吳梅婷 林嶺 劉建秀

寧波大學(xué)體育學(xué)院（浙江 寧波 315211）

腦超慢漲落技術(shù)在我國(guó)體育領(lǐng)域應(yīng)用研究現(xiàn)狀

吳梅婷 林嶺 劉建秀

寧波大學(xué)體育學(xué)院（浙江 寧波 315211）

腦超慢漲落技術(shù)；ET；體育

應(yīng)用先進(jìn)的神經(jīng)生理技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員腦功能訓(xùn)練適應(yīng)、狀態(tài)與認(rèn)知等研究已經(jīng)成為運(yùn)動(dòng)心理學(xué)、生理學(xué)、訓(xùn)練學(xué)的重要研究手段及發(fā)展趨勢(shì)之一。通過(guò)神經(jīng)生理技術(shù)，研究、測(cè)評(píng)運(yùn)動(dòng)員腦功能特征及狀態(tài)，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)選材、競(jìng)技狀態(tài)評(píng)價(jià)、訓(xùn)練的中樞適應(yīng)及競(jìng)技表現(xiàn)的心理生理機(jī)制等方面進(jìn)行研究，為運(yùn)動(dòng)實(shí)踐提供了許多寶貴的指導(dǎo)[1，2]。

目前常用于評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員腦功能特征的研究技術(shù)有很多種，如功能性磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Image，fMRI）、事件相關(guān)電位（Event-related Potential，ERP）、腦電圖（Electroencephalogram，EEG）、腦電地形圖（Brain Electrical Activity Mapping，BEAM）等技術(shù)。上述技術(shù)均可通過(guò)不同的技術(shù)原理及相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析來(lái)探索運(yùn)動(dòng)員腦功能特點(diǎn)，如：血氧水平相關(guān)成像原理等[3]。上述技術(shù)都因其技術(shù)原理的不同而有相應(yīng)的研究側(cè)重點(diǎn)，如fMRI因其空間分辨率高而主要應(yīng)用于探討認(rèn)知過(guò)程與情緒活動(dòng)的腦機(jī)制及腦功能定位等運(yùn)動(dòng)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域；ERP因其具有高時(shí)間分辨率的特點(diǎn)，能實(shí)時(shí)反映認(rèn)知加工過(guò)程而主要應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)認(rèn)知加工方面的研究；EEG則在運(yùn)動(dòng)性中樞損傷、中樞疲勞等的診治中進(jìn)入運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)實(shí)用階段；BEAM因其能比較直觀地反映大腦神經(jīng)活動(dòng)的圖形系統(tǒng)，客觀反映各腦區(qū)生理機(jī)能活動(dòng)狀態(tài)，在訓(xùn)練中具有特殊意義。根據(jù)科學(xué)還原論，任何腦功能特征的表現(xiàn)與變化的核心機(jī)制都離不開(kāi)中樞神經(jīng)遞質(zhì)活動(dòng)的影響，而以上這些技術(shù)均無(wú)法有效測(cè)評(píng)腦功能活動(dòng)過(guò)程中神經(jīng)化學(xué)遞質(zhì)的活動(dòng)和改變規(guī)律等。而腦波超慢漲落技術(shù)（Encephalofluctuogram Technology，ET）因其能實(shí)時(shí)定量測(cè)評(píng)神經(jīng)介質(zhì)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)的優(yōu)點(diǎn)，有效彌補(bǔ)了其他研究技術(shù)的部分局限性。ET因其可以無(wú)損傷、一次性探測(cè)多種神經(jīng)介質(zhì)動(dòng)態(tài)變化及不同頻率超慢波的分布比例、與運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)適應(yīng)有關(guān)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)動(dòng)員選材、運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練適應(yīng)、腦功能狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)心理等的研究與實(shí)踐應(yīng)用方面的價(jià)值備受關(guān)注，一些研究者為此進(jìn)行了一系列卓有成效的研究，并取得了可喜的初步研究成果。通過(guò)對(duì)我國(guó)體育領(lǐng)域ET研究文獻(xiàn)的分析，將有助于合理把握未來(lái)ET技術(shù)在體育科學(xué)領(lǐng)域的研究方向，特別是對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)心理學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用研究具有指向性作用，現(xiàn)有成果的梳理還將對(duì)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練實(shí)踐具有一定理論指導(dǎo)價(jià)值。

1 ET的技術(shù)原理及體育科研適用范疇

ET是一種無(wú)創(chuàng)性實(shí)時(shí)腦功能研究技術(shù)，該技術(shù)能在完全自然和無(wú)創(chuàng)的條件下，獲得腦內(nèi)多種神經(jīng)遞質(zhì)變化的信息，再通過(guò)分析不同神經(jīng)遞質(zhì)所對(duì)應(yīng)的特征頻率譜線的變化進(jìn)而對(duì)腦功能進(jìn)行評(píng)價(jià)[4，5]。根據(jù)我國(guó)航天醫(yī)學(xué)研究所梅磊教授提出的“腦電超慢漲落理論”，腦電波中隱含著頻率極低（毫赫茲級(jí)）的超慢漲落信號(hào)，這些信號(hào)可以由計(jì)算機(jī)掃描、分離后得到并可以組成超慢漲落系統(tǒng)，稱為S系統(tǒng)（supra-slow system）。S系統(tǒng)與腦內(nèi)神經(jīng)化學(xué)活動(dòng)密切相關(guān)[6]。上世紀(jì)八九十年代，梅磊等進(jìn)行了一系列前期動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了不同S譜線系與不同中樞神經(jīng)遞質(zhì)的特異性關(guān)系[7，8]。例如：S1與γ-氨基丁酸（GABA）有關(guān)；S2與谷氨酸（GA）有關(guān)；S3系與乙酰膽堿受體（Ach-R）有關(guān)；S4系與5-羥色胺（5-HT）有關(guān)；S5系與乙酰膽堿（ACh）有關(guān)；S11系與多巴胺（DA）有關(guān)等。該功效適用于運(yùn)動(dòng)員腦功能狀態(tài)（競(jìng)技狀態(tài)）的測(cè)評(píng)與研究。該技術(shù)還可根據(jù)不同頻率超慢波比例構(gòu)成情況將腦功能分為5種類型：分散型、非穩(wěn)定型（漫化型）、優(yōu)化型、認(rèn)知型、情緒型。不同的腦電活動(dòng)類型具有不同的行為或?qū)W習(xí)特點(diǎn)，其中，漫化型的特點(diǎn)是技術(shù)優(yōu)化過(guò)程較長(zhǎng)；優(yōu)化型的特點(diǎn)是優(yōu)先運(yùn)動(dòng)控制，具備較好的運(yùn)動(dòng)適應(yīng)能力；認(rèn)知型的特點(diǎn)是注重思維，善于思考，學(xué)習(xí)效果較好；情緒型的特點(diǎn)則是興趣或注意轉(zhuǎn)換速度快，易大起大落，容易受環(huán)境影響[11]。該功效適用于運(yùn)動(dòng)選材及專項(xiàng)訓(xùn)練適應(yīng)的研究與動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)。另外，通過(guò)ET不僅能得到腦電活動(dòng)類型并能采集分析腦信息熵值。腦的信息熵是集中反映腦所處內(nèi)外環(huán)境變化中適應(yīng)性反應(yīng)情況的指標(biāo)[49]。對(duì)于大腦來(lái)說(shuō)，熵值越低，則腦功能有序化程度越

高，技能形成的自動(dòng)化程度越高；熵值越高，則相反[50]。該功效適用于運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)與形成、競(jìng)技狀態(tài)的測(cè)評(píng)與研究。

盡管ET技術(shù)研發(fā)的最初動(dòng)機(jī)是應(yīng)用于航天員的選拔與腦功能狀態(tài)評(píng)價(jià)，但由于其在中樞神經(jīng)遞質(zhì)、不同頻率超慢波比例構(gòu)成及腦信息熵值的無(wú)創(chuàng)性實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)方面具有獨(dú)特功效，除在航天領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究外，該技術(shù)已經(jīng)被擴(kuò)展應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)及體育領(lǐng)域。在臨床醫(yī)學(xué)方面主要應(yīng)用于與神經(jīng)遞質(zhì)變化有關(guān)的疾病檢測(cè)中，如老年癡呆癥、癲癇、帕金森癥、抑郁及躁狂型精神病等的診斷與輔助指導(dǎo)治療，且檢測(cè)結(jié)果與其臨床癥狀和其它醫(yī)學(xué)診療設(shè)備得出的結(jié)論一致[9-11]。在體育領(lǐng)域研究?jī)?nèi)容涉及多個(gè)方面，如運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)、賽前競(jìng)技狀態(tài)分析、心理疲勞、運(yùn)動(dòng)選材等。該技術(shù)的設(shè)備攜帶、測(cè)試均較方便，對(duì)測(cè)試環(huán)境無(wú)特殊要求，在體育科研及訓(xùn)練領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。

2 ET在我國(guó)體育領(lǐng)域應(yīng)用研究

2.1 體育鍛煉與ET

體育鍛煉可以增強(qiáng)神經(jīng)系統(tǒng)的功能，即加強(qiáng)神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和改善大腦興奮和抑制過(guò)程的轉(zhuǎn)化能力，整體提高腦功能[12]。有研究報(bào)道，經(jīng)常參加體育鍛煉可以促進(jìn)認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)能力及情感狀態(tài)[13-15]。而這種腦功能的變化可以通過(guò)ET進(jìn)行檢測(cè)。王艷霞研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)8周的系統(tǒng)鍛煉，男女大學(xué)生的腦功能狀態(tài)，無(wú)論是大腦缺血缺氧狀態(tài)、疲勞狀態(tài)，還是興奮抑制狀態(tài)，從總體數(shù)值分析來(lái)看都有了一定的改善[16]。Dustman等認(rèn)為經(jīng)常參加有氧運(yùn)動(dòng)者具有良好的認(rèn)知功能且α波（8~10Hz）的活動(dòng)增強(qiáng)[17]。Lardon等發(fā)現(xiàn)高頻率運(yùn)動(dòng)者α-1波（9.5~12.5 Hz）的功率明顯增高[18]。長(zhǎng)期不同形式的體育鍛煉均出現(xiàn)一致的α波（9~10 Hz）活動(dòng)的增強(qiáng)，9~10 Hz腦電類型為優(yōu)化型和認(rèn)知型。這兩種類型的腦電都具有良好的運(yùn)動(dòng)控制與適應(yīng)能力，善于思考并注重學(xué)習(xí)的理解能力[18]。通過(guò)上述研究可見(jiàn)：長(zhǎng)期不同形式的體育鍛煉均出現(xiàn)不同方面的腦功能狀態(tài)及認(rèn)知能力的改善，且體育鍛煉導(dǎo)致的腦功能改善可以通過(guò)ET進(jìn)行定量測(cè)評(píng)。

2.2 運(yùn)動(dòng)技能學(xué)校與ET

運(yùn)動(dòng)技能的學(xué)習(xí)，其本質(zhì)就是要在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)成一個(gè)新的序參量，這種新的序參量的基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)大量相關(guān)要素的有序排列，網(wǎng)絡(luò)在新序參量目標(biāo)導(dǎo)向下的變化過(guò)程就是學(xué)習(xí)的進(jìn)程。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的自組織完成時(shí)，新序參量也就形成，運(yùn)動(dòng)技能也就建立了[19]。運(yùn)動(dòng)技能形成受神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的早期改變的敏感性的影響。Hubel和Wiesel認(rèn)為，在早期敏感期，刺激可以選擇利用細(xì)胞群體中那些同時(shí)放電的輸入并抑制其它輸入，而使反應(yīng)的特異性變得清晰，此時(shí)被選擇的突觸聯(lián)系在鞏固以后可以抑制其它突觸聯(lián)系。突觸接頭上的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)的釋放、攝取等代謝活動(dòng)，會(huì)對(duì)大腦的電生理活動(dòng)產(chǎn)生影響[20]。

迄今為止，我國(guó)關(guān)于運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)及其相對(duì)應(yīng)大腦神經(jīng)遞質(zhì)活動(dòng)特點(diǎn)的ET研究主要集中于運(yùn)動(dòng)表象相關(guān)研究。安燕等對(duì)8名健將級(jí)的射箭運(yùn)動(dòng)員和19名普通大學(xué)生進(jìn)行專家與新手心理表象的差異研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，專家與新手之間在安靜狀態(tài)下并未因訓(xùn)練不同而產(chǎn)生差異；在運(yùn)動(dòng)表象時(shí)，與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的區(qū)域存在差異，即專家皮層激活在左側(cè)區(qū)域更廣泛[21]。她的另一項(xiàng)研究通過(guò)對(duì)田徑、羽毛球、射箭和射擊四種不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行腦電研究，結(jié)果與上述研究一致，即在安靜狀態(tài)下不存在差異，在運(yùn)動(dòng)表象過(guò)程中腦電功率譜百分比存在項(xiàng)目差異[22]。鄒榮琪等人（2009）對(duì)自行車運(yùn)動(dòng)員腦電變化的研究，結(jié)果與上述研究一致[23]。研究結(jié)果提示：安靜狀態(tài)下，專家與新手大腦活動(dòng)沒(méi)有差別，在運(yùn)動(dòng)表象時(shí)，與運(yùn)動(dòng)相關(guān)區(qū)域的腦神經(jīng)活躍程度專家與新手存在差異，且不同項(xiàng)目間也存在差異。

2.3 賽前競(jìng)技狀態(tài)與ET

賽前狀態(tài)對(duì)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)十分重要，合理的評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員賽前狀態(tài)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)，我國(guó)科研人員嘗試應(yīng)用ET分析運(yùn)動(dòng)員賽前心理狀態(tài)。

ET可以通過(guò)神經(jīng)遞質(zhì)特征譜線的變化反映賽前腦功能狀態(tài)。魏高峽等對(duì)優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員大腦中樞神經(jīng)遞質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，賽前一天，大腦神經(jīng)遞質(zhì)表現(xiàn)為DA的左腦優(yōu)勢(shì)、5-HT的右腦優(yōu)勢(shì)和Ach的前高后低走向，這些神經(jīng)遞質(zhì)的變化與腦區(qū)有關(guān)[24]。殷加寶的研究發(fā)現(xiàn)意象比賽狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)員的大腦抑制性神經(jīng)遞質(zhì)上升，興奮性神經(jīng)遞質(zhì)下降[25]，通過(guò)腦神經(jīng)遞質(zhì)的變化可以有效反映出運(yùn)動(dòng)員的賽前心理狀態(tài)。ET也可以通過(guò)腦信息嫡的變化反映賽前競(jìng)技狀態(tài)。林麗雅等分別采集高水平游泳運(yùn)動(dòng)員高原前中后及高原后12天（賽前10天）的腦功能指標(biāo)，結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)員在下高原后調(diào)整的10天中，其腦主序參量形式發(fā)生了非常明顯的變化，信息嫡水平大幅度升高，信息離散趨勢(shì)明顯[26]。這意味著，高原訓(xùn)練不能代替專門的賽前訓(xùn)練，如果運(yùn)動(dòng)員賽前訓(xùn)練不合理，會(huì)導(dǎo)致腦突觸功能矩陣協(xié)同水平的重調(diào)，因而腦功能的狀態(tài)結(jié)構(gòu)水平發(fā)生變化，表現(xiàn)為信息嫡離散，而信息嫡或主序參量離散或右移，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力下降。另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果[27]。因此，通過(guò)腦信息嫡的變化可以有效反映出運(yùn)動(dòng)員的賽前競(jìng)技狀態(tài)。

上述研究結(jié)果顯示：良好的賽前狀態(tài)具有一定的大腦活動(dòng)背景。通過(guò)ET的特征譜線、信息熵等變化可以有效反映出運(yùn)動(dòng)員的賽前競(jìng)技狀態(tài)，為教練員合理

安排心理及技術(shù)訓(xùn)練提供客觀數(shù)據(jù)參考，幫助運(yùn)動(dòng)員在賽前達(dá)到最佳狀態(tài)。

2.4 運(yùn)動(dòng)型中樞疲勞與ET

中樞疲勞被普遍認(rèn)為是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)性抑制，與中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)改變有關(guān)[28-30]。隨著人們對(duì)運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞機(jī)制的研究越來(lái)越深入以及測(cè)評(píng)技術(shù)的發(fā)展，腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的變化成為了科研工作者研究的關(guān)注點(diǎn)之一。國(guó)內(nèi)外眾多研究均提示運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中5-HT、GABA升高、DA及Ach-R水平降低等神經(jīng)遞質(zhì)變化有關(guān)，并基本達(dá)成共識(shí)[31-35]。但是，由于5-HT等神經(jīng)遞質(zhì)不能通過(guò)血腦屏障，因此不能通過(guò)外周血液直接測(cè)量5-HT等神經(jīng)遞質(zhì)含量，一般都間接通過(guò)檢測(cè)血樣中f-TRP含量，同時(shí)計(jì)算f-TRP/BCAA的比值來(lái)推測(cè)5-羥色胺的含量。ET則因其對(duì)中樞神經(jīng)遞質(zhì)可進(jìn)行實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)，為中樞疲勞的客觀化定量測(cè)評(píng)提供了重要的科學(xué)手段。張振民通過(guò)對(duì)國(guó)家短道速滑隊(duì)、花樣滑冰隊(duì)主力隊(duì)員進(jìn)行腦電圖等分析，評(píng)定競(jìng)技狀態(tài)、診斷中樞疲勞，研究結(jié)果提示，運(yùn)動(dòng)員疲勞狀態(tài)下，GABA和5-HT明顯增加，DA顯著下降[36]。林嶺對(duì)射箭隊(duì)的37名一級(jí)以上男隊(duì)員進(jìn)行ET及軀體行為癥狀橫斷性測(cè)試，結(jié)果顯示，ET的疲勞指數(shù)（5-HT水平）與運(yùn)動(dòng)員自評(píng)的疲憊感呈非常顯著性高度正相關(guān)，說(shuō)明隨著中樞內(nèi)5-HT的升高，伴有疲憊感的升高，這提示ET和軀體行為癥狀可以互為補(bǔ)充，綜合評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員的中樞疲勞癥狀[37]。綜上，ET可以通過(guò)S特征譜線的變化來(lái)評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員中樞疲勞狀況[28，37，38]。

2.5 ET在不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目比較級(jí)選材中應(yīng)用研究

從CNKI檢索到21篇與不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目相關(guān)的ET研究，涉及的項(xiàng)目包括射擊、射箭、網(wǎng)球、沙灘排球、乒乓球、橄欖球、競(jìng)走、400米跑、游泳、體操、蹦床、花樣游泳、拳擊、氣功等。除了3篇進(jìn)行不同項(xiàng)目間橫向比較研究之外，其它研究主要針對(duì)一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行研究。

針對(duì)某一個(gè)項(xiàng)目的研究結(jié)論均提示，運(yùn)動(dòng)員與普通人、優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員與一般運(yùn)動(dòng)員、集訓(xùn)前后部分腦區(qū)的神經(jīng)遞質(zhì)的激活水平均存在顯著差異[39，40，41]。另外，通過(guò)ET超慢波比例及特征譜線變化來(lái)區(qū)分不同運(yùn)動(dòng)員的腦功能類型，這與運(yùn)動(dòng)選材密切相關(guān)。龐俊華等對(duì)射箭、射擊和花泳運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行腦漲落圖研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，技能主導(dǎo)表現(xiàn)難美性的項(xiàng)目花泳組運(yùn)動(dòng)員全腦水平S3譜線顯著低于射擊運(yùn)動(dòng)員和對(duì)照組；技能主導(dǎo)表現(xiàn)準(zhǔn)確性的項(xiàng)目射箭組運(yùn)動(dòng)員的全腦水平S6系顯著低于對(duì)照組，且不同專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員腦內(nèi)神經(jīng)介質(zhì)形成的腦功能優(yōu)勢(shì)，與808神經(jīng)類型測(cè)試結(jié)果相符[42]，因此認(rèn)為，腦漲落圖特征譜線特征與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的訓(xùn)練特點(diǎn)相關(guān)。王曉軍等對(duì)19名國(guó)家隊(duì)和19名廣東隊(duì)射擊運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行腦電α波測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同水平射擊隊(duì)員的腦電α波類型均偏向認(rèn)知型[5，43]。鄭曉等、宋愛(ài)晶等的研究均發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀跳水運(yùn)動(dòng)員的腦電α波功率譜主要集中于10 Hz[44，45]。黃貝君等通過(guò)對(duì)競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員腦電α波分析發(fā)現(xiàn)，5名運(yùn)動(dòng)員的優(yōu)勢(shì)頻率為10 Hz[46]。優(yōu)勢(shì)頻率代表了自組織系統(tǒng)中最有價(jià)值的信息，系統(tǒng)中占優(yōu)勢(shì)地位的序參量可支配所有子系統(tǒng)的行為[47]。盡管目前相關(guān)研究數(shù)量有限，還很難達(dá)成共識(shí)，但階段性研究成果提示我們，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員選材時(shí)應(yīng)該考慮不同項(xiàng)目的專項(xiàng)特點(diǎn)，通過(guò)不同的特征譜線和不同頻率超慢波比例構(gòu)成可輔助進(jìn)行選材。

2.6 其他與運(yùn)動(dòng)相關(guān)ET研究

腦的信息熵是集中反映腦所處內(nèi)外環(huán)境變化中適應(yīng)性反應(yīng)情況的指標(biāo)，熵值在腦波中的變化，實(shí)際上就是機(jī)體各部分協(xié)同產(chǎn)生的適應(yīng)性變化信息，是經(jīng)機(jī)體自組織以后形成的宏觀參量，也是機(jī)體腦經(jīng)訓(xùn)練后有序程度的集中反映[48]。有研究發(fā)現(xiàn)，奧運(yùn)冠軍、國(guó)家隊(duì)與廣東省射擊隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的熵值存在顯著性差異，熵值可作為監(jiān)控優(yōu)秀射擊運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練適應(yīng)狀態(tài)的參考指標(biāo)[49]。此外，熵值可以評(píng)價(jià)訓(xùn)練負(fù)荷安排與控制的合理和有效程度[44，50，51]，認(rèn)知型低熵值的運(yùn)動(dòng)員具有掌握和控制技能水平的較高優(yōu)勢(shì)，而平均型高熵值的運(yùn)動(dòng)員則不具有高水平競(jìng)技能力的可能性[52]。目前，有限的相關(guān)研究還很難形成一致的結(jié)論，但就現(xiàn)有成果結(jié)合ET的技術(shù)原理看，ET熵值的動(dòng)態(tài)變化測(cè)評(píng)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)訓(xùn)練適應(yīng)及競(jìng)技狀態(tài)評(píng)價(jià)是一個(gè)具有較高研究?jī)r(jià)值的研究方向。

另外，周紅宇的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)服用L-蘋果酸以及腦缺血再灌注后給予L-蘋果酸，都能及時(shí)改善了腦組織的能量代謝，調(diào)整腦內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)，從而有利于學(xué)習(xí)一記憶功能的恢復(fù)，起到改善記憶的作用[53]。他認(rèn)為通過(guò)ET我們可以無(wú)創(chuàng)地反映腦功能狀態(tài)，有利于研究補(bǔ)充蘋果酸與中樞疲勞的關(guān)系。他的探索研究提示，可以應(yīng)用ET技術(shù)評(píng)價(jià)外源性物質(zhì)干預(yù)對(duì)腦功能的影響，此方向的進(jìn)一步深入研究將在運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)的科學(xué)補(bǔ)充、競(jìng)技狀態(tài)科學(xué)調(diào)控等方面具有重要指導(dǎo)價(jià)值。

2.7 其他研究指標(biāo)與ET結(jié)合應(yīng)用

為了擴(kuò)展ET應(yīng)用的范圍及避免單一手段的局限性，有研究者將ET與腦電（EEG）及心率變異性（HRV）等多種技術(shù)和量表進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，共同研究揭示有關(guān)現(xiàn)象。劉運(yùn)洲等對(duì)10名羽毛球項(xiàng)目二級(jí)以上運(yùn)動(dòng)員刺激前后進(jìn)行主觀感覺(jué)、腦電（EEG）、超慢漲落技術(shù)（ET）、心率變異性（HRV）的變化研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）能夠提高喚醒，刺激后腦電（EEG）、神經(jīng)遞質(zhì)及心率變異性（HRV）的變化在一定程度上可以聯(lián)合對(duì)其神經(jīng)生理效果進(jìn)行解釋[54]。鄭樊

慧等利用ET和《中國(guó)射擊運(yùn)動(dòng)員恢復(fù)—應(yīng)激問(wèn)卷》結(jié)合對(duì)移動(dòng)靶運(yùn)動(dòng)員不同訓(xùn)練負(fù)荷前后機(jī)體機(jī)能的變化特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試與分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：抑制性遞質(zhì)（INH）和Ach訓(xùn)練前的值都顯著高于上強(qiáng)度1周后的值，休息受干擾分量表的值在上強(qiáng)度訓(xùn)練前后存在顯著性差異；睡眠質(zhì)量分量表的值在上量后顯著低于夏訓(xùn)前的值。這兩種測(cè)試方法的結(jié)合可共同解釋不同訓(xùn)練負(fù)荷前后機(jī)體機(jī)能的變化[40]。

林麗雅對(duì)游泳隊(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行生理生化及腦電等指標(biāo)測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一般生理生化指標(biāo)只能反映運(yùn)動(dòng)員的生理機(jī)能狀態(tài)，與運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力不存在線性關(guān)系，而腦電指標(biāo)的變化（如信息熵離散，信息熵集中的主震蕩水平離散或右移）提示運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力下降。ET的測(cè)試能補(bǔ)充說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員腦功能狀態(tài)，而腦功能狀態(tài)則是運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技狀態(tài)的直接影響因素[55]。還有研究者將ET與ERP技術(shù)結(jié)合起來(lái)探索神經(jīng)遞質(zhì)變化對(duì)認(rèn)知加工能力的影響，林嶺的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)ET的中樞疲勞指數(shù)與P300的波幅呈有意義的高度負(fù)相關(guān)，即中樞疲勞將導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員的注意選擇功能下降[37]。

根據(jù)不同神經(jīng)生理技術(shù)原理的不同，將ET與ERP、fMRI等神經(jīng)生理技術(shù)結(jié)合，可以打破空間與時(shí)間分辨率低的局限性，分別從實(shí)時(shí)認(rèn)知活動(dòng)、中樞神經(jīng)遞質(zhì)變化及腦組織的空間定位等方面發(fā)揮互補(bǔ)作用，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員腦功能研究向縱深方向發(fā)展。結(jié)合有關(guān)量表測(cè)評(píng)，可以探索神經(jīng)生理變化與行為及心理狀態(tài)變化的關(guān)系。

3 ET在我國(guó)體育領(lǐng)域應(yīng)用研究中主要成果、存在問(wèn)題及未來(lái)研究方向

綜上所述，ET在我國(guó)體育領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了可喜的研究成果。主要成果包括：（1）長(zhǎng)時(shí)間的體育鍛煉有助于提高大腦的記憶力、開(kāi)拓思維和想象力，從而有效地提高腦力勞動(dòng)的效率，而這種腦功能的變化可以通過(guò)ET進(jìn)行檢測(cè)；（2）ET為運(yùn)動(dòng)表象效果評(píng)價(jià)提供了一種有效的客觀研究方法，探索并驗(yàn)證了表象過(guò)程中有關(guān)腦結(jié)構(gòu)被激活程度的關(guān)系，激活程度越高說(shuō)明運(yùn)動(dòng)表象干預(yù)效果越好，同時(shí)，運(yùn)動(dòng)表象過(guò)程中不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的不同腦區(qū)的腦電功率譜百分比存在差異；（3）運(yùn)動(dòng)員的賽前競(jìng)技狀態(tài)會(huì)通過(guò)ET的特征譜線、信息熵等變化反映出來(lái)，通過(guò)ET測(cè)評(píng)可以反饋指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技狀態(tài)調(diào)控；（4）ET可通過(guò)對(duì)中樞神經(jīng)遞質(zhì)的測(cè)評(píng)而定量客觀評(píng)估運(yùn)動(dòng)員中樞疲勞狀態(tài)；（5）在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員選材時(shí)應(yīng)該考慮不同項(xiàng)目的專項(xiàng)特點(diǎn)，不同專項(xiàng)有著不同的優(yōu)勢(shì)譜線；（6）ET與腦電（EEG）、心率變異性（HRV）、ERP等多種技術(shù)結(jié)合，可互相彌補(bǔ)各個(gè)指標(biāo)的不足，共同解釋運(yùn)動(dòng)中樞現(xiàn)象。

盡管ET在我國(guó)體育領(lǐng)域已經(jīng)獲得了可喜的研究成果，然而總體而言，這方面的研究還存在一些問(wèn)題。在研究技術(shù)上，研究手段過(guò)于單一，目前關(guān)于ET與其他技術(shù)手段結(jié)合進(jìn)行研究的相關(guān)研究文獻(xiàn)偏少。目前我國(guó)體育領(lǐng)域進(jìn)行的ET相關(guān)研究，基本都停留在針對(duì)運(yùn)動(dòng)員的現(xiàn)象描述上，比如對(duì)中樞疲勞、運(yùn)動(dòng)技能適應(yīng)或競(jìng)技狀態(tài)等實(shí)時(shí)現(xiàn)狀描述，缺乏機(jī)制探索性研究。在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理上大部分ET研究都采用簡(jiǎn)單的方差分析或T檢驗(yàn)，單純比較實(shí)驗(yàn)前后或組間差異，提示研究方法設(shè)計(jì)方面還過(guò)于簡(jiǎn)單化，難以有效揭示更為復(fù)雜、更有深度的現(xiàn)象或機(jī)制。我國(guó)體育領(lǐng)域ET研究的樣本量總體偏少。在樣本量偏少的情況下所得到的結(jié)論的可信度、可重復(fù)性及科學(xué)性偏低。目前ET在我國(guó)體育科學(xué)中的應(yīng)用主要集中在非周期性項(xiàng)目上，很少涉及周期性體能項(xiàng)目。ET普及應(yīng)用程度較低，研究群體過(guò)于局限。受研究總量的局限，目前有些研究結(jié)果及結(jié)論還很難達(dá)成有效的共識(shí)。

未來(lái)研究方向：（1）不同神經(jīng)生理技術(shù)有其各自獨(dú)特的適用研究視角。通過(guò)ET與ERP、fMRI等神經(jīng)生理技術(shù)的結(jié)合，可以打破空間與時(shí)間分辨率低的局限性，分別從實(shí)時(shí)認(rèn)知活動(dòng)、中樞神經(jīng)遞質(zhì)變化及腦組織的空間定位等方面發(fā)揮互補(bǔ)作用，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員腦功能研究向縱深方向發(fā)展，從而說(shuō)明某種訓(xùn)練方式的中樞適應(yīng)，這種適應(yīng)包括空間的和實(shí)時(shí)功能狀態(tài)的。這對(duì)于指導(dǎo)科學(xué)安排訓(xùn)練方式與負(fù)荷具有重要實(shí)踐指導(dǎo)意義。（2）利用ET在體育領(lǐng)域探索優(yōu)化的技能訓(xùn)練模式。運(yùn)動(dòng)技能的學(xué)習(xí)的本質(zhì)，是要在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)成一個(gè)新的序參量，一定限度內(nèi)的大負(fù)荷量有利于新模式形成，超過(guò)極限負(fù)荷的量勢(shì)必將導(dǎo)致與期望（標(biāo)準(zhǔn)）序參量相反的結(jié)果[19]。腦的信息熵是集中反映腦所處內(nèi)外環(huán)境變化中適應(yīng)性反應(yīng)情況的指標(biāo)[48，52]。利用熵值能有效測(cè)評(píng)運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)與形成模式，對(duì)于教練員優(yōu)化技能訓(xùn)練模式有重要指導(dǎo)意義。因此，應(yīng)用ET技術(shù)探索研究運(yùn)動(dòng)技能形成的中樞機(jī)制及不同技能訓(xùn)練模式、負(fù)荷的安排對(duì)運(yùn)動(dòng)技能形成過(guò)程的影響，將會(huì)為提高運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)與訓(xùn)練的科學(xué)化水平提供重要的理論依據(jù)。（3）我國(guó)目前應(yīng)用ET在周期性體能項(xiàng)目上研究薄弱。而這些尚未被涉及到的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目都具有開(kāi)展腦波ET研究的巨大潛力。另外，ET超慢波比例及特征譜線變化與不同項(xiàng)目的專項(xiàng)特點(diǎn)有關(guān)，通過(guò)研究不同的特征譜線和不同頻率超慢波比例構(gòu)成可輔助進(jìn)行選材。有關(guān)研究還需要進(jìn)一步深入、系統(tǒng)進(jìn)行。

4 總結(jié)

（1）體育領(lǐng)域的ET研究在體育鍛煉、運(yùn)動(dòng)技能學(xué)

習(xí)、賽前競(jìng)技狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞、運(yùn)動(dòng)選材等方面取得了較為可喜的階段性研究成果。（2）體育領(lǐng)域的ET相關(guān)研究起步較遲，目前仍處于初期探索性研究階段，還存在一些問(wèn)題。如：研究數(shù)量有限，ET在輔助選材方面還未達(dá)成共識(shí)；鑒于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐的復(fù)雜性，ET在解決實(shí)踐問(wèn)題還存在較大局限性。（3）ET結(jié)合其它神經(jīng)生理技術(shù)，綜合探索不同項(xiàng)目、不同訓(xùn)練方式與負(fù)荷的訓(xùn)練在中樞適應(yīng)變化規(guī)律，及其對(duì)中樞功能狀態(tài)、認(rèn)知加工過(guò)程、心理狀態(tài)等變化規(guī)律的影響和相互關(guān)系，優(yōu)化運(yùn)動(dòng)技能訓(xùn)練模式，探索適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷等，具有廣闊的應(yīng)用研究前景。

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2015.09.17

《運(yùn)動(dòng)心理理論與應(yīng)用》課程建設(shè)（項(xiàng)目編號(hào)：ZDKC2014003）

林嶺，Email：linling@nbu.edu.cn