德,曹河圻,等.6～12歲兒童腦波功率漲落特點(diǎn)與信息加工速度的關(guān)系[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001，(1):121-128.

[22]張鏡如.生理學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1998.

[23]趙侖,魏金河,嚴(yán)拱東，等.模擬失重條件下與選擇心算關(guān)聯(lián)的腦電位的動(dòng)態(tài)變化[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程,1998,11(3):167-171.

[24]BANKIER B,LITTMAN A B.Psychiatric disorders and coronary heart diseasein women-aneglected topic:review of the literature from 1971 to 2000[J].Psych Other Psychosom,2002,71:33-45.

[25]CHRISTOPHER MOORE.On the role of blood flow in information processing[J].J Neurophysiol,2006,10:1152.

[26]KAWAI Y,MURTHY G,etal.Cerebralblood flow velocity increaseswith acute head-down tiltofhum ans[J].Physiol,1992,35(1 Suppl):S186-S187.

[27]LAL S K L,CRAIG A.Electroencephalography activity associated with driver fatigue:implications for a fatigue counter measure device[J].J Psychophysiol,2001,15(1):183-189.

[28]LAWLER J M,C C CLINE,J A O’KROY,etal.Effectsofinspired O2and CO2on ventilatory responses to LBNP-releaseand acute head-down tilt[J].Aviat Space Env Med,1995,66:751-756.

[29]LOEPPKY J A,HIRSHFIELD D W,ELBRIDGE M W.The effects ofhead-down tilton carotid blood flow and pulm onary gasexchange[J],Aviat Space Env Med,1987,58(7):637-644.

[30]POWERS S K,M K STEWART,G LANDRY.Ventilatory and gasexchangedynam icsin responsetohead-down tiltwith and withoutvenous occlusion[J].Aviat Space Env Med,1988,59:239-245.

[31]VIJAYALAKSHMI P,MADANMOHAN.Acute effect of 30 degrees,60 degrees and 80 degrees head-down tilt on blood pressure in young healthy human subjects[J].Ind J Physiol Pharmacol,2006,50(1):28-32.

[32]ZHANG LAIYI,ZHENG CHONGXUN,LI XIAOPING,etal.Feasi-bility study of mental fatigue grade based on komlogoroventropy[J].Space Med Med Engineering,2005,18(5):375-380.

TheImpactofHandstandTrainingontheNonlinearParametersofEEGandBrainFunctionaboutExcellentArchers

WANG Ting1,2,LI Jian-ying1,SHI Yan1,WANG De-kun3

The research is aimed at discussing the recovery of athletes’ central nerves in shooting and archery events,which is based on the theories and methods on various changes of human body in handstand position.24 excellent archery athletes who are still in training are tested in the research.The following conclusions are drawn from the real time testing of EEG of 24 archery athletes in handstand training with different durations:there is a significant difference of the percentage of PCF on α band in bilateral occipital region between the position of normal state and handstand after 5 min handstand training.And two nonlinear parameters of EEG -the approximate entropy and Lempel-Ziv complexity,and six neurotransmitters of whole brain are also greatly different from the performance in the state recovered from the training (P<0.05).The approximate entropy and Lempel-Ziv complexity of EEG,INH,5-HT,DA,NE,EXC,total score of SCL-90 also changed significantly,compared to that of the archery athletes before the handstand training 8 weeks ago.The research indicates that 1) the stimulation of 3 min handstand training is not obvious.While in the 5 min training,there is a striking change on part of Nonlinear Parameters of EEG and index of neurotransmitters of whole brain between the original state and recovery state from the training.2) after 5 min handstand training,because of different body positions,the percentage of PCF on α band at occipital increased dramatically,and the nonlinear parameters of EEG as well as the index of neurotransmitters of whole brain changed significantly,which could be treated as the positive changes caused by different body positions and CBFV (cerebral blood flow velocity).3) eight-week-handstand training could increase 5-HT and DA greatly,and decrease total score of SCL-90 remarkably in neurotransmitters of whole brain,which show that handstand training could ease the negative mood,relieve symptoms and improve sleeping quality.Those favorable effects will be more obvious with extension of the handstand training time.

archers;eliteathlete;handstandtraining;nonlinearparametersofEEG;brainfunction;SET

1000-677X(2014)02-0048-06

2013-06-14；

：2013-12-20

國家體育總局國家隊(duì)科研綜合攻關(guān)項(xiàng)目(2013A014)。

王霆(1980-)，男，山西人，助理研究員，碩士，在讀博士研究生，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)心理學(xué)與腦電圖應(yīng)用，E-mail:wangting430@163.com；李建英(1959-)，男，河北人，教授，博士，博士研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)轶w育教育訓(xùn)練學(xué)，Email:ljy1959@163.com；石巖(1966-)，男，山西人，教授，博士，博士研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)轶w育心理學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)，E-mail:tyshiyan@163.com；王德堃(1935-)，女，遼寧人，主任醫(yī)師，研究方向?yàn)樯窠?jīng)生理學(xué)與臨床腦電圖應(yīng)用，E-mail：v_eeg@sina.com。

1.山西大學(xué) 體育學(xué)院，山西 太原 030006；2.山西省體育科學(xué)研究所，山西 太原 030012；3.山西省中醫(yī)藥研究院，山西 太原 030012 1.College of Physical Education,Shanxi University,Taiyuan 030006,China；2.Shanxi Institute of Sport Science,Taiyuan 030012,China；3.Shanxi Provincial Institute of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan 030012,China.

G804.8

：A