李寧

摘 要：為了揭示不同速度練習(xí)太極拳的腦電活動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)經(jīng)嚴(yán)格訓(xùn)練和篩選的在太極拳的認(rèn)知和練習(xí)特點(diǎn)無明顯差異的6名被試者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明：一次性的故意減慢太極拳練習(xí)的速度，不但不能增強(qiáng)，反而減弱太極拳練習(xí)過程原有的大腦皮層神經(jīng)元同步化活動(dòng)效果，降低太極拳練習(xí)的神經(jīng)作用。同時(shí)，由于是一次性練習(xí)，沒有練習(xí)效果的積累，加上練習(xí)時(shí)間不長(zhǎng)，兩種速度練習(xí)時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)的變化，不能延續(xù)到練習(xí)后的閉眼靜坐過程。

關(guān) 鍵 詞：運(yùn)動(dòng)生理學(xué)；腦電成分；練習(xí)速度；太極拳

中圖分類號(hào)：G804.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-7116（2014）03-0137-03

太極拳練習(xí)的腦電研究，隨其研究視角不同，研究結(jié)果就各異。如龔云[1]、馬安東[2]、溫左惠[3]將經(jīng)常從事太極拳練習(xí)者安靜時(shí)的相關(guān)指標(biāo)與一般人的進(jìn)行比較，揭示太極拳練習(xí)對(duì)人的神經(jīng)過程的影響。Liu Y等[4-5]、熊開宇等[6]、孫福立等[7]，也有對(duì)太極拳練習(xí)即時(shí)腦電活動(dòng)的研究。武冬[8]對(duì)優(yōu)秀太極運(yùn)動(dòng)員、一般運(yùn)動(dòng)員、專家共計(jì)18人的研究發(fā)現(xiàn)，太極拳用意的腦電變化主要反映在β波的主峰頻率變化上。β波主峰頻率的變化因個(gè)體不同，發(fā)生變化的腦區(qū)及變化情況各不相同，說明由于不同的研究對(duì)象對(duì)太極拳的認(rèn)識(shí)和理解存在差異，在用意時(shí)的腦電活動(dòng)自然會(huì)有差別。因此，太極拳的腦電研究應(yīng)該考慮控制研究對(duì)象對(duì)太極拳的認(rèn)知問題。但排除無關(guān)因素對(duì)研究結(jié)果的影響等問題，在以往的相關(guān)研究中缺乏詳盡的報(bào)道。

盡管勻慢速練習(xí)已成了太極拳各大流派公認(rèn)的金科玉律，然而，是否越慢就越好？特別是有意識(shí)地減慢太極拳練習(xí)的速度，其腦電活動(dòng)與正常速度練習(xí)的特征是否一致等問題，就現(xiàn)有的相關(guān)研究結(jié)果，還未能很好地回答或解釋。為此，本研究試圖用實(shí)驗(yàn)的方法，揭示不同速度練習(xí)太極拳的腦電活動(dòng)變化特點(diǎn)，為進(jìn)一步揭示太極拳練習(xí)的腦神經(jīng)機(jī)制和更好地練習(xí)太極拳提供參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究選取16名（男女各8名）19～20歲的在校體育大學(xué)生，同時(shí)接受同一位老師的太極拳教育和訓(xùn)練1年后，通過相應(yīng)的考試取得太極拳的學(xué)習(xí)成績(jī)。去掉成績(jī)中最高、次最高和最低、次最低分的4名學(xué)生，再由同一位太極拳老師進(jìn)行評(píng)價(jià)和確認(rèn)，得到對(duì)太極拳的認(rèn)識(shí)、練功方式和體驗(yàn)無明顯差異的9名學(xué)生（男6名，女3名），他們都可以按要求獨(dú)立、熟練地完成24式太極拳練習(xí)，并自愿參與實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)驗(yàn)的目的和認(rèn)真配合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。由于頭發(fā)特點(diǎn)和其它原因，3名被試者（2男1女）導(dǎo)聯(lián)在練習(xí)中脫落，腦電數(shù)據(jù)不完整，最后只有6名被試者的腦電數(shù)據(jù)可用。

1.2 研究方法

1）腦電和心率數(shù)據(jù)的采集和處理。

采用鍍金盤狀電極，參照國(guó)際腦電圖學(xué)會(huì)標(biāo)定腦電研究常用的10～20電極導(dǎo)聯(lián)定位標(biāo)準(zhǔn)，省去Fz、Cz和Pz導(dǎo)聯(lián)，安放Fp1、Fp2、F7、F8、F3、F4、T3、T4、C3、C4、T5、T6、P3、P4、O1、O2、A1和A2導(dǎo)聯(lián)，靜坐20 min后，連接美國(guó)Cadwell實(shí)驗(yàn)室2004年開發(fā)生產(chǎn)的Ambulatory2動(dòng)態(tài)腦電記錄盒（輸入阻抗：1 000 MΩ，采樣率：3 200 Hz/通道；A/D轉(zhuǎn)換率：16位），電極與頭皮的電阻小于5 kΩ，用200 Hz腦電記錄頻率，用時(shí)段（每種運(yùn)動(dòng)的開始和結(jié)束）標(biāo)記方式采集和記錄被試者從實(shí)驗(yàn)開始到結(jié)束共6個(gè)時(shí)段（具體見實(shí)驗(yàn)過程）的腦電數(shù)據(jù)。為了排除干擾，除了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地（華南師范大學(xué)心理應(yīng)用研究中心行為實(shí)驗(yàn)室）的背景噪音控制在28～32 dba、氣溫在23～25 ℃外，選用德國(guó)BP（Brain Productor）公司生產(chǎn)的腦電分析系統(tǒng)（Analyzer）對(duì)采集到的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行離線純化處理和分析，基本步驟是：去眼電（如眨眼的電活動(dòng)成分）、除去干擾波（如偽跡、身體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的肌電活動(dòng)等非腦電成分）、各導(dǎo)聯(lián)基本波形分析和對(duì)比、輸出各導(dǎo)聯(lián)不同波頻的總功率值（?v2）和對(duì)比結(jié)果圖。

用食、中、無名指輕壓橈動(dòng)脈的方法[9]測(cè)量和記錄正常和更慢速度太極拳練習(xí)前、后的即刻心率，用于不同練習(xí)運(yùn)動(dòng)量的比較分析。

2）實(shí)驗(yàn)過程。

被試者到達(dá)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地后洗頭、干發(fā)、安放電極和連接腦電記錄儀，靜坐休息20 min，確認(rèn)被試者情緒穩(wěn)定后按以下順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）閉眼靜坐5 min（為不同時(shí)段的比較研究提供參考基準(zhǔn)）；（2）以正常速度練習(xí)太極拳（約5 min）；（3）閉眼靜坐5 min；（4）睜眼靜坐休息20 min（力圖減少或消除之前活動(dòng)對(duì)后面活動(dòng)的影響）；（5）閉眼靜坐5 min；（6）以更慢的速度練習(xí)太極拳（約6 min）；（7）閉眼靜坐5 min后結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

3）數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。

被試者太極拳練習(xí)前、后心率的比值（運(yùn)動(dòng)量指數(shù)）和實(shí)驗(yàn)過程不同時(shí)段的不同腦電波功率均值呈現(xiàn)的差異，借助統(tǒng)計(jì)軟件（SPSS12.0）在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行方差分析及其差異的顯著性檢驗(yàn)。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 不同速度練習(xí)太極拳的運(yùn)動(dòng)量比較

正常速度和慢速練習(xí)太極拳前、后的心率比值（運(yùn)動(dòng)量指數(shù)）分別為1.428 3±0.064 6、1.441 7±0.037 6，方差分析結(jié)果：兩種運(yùn)動(dòng)量指數(shù)均值差異未達(dá)到顯著性水平（P=0.672），這說明兩種活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)量差異不明顯。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程不同時(shí)段的腦電比較

1）不同速度練習(xí)太極拳時(shí)的腦電比較。

正常速度和慢速練習(xí)太極拳時(shí)各導(dǎo)聯(lián)腦電波變化相似，但腦電各波段的功率均值比較結(jié)果表明，兩者在Delta頻段的差異（前者功率值大于后者）達(dá)到了極顯著水平，其余頻段（Theta、Alpha、Beta）的差異均未達(dá)到顯著水平）。這說明正常速度與慢速練習(xí)太極拳所誘發(fā)的腦電活動(dòng)波形基本相同，而且，在Theta、Alpha、Beta頻段上的功率值基本處于同一水平，但正常速度練習(xí)的Delta頻段功率值明顯大于慢速練習(xí)的。endprint

2）不同速度練習(xí)太極拳后閉眼靜坐的腦電比較。

不同速度練習(xí)太極拳后閉眼靜坐時(shí)的腦電比較結(jié)果表明，各頻段的功率均值差異都達(dá)不到顯著水平），說明一次性不同速度練習(xí)太極拳誘發(fā)的腦電變化，對(duì)練習(xí)后閉眼靜坐的腦電活動(dòng)影響不明顯。

3 討論

大腦是支配身體運(yùn)動(dòng)的中樞。因此，運(yùn)動(dòng)時(shí)不同成分（頻率）的腦電活動(dòng)功率大小與運(yùn)動(dòng)的形式、速度和運(yùn)動(dòng)量有關(guān)。慢速和正常速度太極拳練習(xí)，兩者的運(yùn)動(dòng)形式基本一致，只是速度不同。相同形式不同速度的運(yùn)動(dòng)，如果速度的差別不足和運(yùn)動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)，不同速度運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的量的差異就不明顯，其運(yùn)動(dòng)量指數(shù)的差異就達(dá)不到顯著水平。由于太極拳練習(xí)本來就屬慢速運(yùn)動(dòng)，在其慢的基礎(chǔ)上更慢地運(yùn)動(dòng)，從練習(xí)時(shí)間看，正常速度練習(xí)約5 min，更慢速度練習(xí)約6 min，練習(xí)耗時(shí)約差1 min。按24式太極拳的動(dòng)作量計(jì)算，平均每一式練習(xí)用時(shí)約從正常速度的12.5 s增加到更慢速度的15 s。這樣的速度變化，分別在5～6 min的運(yùn)動(dòng)時(shí)耗里所引起的運(yùn)動(dòng)量變化，會(huì)被太極拳勻慢速運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)淡化或者緩沖變得差異不明顯，導(dǎo)致這兩種速度練習(xí)太極拳的運(yùn)動(dòng)量未呈現(xiàn)明顯的差別。

根據(jù)相關(guān)研究，一般情況下，腦電波隨大腦皮層不同的生理情況而變化[10]。當(dāng)有許多皮層神經(jīng)元的電活動(dòng)趨于一致時(shí)，就出現(xiàn)低頻率高振幅的波形，這種現(xiàn)象稱為同步化波（synchronous wave），也稱慢波；當(dāng)皮層神經(jīng)元的電活動(dòng)不一致時(shí)，就出現(xiàn)高頻率低振幅的波形，稱為去同步化波（也稱快波）。一般認(rèn)為，腦電波由高振幅的慢波轉(zhuǎn)化為低振幅的快波時(shí)，興奮過程增強(qiáng)；反之，由低振幅的快波轉(zhuǎn)化為高振幅慢波時(shí)，則表示抑制過程加深。另外，單個(gè)神經(jīng)元的突觸后電位變化微弱不足以引起皮質(zhì)表面的電位改變，必須有大量神經(jīng)元同時(shí)發(fā)生突觸后電位時(shí)才能同步起來，引起明顯的電位改變。當(dāng)向大腦皮質(zhì)傳人沖動(dòng)頻率顯著增加時(shí)，可引起去同步化，出現(xiàn)高頻率低振幅的快波；反之，當(dāng)向大腦皮質(zhì)傳人沖動(dòng)減少時(shí)，就會(huì)引起同步化低頻率高振幅的慢波。

根據(jù)太極拳運(yùn)動(dòng)的要求，練習(xí)前就要入靜、排除雜念和高度專心，加上要求動(dòng)作連貫，并以緩慢、圓弧和勻速運(yùn)動(dòng)，練習(xí)者的神經(jīng)控制逐漸朝“向我”發(fā)展的同時(shí)，有意識(shí)地阻斷“非我”的外來刺激，不斷純化皮層神經(jīng)元的活動(dòng)，經(jīng)過這樣多次反復(fù)的訓(xùn)練，皮層神經(jīng)元的活動(dòng)日趨同步，形成可以誘發(fā)強(qiáng)大的皮層低頻率高振幅的慢波電活動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)如果被要求以更慢速練習(xí)太極拳，練習(xí)者接受一額外的指令，即在正常速度練習(xí)太極拳的神經(jīng)過程中增加了一額外的控制成分，使正常速度練習(xí)時(shí)的神經(jīng)元同步化活動(dòng)狀態(tài)受到干擾，同步化活動(dòng)的神經(jīng)元數(shù)量減少，導(dǎo)致同步化波（慢波）的功率下降?？梢?，一次性的故意減慢太極拳練習(xí)的速度，不但不能增強(qiáng)，反而減弱太極拳練習(xí)過程原有的大腦皮層神經(jīng)元同步化活動(dòng)效果，降低太極拳練習(xí)的神經(jīng)作用。另外，由于是一次性練習(xí)，沒有練習(xí)效果的積累，加上練習(xí)時(shí)間不長(zhǎng)，兩種速度練習(xí)時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)的變化，不能延續(xù)到練習(xí)后的閉眼靜坐過程。

參考文獻(xiàn)：

[1] 龔云. 太極拳健身生理機(jī)制概要[J]. 西北成人教育學(xué)報(bào)，2001（4）：53-55.

[2] 馬安東. 陳式太極拳（38式）對(duì)大學(xué)生神經(jīng)功能的影響[J]. 成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，21（2）：87-89.

[3] 溫佐惠，冉學(xué)東，王廣虎. 論太極拳對(duì)改善老年人生物衰老、心理失衡和精神失落感的功效[J]. 成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，25（1）：88-92.

[4] Liu Y，Mimura K，Wang L，et al. Physiological benefits of 24-style Taijiquan exercise in middle-aged women[J]. J Physiol Anthropol Appl Human Sci，2003，22（5）：219-225.

[5] Liu Y，Mimura K，Wang L，et al. Psychological and physiological effects of 24-style taijiquan[J]. Neuropsychobiology，2005，52（4），212-218.

[6] 熊開宇，蔣曉萍，王瑞元. 練習(xí)太極拳過程中老年腦電圖變化規(guī)律的研究[EB/OL]. http：//www.ystjq.com/jsi.htm.

[7] 孫福立，浦群，黃植文，等. 太極拳鍛煉對(duì)知識(shí)型中老年人前額腦電慢節(jié)律變化的影響[J]. 中國(guó)老年學(xué)雜志，2000，20（5）：139-140.

[8] 武冬. 太極拳意的腦電圖功率譜分析[J]. 北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，27（8）：1063-1074.

[9] 全國(guó)體育學(xué)院教材委員會(huì). 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)[M]. 北京：人民體育出版社，1990：342-346.

[10] 丁文龍. 神經(jīng)、精神系統(tǒng)及感覺器官[M]. 上海：上海交通大學(xué)出版社，2010：196-201.endprint