通过大脑耐力训练优化运动表现

文摘   2024-12-08 18:49   新加坡  



Optimizing Athletic Performance Through Brain Endurance Training

Bart Roelands and Špela Bogataj

刊登于《International Journal of Sports Physiology and Performance》——2024

体能训练和认知训练相结合,或称大脑耐力训练(BET),是一种创新的训练方法,它将体能训练和认知训练融合在一堂训练课中。这种方法可根据认知训练的时间进一步细分,分为体能训练前(BET前)、体能训练中(BET中)或体能训练后(BET后)。BET通常每周进行多次训练,持续时间较长(从4周开始)。BET背后的原理是利用体能训练和认知训练对大脑功能和结构的综合影响,可能产生协同效益,增强大脑的整体健康和一般表现能力。因此,应用前BET、混合BET或后BET来对抗老年人和病人的身体和认知能力衰退的研究不足为奇。

在一项精心设计的研究中,Bogataj等人1,2制定了一个方案,让慢性肾病患者在每次透析期间(3/周)连续接受体能和认知训练。12周后,患者在自发步速、定时起跑(体能部分)、追踪任务和注意力测试(认知部分)等测试中的得分,以及他们的虚弱程度和生活质量都得到了显著改善。考虑到针对特定人群的大量研究,关于运动员BET的研究却少之又少,而这正是《国际运动生理学与运动表现杂志》(IJSPP)读者感兴趣的人群。

3通过增加体能训练的认知负荷,运动员会变得更能承受心理疲劳,并有可能提高他们的耐力表现。Staiano等人4最近在IJSPP上发表的一项研究探讨了后BET对职业足球运动员的影响。他们发现,与单纯的体能训练相比,BET显著提高了认知、体能和多任务处理能力。特别是,BET降低了反应时间,减少了敏捷任务中的失误,提高了持续注意力的能力,并保持了耐力表现。不过,在血液乳酸浓度和心率方面没有观察到明显的效果。其他一些研究也同样表明,BET可以提高运动员的耐力和认知功能。

从机理的角度来看,BET可刺激前扣带回皮层和前额叶皮层(PFC)等大脑区域,这些区域与精神疲劳的产生、认知控制和耐力表现有很大关系。通过在训练中持续调动这些脑区,BET可以提高它们的效率和能力,从而在比赛中提高精神和身体耐力。这种效果可以通过先进的神经成像技术(如功能性近红外光谱(fNIRS)、功能性磁共振成像或脑电图)直观地体现出来。关于BETfNIRS可测量脑氧生成和血流的变化,最近已被采用。Dallaway等人5研究了预BET对运动表现的影响。在体育训练前进行20分钟认知任务的参与者的耐力表现提高了24%,而只进行体育训练的参与者的耐力表现提高了12%。这种提高与运动任务期间更高的PFC含氧量有关(由fNIRS测定),表明BET可通过增强大脑功能来提高耐力表现。Xiang等人6的研究结果表明,与单独进行认知训练相比,BET显著提高了认知任务过程中PFC的氧合血红蛋白水平,从而支持了这一结论。这一结果表明,BET可促进神经激活,尤其是在前脑功能区,从而有可能在需要执行控制的任务中提供更高效的大脑功能。

尽管这些研究结果令人鼓舞,但对运动员体内BET的研究仍处于起步阶段。研究数量有限,研究对象群体也相对较小,通常由特定运动项目和水平的运动员组成。此外,不同研究的方法也大相径庭,尤其是在认知训练的时间(体能训练前、中或后)和持续时间(20-60分钟)方面,因此很难就最有效的BET方案得出更具普遍性的结论。此外,这些研究明显缺乏神经生理学测量,而神经生理学测量对于了解BET发挥作用的精确机制至关重要。例如,功能性磁共振成像、脑电图和fNIRS可以让人们深入了解BET如何影响与认知和身体耐力相关的大脑区域和网络,如前扣带回皮层和前额叶皮层。

为了推动这一领域的发展,未来的研究应关注几个关键领域。首先,需要进行更大规模的研究,包括不同的运动人群,并应用标准化的BET原型工具。这种方法将确定BET的潜在益处在不同训练方案和不同运动项目中的通用性。其次,采用先进的神经生理学测量方法对于阐明BET的大脑机制和优化其实施至关重要。最后,还需要探索BET在康复计划中的应用潜力,或对容易出现过度运动损伤的运动员的应用潜力。

总之,BET是一种很有前途的方法,它能使运动员对精神疲劳更有弹性,从而提高运动成绩。虽然初步研究表明,BET有着显著的益处,尤其是在提高耐力和认知功能方面,但仍需进一步研究,以规范方案、扩大受试者群体并纳入神经生理学见解。通过弥补这些不足,BET可以成为训练计划的重要组成部分,帮助运动员达到最佳表现,同时降低心理疲劳和受伤的风险。IJSPP为广泛的体育领域提供了一个传播有关这一概念研究成果的绝佳平台。


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