12月13日,体育教研部第三十五期学术交流午餐会在五四体育中心321会议室举办。本次活动以“经颅直流电刺激对运动员运动疲劳后运动表现的调控特性”为主题,邀请了北京体育大学副教授亓丰学主讲,会议由体育教研部科研办公室主任张展嘉主持。
亓丰学从经颅直流电刺激(tDCS)的历史出发,对该技术做相关介绍。从技术本身来看,其历史可追溯至公元43年,古罗马医师用电鳐鱼电极缓解患者病痛,而现代tDCS则是在21世纪初被用于干预人类运动皮层。它通过特定的电极将低强度直流电作用于特定脑区,其刺激剂量和电极参数包含波形、电流强度、刺激持续时间、电极尺寸和形状等,这些因素会导致不同的电流分布和密度,进而影响其对脑皮层神经活动及兴奋性的调节效果。tDCS依靠极性调控皮质兴奋性,正极刺激在一定强度和时间下可提升兴奋性,负极刺激则抑制兴奋性,且不同的刺激参数组合作用于不同脑区会产生各异的干预后效应。
同时,tDCS的安全性也备受关注,人类接受刺激后虽可能出现皮肤瘙痒、泛红等不良反应,但刺激结束后会自然消退,不过对于有特定禁忌症的人群仍需谨慎使用。在兴奋剂属性方面,亓丰学介绍根据相关评定标准,tDCS能够改善运动表现,且安全可耐受,符合体育精神,不属于兴奋剂。
亓丰学做相关介绍
接着,亓丰学介绍了他在对不同球类运动员的研究中发现的tDCS可以发挥的作用效果。
对于篮球运动员,实验发现2mA、10分钟双正极tDCS干预初级运动皮层(M1)能够有效提高青年篮球运动员运动疲劳后的投篮命中率和内隐序列学习表现,改善运动疲劳后的序列反应时任务和投篮精准度。在足球运动员方面,tDCS干预对其认知控制的不同方面影响各异,如双正极tDCS干预M1 10分钟可改善运动疲劳后的注意力,但会使决策能力变得冲动,同时对工作记忆能力无明显调控作用;在知觉预测上,2mA正极tDCS刺激左侧背侧前运动皮层(PMd)10分钟能够有效提高足球运动员运动疲劳后的视觉搜索表现和预测足球突破过人表现,且足球运动员预测突破过人的水平与视觉搜索能力有较大关联性。对于排球运动员,生理疲劳和脑力疲劳叠加会严重影响运动表现,而2mA正极tDCS干预10分钟能缓解高水平排球运动员双重疲劳后的体能表现下降,联合刺激M1和背外侧前额叶皮层(DLPFC)对上下肢力量、挥击能力、协调能力、冲刺能力和敏捷素质等多项体能能力有改善作用,除下肢力量外,这种影响可持续长达40分钟,首次证明了其能有效改善双重疲劳对体能造成的负面影响。
会议现场
最后,亓丰学表示,tDCS在运动领域的研究已取得诸多成果,但仍有广阔的发展空间。未来可在与运动形式更贴合的诱发疲劳范式、后效应的延长以及远隔效应的研究等方面继续深入探索,有望为运动员的训练和比赛提供更有力的支持,进一步提升运动员的运动表现,推动运动科学的发展。
体育教研部党委副书记王东敏向亓丰学颁发证书
在交流环节中,经颅直流电刺激(tDCS)作为一项新兴技术,引起了各位师生的提问热情。
张晓圆就该项技术的应用现状提问,亓丰学回答到tDCS已涉足多种运动项目。在实践方面,有很多运动队都引进了该技术为运动员进行疲劳等方面的管理和监控,在耐力项目中,中长跑运动员借助tDCS提升耐力和运动能力,有望在长时间的奔跑中保持良好状态。研究生廖羽提问,在标枪项目中,是否能通过便携式设备来在比赛期间改善专注力、稳定性和神经肌肉控制,缓解自身疲劳以获得更好的比赛成绩,对此亓丰学认为根据tDCS的效果是可以尝试的;冬季项目里,滑雪运动员在冬奥会期间也尝试运用tDCS,以提升他们的跳跃能力和协调性。2024级访问学者汪琳就武术方面向亓丰学做出提问,亓丰学表示虽暂无研究证实,但理论上可能对爆发力和空间感知能力产生积极影响。
与会者进行提问
然而,在科学理论研究层面还需要科研工作者多多努力。亓丰学讲述了tDCS在运动员应用中遭遇不少难题,如招募运动员有一定困难。此外,专项研究数量稀少,国内外针对运动员的研究均处于起步阶段,国内仅有少数院校开展相关工作,整体研究匮乏,亟待更多深入探索,以明确其对不同项目运动员的具体影响和最佳应用方案。
因此,亓丰学倡导大家,应拓展研究项目,如标枪运动员关注的间歇性高强度运动中tDCS的作用,若能深入研究,可为更多项目提供参考。另一方面,需加强基础研究,深入剖析其作用机制,为精准应用奠定理论基石;同时,优化应用方案,根据项目特点和运动员个体差异定制个性化方案,并加大宣传力度,提高运动员对tDCS技术的认知和接受程度,推动其在运动员群体中的广泛应用,助力运动员取得更好成绩,推动体育科学发展迈向新高度。
合影环节