大脑耐力训练如何改变耐力运动表现

文摘   2024-12-02 09:09   北京  

参考文献
原文标题:Concurrent Brain Endurance Training Improves Endurance Exercise Performance
原文作者:Neil Dallaway, Samuel J.E. Lucas, Christopher Ring



导语:在传统认知中,提升运动表现的关键在于身体素质的提升,如肌肉力量、心肺功能等。然而,近年来的研究发现,大脑在耐力运动中也扮演着至关重要的角色。大脑耐力训练(Brain Endurance Training,简称BET)这一新兴概念提出,通过在运动中引入高强度的认知任务,能够有效提高运动员的耐力和表现。这种方法,不仅关注身体的极限,更注重大脑的适应与抗疲劳能力。

本文基于2020年发表于《Journal of Science and Medicine in Sport》的一项研究,详细解析大脑耐力训练的原理、方法及其对运动表现的提升效果。

1. 耐力运动与大脑的联系

耐力运动不仅是身体的挑战,更是大脑的博弈

耐力运动,尤其是长时间的马拉松、铁人三项等,考验的不仅是身体的极限,更是一场意志力的对抗。尽管心肺功能、肌肉力量在耐力运动中至关重要,但越来越多的研究发现,大脑的参与程度和抗疲劳能力才是真正决定运动极限的关键。

  • 心理生物模型:根据心理生物模型,大脑在运动中通过整合身体信号和心理因素来调节运动表现。大脑在感知疲劳后,会通过提高主观用力感(RPE)来迫使运动员停止运动,从而保护身体。

大脑疲劳如何影响运动表现?

  • 定义:大脑疲劳是一种由持续高强度认知任务引发的心理状态,表现为主观疲倦和动力下降。

  • 实验发现:研究表明,长时间高强度的认知任务会导致运动员的耐力下降。例如,在一项实验中,参与者在完成高认知任务后,耐力下降了18%,且感知疲劳显著增加 。

2. 大脑耐力训练(BET)的科学原理

什么是大脑耐力训练?

大脑耐力训练的核心思想是通过在体能训练中引入高强度认知任务,逐步提升大脑的抗疲劳能力。其目标是通过降低主观用力感(RPE),延长运动时间,提高运动表现。

  • 概念提出:Marcora等人首次提出“脑耐力训练”这一概念,强调通过不断挑战大脑的认知极限,可以提升大脑对疲劳的耐受性,从而提高运动表现 。

BET的作用机制

BET通过以下三大机制改善运动表现:

  • 降低主观用力感(RPE):BET通过锻炼大脑的抗疲劳能力,使得运动员在高强度运动中感受到的疲劳感降低,从而延长运动时间。

  • 提高前额叶皮层(PFC)的氧合水平:PFC在调控注意力和情绪方面起着关键作用。BET训练后,PFC的血氧供应得到改善,从而提高大脑在运动中的调控能力。

  • 增强神经肌肉功能:BET训练可以改善神经信号传递,提高肌肉的收缩能力和协调性。

3. 研究方法与实验设计

这项研究采用混合实验设计,将36名大学生分为对照组和BET组,分别进行为期6周的训练。两组均进行相同的肌肉耐力训练,但BET组额外完成了高强度认知任务。

训练任务设置

  • 体能训练:两组参与者进行手握力训练,每次握力达到最大值时持续收缩。

  • 认知任务:BET组在体能训练中完成以下认知任务:

  • 2-back任务:参与者需要记忆屏幕上出现的字母,并判断当前字母与前两个字母是否相同。

  • Stroop任务:参与者根据屏幕上字母的颜色做出反应,而不是读出字母的含义。这一任务考验反应抑制和注意力集中。

数据采集与评估指标

实验期间,研究人员采集了以下数据:

  • 运动表现:通过手握力仪记录参与者的肌肉收缩力量。

  • 生理指标:使用近红外光谱仪(NIRS)测量前额叶皮层的血氧水平;使用电肌图(EMG)记录肌肉活动情况。

  • 心理状态:通过问卷调查评估参与者的主观疲劳感、动机和兴趣水平。

4. 研究结果与发现

BET显著提升运动表现

研究结果显示,BET组的运动表现提升了32%,而对照组仅提升了12%。这表明,BET在提高肌肉耐力方面具有显著优势 。

前额叶皮层氧合水平的变化

BET组在训练后保持了较高的PFC氧合水平,而对照组的PFC氧合水平则有所下降。这一发现表明,BET能够通过改善大脑血氧供应,提高大脑在运动中的抗疲劳能力 。

5. BET的应用与实践建议

适用人群与场景

BET适用于以下人群和场景:

  • 耐力运动员:如马拉松选手、铁人三项运动员等。

  • 特殊职业群体:如军人、消防员、救援人员等。

实际应用策略

  • 训练频率:每周进行2-3次BET训练,逐步增加认知任务的难度。

  • 任务多样性:在训练中引入不同类型的认知任务,以全面提升大脑耐力。

6. 总结

大脑耐力训练(BET)的出现,不仅是运动科学领域的一次创新,更是人类探索自身潜能的一次重大突破。它打破了传统的“体能至上”观念,强调大脑在运动表现中的核心作用。通过BET,我们能够同时锻炼身体与大脑,延展我们的运动极限与心智边界。

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