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“神經(jīng)啟動(dòng)”技術(shù)增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)

近期上一篇題為“”的文章引起了廣泛關(guān)注。文中羅列了大量新科技在競(jìng)技體育中的應(yīng)用，尤其是被稱為大腦訓(xùn)練，也稱神經(jīng)技術(shù)的方法，可以增強(qiáng)大腦與肌肉的連接，提高運(yùn)動(dòng)員在體育運(yùn)動(dòng)中肌肉協(xié)調(diào)的效率。例如，使用“神經(jīng)啟動(dòng)（neuropriming）”的訓(xùn)練輔助裝置Halo Sport耳機(jī)，有的運(yùn)動(dòng)員在佩戴它進(jìn)行訓(xùn)練后，原地彈跳高度提高了18 cm（Hornyak, 2017）。

據(jù)了解，Halo Sport耳機(jī)實(shí)際上是采用了“經(jīng)顱直流電刺激”技術(shù)來(lái)達(dá)到增強(qiáng)使用者運(yùn)動(dòng)能力的效果。經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）是一種無(wú)創(chuàng)的腦刺激技術(shù)，它使用微弱的直流電，通過(guò)電極貼片作用于頭顱和大腦皮層，以此來(lái)調(diào)節(jié)特定腦區(qū)的興奮性。該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下用于動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)有近50年的歷史。此前已有大量實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于有認(rèn)知障礙的病人（如腦卒中病人），使用tDCS技術(shù)有助其認(rèn)知及運(yùn)動(dòng)能力的康復(fù)。而近年來(lái)，有越來(lái)越多的研究聚焦于tDCS是否能幫助健康人群，甚至運(yùn)動(dòng)員提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。在Angius團(tuán)隊(duì)（2016）的研究中，受試者經(jīng)過(guò)10 min tDCS刺激后，其自行車騎行至力竭的時(shí)間顯著增加，同時(shí)，RPE有明顯下降。而在Borducchi團(tuán)隊(duì)（2016）的研究中，參與實(shí)驗(yàn)的10名不同項(xiàng)目的職業(yè)運(yùn)動(dòng)員（柔道，n=4；游泳，n=3；體操，n=3）在經(jīng)過(guò)連續(xù)10 d，每天20 min的tDCS刺激后，其注意力、認(rèn)知記憶和情緒均有顯著改善。

事實(shí)上，美國(guó)滑雪與雪板協(xié)會(huì)（USSA）于2016年便已開(kāi)始嘗試將tDCS技術(shù)用于其冬奧會(huì)選手的訓(xùn)練中，以加速提高這些運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)技能（Reardon, 2016）。這意味著tDCS技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)始逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向競(jìng)技場(chǎng)。同時(shí)，tDCS增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力的有效性也引發(fā)了不少研究者關(guān)于其在倫理和競(jìng)賽公平性方面的關(guān)注，甚至已有人將這種技術(shù)稱為“神經(jīng)興奮劑（Neurodoping）”或“大腦興奮劑（Brain doping）”。

圖1 經(jīng)10 min 2mA的tDCS刺激后，自行車騎行至力竭的時(shí)間顯著增加，同時(shí)RPE顯著下降[1]

Figure 1. Bar Graph: Shows Time to Exhaustion (TTE) Performance; Line Chart: Time Course of Rating of Perceived Exertion(RPE)

tDCS對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的幫助主要體現(xiàn)在“急性”和“長(zhǎng)期”兩方面：1）tDCS刺激后即刻大腦皮層興奮性的提高；2）在訓(xùn)練周期中規(guī)律使用tDCS的長(zhǎng)期效果?！凹毙匀毙Чǎ哼\(yùn)動(dòng)疲勞出現(xiàn)的延遲；運(yùn)動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的縮短；由緊張或焦慮情緒帶來(lái)的生理性震顫現(xiàn)象的抑制。tDCS刺激的急性效果取決于刺激的強(qiáng)度和時(shí)長(zhǎng)，可在刺激結(jié)束后維持20～60 min（Nitsche等，2001）。而tDCS的長(zhǎng)期效果主要體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)技能的習(xí)得上：在訓(xùn)練中接受規(guī)律tDCS刺激的人群，較對(duì)照組運(yùn)動(dòng)技能的學(xué)習(xí)更為快速，技術(shù)動(dòng)作重復(fù)得也更加準(zhǔn)確（Reis等，2009）。出色運(yùn)動(dòng)技能和時(shí)機(jī)把控是高水平競(jìng)技運(yùn)動(dòng)中不可或缺的部分，而這些都需要運(yùn)動(dòng)員通過(guò)訓(xùn)練加以磨練和精進(jìn)，因此，使用tDCS有可能可以幫助運(yùn)動(dòng)員提高訓(xùn)練的效率，從而在比賽中獲得一定的優(yōu)勢(shì)。另一方面，tDCS被認(rèn)為是一種無(wú)創(chuàng)且相對(duì)安全的技術(shù)。在目前的研究中，最常見(jiàn)的副作用為出現(xiàn)在電極片下方皮膚的刺痛感和瘙癢感。

在競(jìng)技體育中，關(guān)于選材和訓(xùn)練科學(xué)的研究已有很長(zhǎng)歷史，且趨于成熟；而一些新科技的運(yùn)用可能會(huì)進(jìn)一步加速人類極限邊界的拓展。從現(xiàn)有研究的結(jié)論來(lái)看，tDCS技術(shù)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的運(yùn)用顯然具備潛力：其在延遲神經(jīng)肌肉疲勞、提高認(rèn)知和學(xué)習(xí)能力、改善緊張焦慮情緒方面的作用，很有可能可以同時(shí)幫助到體能類項(xiàng)目和技術(shù)型項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員。然而，目前針對(duì)高水平運(yùn)動(dòng)員的研究尚為數(shù)不多，且樣本量較小。針對(duì)不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的特定需求，如何設(shè)計(jì)刺激方案使刺激的積極效果最大化，同時(shí)將潛在的副作用降到最低，可能是接下去研究的方向。

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（上海體育學(xué)院 王開(kāi)元 劉 宇）