高精度经颅直流电刺激对体育专业大学生运动性肌肉疲劳的影响

作     者：欧阳川慧 

作者单位：沈阳体育学院 

学位级别：硕士

导师姓名：夏忠梁

授予年度：2022年

学科分类：040303[教育学-体育教育训练学] 0403[教育学-体育学] 04[教育学] 

主      题：高精度经颅直流电刺激 体育专业大学生 运动性肌肉疲劳 运动力竭 耐力 

摘      要：研究目的:疲劳是一种复杂的生理及心理变化过程,通常与运动相伴而生,在跑步、游泳、骑自行车等周期类项目中表现的尤为明显。随着运动时间的持续进行,肌肉产生力量和募集运动单位的能力会逐渐下降,运动性肌肉疲劳也会不可避免的发生。运动性肌肉疲劳所涉及的运动通路十分多元,其中不乏肌纤维收缩能力降低、运动皮质和脊髓兴奋性减弱等原因。经颅直流电刺激技术(Transcranial direct current stimulation,tDCS)作为一种新型的非侵入式神经电刺激技术,它具有调节大脑皮层兴奋性、增加神经突触可塑性和改变区域性脑血流的机制,这很大程度上可以起到改善中枢疲劳的作用。然而,事物总是具有两面性,现阶段关于tDCS改善运动性肌肉疲劳的评价仍是褒贬不一,诸如刺激电流强度的选择与重复刺激后的叠加效应更是存在争议。因此,本研究将采用重复刺激和不同强度电流作为干预手段,对刺激干预前后的相关指标进行分析,旨在探寻不同强度高精度经颅直流电刺激(High-definition transcranial direct current stimulation,HD-tDCS)对体育专业大学生运动性肌肉疲劳能力的影响及其变化机制,同时为tDCS技术应用于体育教学与训练领域提供现实的理论与实践依据。研究方法:本研究主要运用文献资料法、元分析法、实验法和数理统计法进行研究。采用随机、单盲、对照实验,选取36名沈阳体育学院在校的体育专业大学生(运动等级二级及以上;年龄:22±2.578岁;身高:1.80±0.064厘米;体重:72.75±9.377千克)为本研究实验对象。干预方案:采取阳极刺激和假刺激对照,电流强度设置为1.5m A、2m A和0m A,刺激时长为20分钟,刺激脑区为初级运动皮质(M1)区。以Monark功率自行车的力竭疲劳测试为实验操作任务,对干预前后的相关评价指标进行采集。采用单因素方差分析和双因素重复测量方差分析(分组*时间),组间因素为刺激强度(1.5m A、2m A和0m A),组内因素为时间(第一次干预、第二次干预)比较不同强度刺激下各相关指标的差异,并用LSD进行事后检验分析,显著性差异水平定义为p0.05)。3.心率:在力竭任务测试过程中,组内效益显著(p0.05)。4.主观疲劳感觉评分:刺激前后,受试者的主观疲劳感觉评分无显著性差异,且HD-tDCS1.5m A、HD-tDCS2m A、sham组间的主观疲劳感觉评分也无显著性差异(p0.05)。并得出以下研究结论:1.阳极HD-tDCS可显著延长运动的力竭时间、提升峰值功率的输出,证明HD-tDCS对机体抗疲劳能力的提升具有显著的积极效益;***-tDCS由于刺激强度的不同会导致运动时间发生显著性变化,其中提升机体抗疲劳能力的最佳刺激参数为1.5m A电流强度,2m A的刺激效果次之;***-tDCS刺激脑区的选择会影响各指标间的变化,刺激干预应用于运动皮质区改善生理运动表现的效益显著,但对心率和主观疲劳感觉评分的影响效益不大;4.单次HD-tDCS可对受试者的机体抗疲劳指标产生影响,重复HD-tDCS干预可使其产生叠加效应,且影响效益更加显著。