多焦点经颅直流电刺激对大学生女子篮球运动员下肢跳跃动力学及神经适应的影响

【作者】 陈瑞博； 王庆伟； 李丹阳； 于嘉良；

【机构】 首都体育学院； 武汉体育学院； 武汉体院学院运动训练学院； 中国水上运动学院；

【摘要】 研究目的:篮球运动是一项对抗激烈的体育项目,运动员频繁的跳跃和对抗要求其具备良好的下肢爆发力。女性运动员由于性别及内分泌的的原因,造成了在抗阻训练当中肌肉合成效率不及男性,同时在快速移动和跳跃过程中面临更高的损伤风险。近年来,脑科学领域的研究进展表明,经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)可以调节神经系统与肌肉的连接,提高人体在体育运动中肌肉协调的效率,受到运动科学领域广泛关注。目前,a-tDCS已广泛应用于体育科学领域以提高人体力量、耐力、平衡等素质。但是,关于其对下肢爆发力影响的研究结果并不一致。传统的研究当中多采用1–2 mA强度的刺激方案,而近期研究表明,更高强度的tDCS可能产生更好的神经调节效应。另外,鉴于现有研究多集中在男性群体,而具有一定训练经验的女性运动员群体研究较少,因此,本研究旨在通过a-tDCS调节女篮运动员的中枢神经系统,探讨其是否能提高下肢肌肉力量的输出及神经适应能力。本研究的假设为,1)相较于假刺激和2 mA的tDCS,4 m A强度的tDCS将显著提高跳跃表现;2)相较于假刺激和2 mA的tDCS,4 mA强度的tDCS能够显著提升下肢肌肉激活水平。研究方法:招募14名女子大学生篮球运动员(年龄:18.86±1.41岁;身高:175.07±4.76厘米;体重:72.86±18.35kg)作为研究对象。采用随机、单盲、交叉研究设计。每个参与者总共参加4次实验室测试,每次来访时间间隔一周,以避免刺激残留效应干扰。每次实验开始前,都会进行标准化的热身,热身包括5分钟的慢跑和5分钟的动态拉伸。第一次访问时对受试者进行正确动作模式的教学与基线测试。接下来的三次实验,受试者随机接受大脑M1区的2mA的a-tDCS、4mA的a-tDCS及sham-tDCS,随后收集反向运动跳(CMJ)、深蹲跳(SJ)、下落跳(DJ)以及表面肌电(EMG)数据。实验结束时,受试者填写一份不良反应问卷。采用单因素重复测量方差分析(ANOVA)来检验干预方案(2mA、 4mA、假刺激)对下肢跳跃动力学和肌电指标的影响。使用Bonferroni校正进行事后比较。研究结果:(1)14名受试者全部完成所有实验,没有人员脱落。不良反应方面,总体未观察到明显不良反应和潜在风险。(2)下肢跳跃能力测试发现,CMJ跳跃高度组间差异显著(F(3,39)=15.23,P<0.001),事后比较发现4mA组的跳跃高度显著高于基线(P<0.001)、假刺激(P=0.001)以及2mA组(P<0.001)。向心冲量同样有显著影响(F(3,39)=29.45,P<0.001),事后比较发现4mA组高于基线(P=0.001)、假刺激(P=0.001)以及2mA组(P<0.001)。相对峰值力同样显著影响(F(3,39)=4.21,P=0.01),事后比较发现仅4mA组的显著高于基线(P=0.02)。相对最大功率有显著影响(F(3,39)=7.79,P<0.001),事后比较发现4mA组的相对最大功率显著高于假刺激组(P=0.003)。RSImod有显著影响(F(3,39)=6.68,P=0.001),事后比较发现4mA组的RSImod显著高于基线(P<0.001)和假刺激(P=0.001)。(3)下肢肌电分析结果显示,不同干预方式对下肢VM%MVCmax没有显著影响(F(3,39)=2.47,P=0.07),RF%MVCmax没有显著影响(F(3,39)=1.38,P=0.26),VL%MVCmax没有显著影响(F(3,39)=1.11, P=0.35), ST%MVCmax没有显著影响(F(3,39)=0.72,P=0.54),BF%MVCmax没有显著影响(F(3,39)=0.29,P=0.83),MG%MVCmax没有显著影响(F(3,39)=2.08,P=0.17),LG%MVCmax没有显著影响(F(3,39)=0.96,P=0.41),TA%MVCmax没有显著影响(F(3,39)=1.02,P=0.39)。研究结论:本研究探索了多焦点tDCS对下肢跳跃动力学及神经适应的影响,研究发现4 mA强度的多焦点a-tDCS能够显著提升大学生女子篮球运动员下肢跳跃的高度、相对峰值力、相对峰值功率、向心冲量和反应力量指数等关键动力学指标。这些发现表明,将多焦点a-tDCS应用于女子篮球运动员的日常训练计划中,可以作为一种切实可行的训练辅助手段,以提高女子篮球运动员下肢力量输出以及专项运动表现。更多还原