LIDanyang1，JIABinbin'，PEIYuemeng'，CHENRuibo2

Abstract Objective： To investigate the effects of transcranial direct current stimulation （a-tDCS）combined with squat training on lower limb strength and anaerobic power in healthy adults. Methods： Thirty adults with extensive resistance training experience were selected to undergo two interventions randomly. composite training group （a-tDCS + resistance training， n=15 ） and single resistance training group （ n =15）. Both groupsperformed back barbellsquat training twice a week for 5 weeks.The combined training group received 2O-minutes a-tDCS intervention （current： 2mA）before each squat training session.A two-factor repeated-measures analysis of variance （interventionmode × test time） was used to compare the differences in squat1 repetition maximum （1 RM） and lower extremity anaerobic work metrics，including peak power （PP），average power （AP），and power

收稿日期：2024-10-14

decline （PD），before andafter interventions.Results： 1）After the 5-week training intervention，the1RMperformance of both groupswas significantly improved compared with the pre-test （plt;0.05） ，and the improvementof in1RM squat performance in the composite training group was significantly better than that of the single training group （plt;0.05） ; 2） no differences of PP，AP，F(xiàn)I between the pre and post-tests of the two groups were found to reach the level of significance （pgt;0.05） .Conclusions： a-tDCS combined with resistance training is more effective in enhancing lowerlimb muscle strength than resistance training aloneanda-tDCS can be used as an auxiliary training method to eficiently improve lower limb maximal strength in healthy adults.

Keywords transcranial direct current stimulation; resistance training; lower limb muscular strengt

肌肉力量是指“人體神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)運動時克服或?qū)棺枇Φ哪芰Α?。肌肉力量?xùn)練是運動處方的重要構(gòu)成內(nèi)容，維持一定的肌肉力量對保持身體形態(tài)、身體機能、預(yù)防非傳染性慢性病等具有重要的作用。大量循證證據(jù)表明，有規(guī)律的抗阻訓(xùn)練可以有效改善機體代謝功能、增強神經(jīng)肌肉興奮性、提高體質(zhì)健康水平、降低患病風(fēng)險。肌肉力量的增長一方面來源于神經(jīng)適應(yīng)，另一方面來源于肌肉維度的增加，抗阻訓(xùn)練后產(chǎn)生的神經(jīng)適應(yīng)有助于肌纖維的募集，之后隨著肌纖維增粗會進(jìn)一步增大肌肉力量[2]。普通人群受鍛煉時間、訓(xùn)練場地、訓(xùn)練設(shè)備、測試評估精準(zhǔn)化等方面的影響難以高效增大和保持肌肉力量。多數(shù)人在健身房常用組合力量訓(xùn)練器材、自由重量器材，按照分割法進(jìn)行抗阻訓(xùn)練，增大肌肉力量的效果相對較差[3]。還有相當(dāng)一部分人受健美訓(xùn)練理念的影響，過分強調(diào)身體形態(tài)塑造，忽視肌肉力量訓(xùn)練在提高運動能力、增強身體機能等方面的重要作用。因此，探究精英運動員使用的科技手段和訓(xùn)練方法在普通人群中應(yīng)用的實際效果，對廣大民眾科學(xué)健身具有重要意義。

近年來，國內(nèi)腦科學(xué)研究開始賦能競技運動訓(xùn)練科學(xué)化。其中，經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）是重要的無創(chuàng)神經(jīng)啟動技術(shù)，使用電極貼片將適當(dāng)強度的直流電作用于大腦皮層，通過調(diào)控特定腦區(qū)興奮水平、改善局部腦血流、增強不同腦區(qū)功能連通性等潛在作用機制，最終可以提高即時和長期力量訓(xùn)練效益[4]。與此同時，陽極經(jīng)顱直流電刺激（a-tDCS）作為經(jīng)顱直流電刺激的一種重要模式，通過將陽極電極置于自標(biāo)腦區(qū)上方，可特異性增強該腦區(qū)的神經(jīng)元興奮性。有研究表明，陽極經(jīng)顱直流電刺激可以調(diào)節(jié)大腦受刺激的區(qū)域的自發(fā)神經(jīng)活動和大腦皮層的興奮性，促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)募集更多的運動單位參與收縮，從而提高肌肉力量、爆發(fā)力、力量耐力等多種運動素質(zhì)[5-7]。盡管有研究表明，陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練可以有效增強運動員的肌肉力量和肌肉耐力，但是仍存在實驗樣本量較小、刺激方案標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、個體差異較大等問題。因此，需要實驗研究進(jìn)一步驗證及確認(rèn)陽極經(jīng)顱直流電刺激對健康成年人的力量訓(xùn)練效益的改善效果。

目前，國內(nèi)多數(shù)使用經(jīng)顱直流電刺激的相關(guān)研究都聚焦于探究陽極經(jīng)顱直流電刺激對運動員運動表現(xiàn)的急性影響上，較少探究陽極經(jīng)顱直流電刺激應(yīng)用于普通人群對抗阻訓(xùn)練效益的影響及其科學(xué)機制?；诖?，本研究以有一定抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗的健康成年人為實驗對象，通過為期5周的復(fù)合訓(xùn)練，探究陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練對其下肢力量及無氧功率的促進(jìn)效應(yīng)。本研究的假設(shè)為：相對于單一抗阻訓(xùn)練，陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練對健康成年人下肢力量和無氧功率的改善效果更好。

1研究對象與研究方法

1.1 研究對象

受試者為有抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗的健康成年人，使用G-power中的先驗統(tǒng)計檢驗力分析，在重復(fù)測量方差分析模式下對樣本量進(jìn)行測算，選取效應(yīng)量為 0.3^[8] 、顯著性水平為0.05、統(tǒng)計檢驗力（ （1-β） 為0.8，得出至少需要24名受試者。最終，本實驗招募30名有抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗的受試者。所有受試者自愿參加實驗，遵循訓(xùn)練計劃和安排，未進(jìn)行實驗以外的下肢大強度力量訓(xùn)練，接受5周干預(yù)。受試者的納入標(biāo)準(zhǔn)：1）年齡為18～25周歲；2）具有2年以上抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗，每周至少進(jìn)行3次抗阻訓(xùn)練；3男性1RM深蹲超過其自身體重的1.2倍以上，女性超過自身體重的0.8倍以上；4）整個實驗過程能保持良好作息，無飲酒或咖啡因攝入習(xí)慣。受試者排除標(biāo)準(zhǔn)：1）體內(nèi)有金屬植入;2）缺勤訓(xùn)練2次以上;3）存在癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病或者其他影響實驗的精神病;4）下肢關(guān)節(jié)急性損傷或慢性損傷;5）過去6周接受過侵入性治療。所有受試者均知曉本實驗的研究目的，了解實驗流程和注意事項，自愿參與訓(xùn)練且簽署了《知情同意書》，并順利完成測試。受試者基本信息見表1。

表1受試者基本信息

1.2 實驗設(shè)計

本研究采用單盲隨機對照設(shè)計，將30名受試者隨機分為復(fù)合訓(xùn)練組（陽極經(jīng)顱直流電刺激 + 抗阻訓(xùn)練）和單一訓(xùn)練組（抗阻訓(xùn)練），每組15人，2組受試者的年齡、身高和體重?zé)o顯著差異 （pgt;0.05） 。正式實驗前一周帶領(lǐng)受試者熟悉測試環(huán)境及測試流程，評估深蹲動作模式，并結(jié)合動作完成質(zhì)量進(jìn)行針對性的糾正訓(xùn)練，避免因深蹲動作不規(guī)范影響實驗結(jié)果。正式實驗測試分為3個階段：第一階段為基準(zhǔn)值測試，使用自由力量深蹲架和功率自行車分別測試受試者的深蹲1RM和下肢無氧功率；第二階段為干預(yù)訓(xùn)練，受試者接受持續(xù)5周（每周2次）的抗阻訓(xùn)練和陽極經(jīng)顱直流電刺激干預(yù)，復(fù)合訓(xùn)練組接受陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練，單一訓(xùn)練組僅接受抗阻訓(xùn)練;第三階段為后測階段，經(jīng)過5周干預(yù)后，所有受試者再次接受1RM深蹲和下肢無氧功率測試。需要注意的是，為了減少無關(guān)因素對實驗結(jié)果的影響，所有受試者在測試和干預(yù)訓(xùn)練期間都采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱身，并且在訓(xùn)練課中穿著運動裝。此外，所有測試和訓(xùn)練都安排在上午進(jìn)行，以控制生理節(jié)律導(dǎo)致的相關(guān)變化對研究結(jié)果的潛在影響，同時訓(xùn)練場地溫度始終保持在22^°C～25^°C 。實驗流程如圖1所示。

注：PP表示峰值功率；AP表示平均功率；PD表示功率衰減。

圖1實驗流程

1.3陽極經(jīng)顱直流電刺激干預(yù)方案

本研究使用傳統(tǒng)的經(jīng)顱直流電刺激設(shè)備（TheBrainStimulator v3.0 ，美國）對受試者大腦M1區(qū)進(jìn)行干預(yù)，使用10-20國際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)確定雙側(cè)刺激靶區(qū)位置，刺激電極是4塊 25cm² 的方形海綿電極（包括2塊陽極電極、2塊陰極電極）。實驗人員預(yù)先使用生理鹽水將電極海綿充分浸濕，以確保良好的導(dǎo)電性，2塊陽極電極水平放置在受試者 Cz 電極區(qū)以覆蓋雙側(cè)運動皮質(zhì)（如圖2所示），2塊陰極電極置于眶額葉皮質(zhì)。電刺激的電流強度為 2mA ，持續(xù)時間為 20min^[9] 。在刺激過程中，要求受試者靜坐，不受外界干擾和不受無關(guān)刺激，刺激后即刻進(jìn)行抗阻訓(xùn)練。

圖2陽極經(jīng)顱直流電刺激干預(yù)方案和模擬電場強度

1.4抗阻訓(xùn)練方案

抗阻訓(xùn)練持續(xù)5周，每周訓(xùn)練2次，具體時間為每周一、周四的上午8點至11點。訓(xùn)練時，受試者先做

一組8次空杠深蹲，再做一組8次 60%1RM 深蹲，以此作為熱身，然后開始正式訓(xùn)練，深蹲負(fù)荷根據(jù)基線測試的1RM深蹲計算。正式抗阻訓(xùn)練方案如表2所示。

表2抗阻訓(xùn)練基本內(nèi)容

1.5 測試指標(biāo)

1）使用直接測量法測試下肢最大力量，要求雙腳打開與肩同寬或略比肩寬，腳尖方向向前，膝關(guān)節(jié)的方向始終與腳尖的方向保持一致，下蹲時膝蓋盡量不超過腳尖，蹲至大腿前側(cè)與地面平行即可，然后逐漸增加負(fù)重直至受試者以正確動作完成一次蹲起，在測試過程中最好能在5次以內(nèi)測出1RM深蹲的下肢力量，以免因疲勞而影響真實的下肢最大力量。

2）使用功率自行車測試受試者的無氧耐力，阻力設(shè)置（N）為阻力系數(shù)（0.75）乘以受試者體重 （λ_kg） 。受試者在測試前進(jìn)行 4～8min 騎行熱身，當(dāng)心率達(dá)到150次 /min 時停止，并休息 3～5min 。正式測試時，要求受試者在無負(fù)荷情況下盡全力蹬自行車，當(dāng)踏板轉(zhuǎn)速接近最快時，釋放阻力籃全力蹬車 30s 。在受試者蹬車過程中，提醒其應(yīng)保持臀部與座椅接觸，并在運動過程中對其不斷進(jìn)行口頭鼓勵，堅持運動直到30s結(jié)束，測試結(jié)果由電腦自動采集和存儲，測試指標(biāo)包括由 30s 溫蓋特試驗得出的峰值功率（PP）、平均功率（AP）功率衰減（PD）。

1.6數(shù)據(jù)處理與分析

使用\"SPSS26.0\"統(tǒng)計軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，所測數(shù)據(jù)以“平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差”（ M±SD 表示。組間比較使用雙因素重復(fù)測量方差分析自變量干預(yù)方式、測試階段以及兩者之間的交互效應(yīng)對下肢肌力和無氧功率各指標(biāo)的影響。組內(nèi)比較以獨立樣本 χ_t 檢驗分析各指標(biāo)在實驗前后的差異，顯著性水平為0.05，效應(yīng)量以Cohen'sd表示。效應(yīng)量 lt;0.19 時為弱效應(yīng)、效應(yīng)量在 0.20～0.49 時為低效應(yīng)、效應(yīng)量在 0.50～0.79 時為中效應(yīng)、效應(yīng)量 gt;0.8 時為高效應(yīng)。

2研究結(jié)果

2.1 1RM深蹲測試結(jié)果

30名受試者全部完成實驗，方差分析結(jié)果顯示：1）測試階段（干預(yù)前、干預(yù)后）的主效應(yīng)顯著[ F_（1，28）= 114.80，偏 η²=0.80，plt;0.001? 1，說明運動干預(yù)顯著地提高了2組受試者的1RM深蹲成績，如圖3（a）所示；2）測試階段和干預(yù)方式之間的交互效應(yīng)顯著[ F_（1，28）=5.57 ，偏 η²=0.17，p=0.03. 1，說明運動干預(yù)后的改善效果受干預(yù)方式的影響，事后檢驗發(fā)現(xiàn)，復(fù)合訓(xùn)練組1RM深蹲成績提高的效果顯著于單一訓(xùn)練組［復(fù)合訓(xùn)練組為（ 19.20±7.38）kg ，單一訓(xùn)練組為 （12.27±8.66）kg，t （28）=2.36 ，Cohen's 1，如圖 3（b） 所示。

b）不同組別1RM深蹲成績提高幅度對比

注：誤差線為平均值 ±95% 置信區(qū)間； * 表示 plt;0.05 ；**表示plt;0.01 ；***表示 plt;0.001 。

圖3不同組別受試者運動干預(yù)前后1RM深蹲成績比較

2.2無氧功測試結(jié)果

方差分析結(jié)果顯示（如圖4所示），峰值功率、平均功率和功率衰減3個指標(biāo)干預(yù)前后的差異在復(fù)合訓(xùn)練組和單一訓(xùn)練組中均不顯著（復(fù)合訓(xùn)練組：峰值功率數(shù)據(jù)為 t_（14）=1.19 、Cohen's ;平均功率數(shù)據(jù)為 t_（14）=1.75 、Cohen's d=0.17Ω_?p=0.55 ;功率衰減數(shù)據(jù)為 t_（14）=0.81 、Cohen's d=0.19、p=1.00 ；單一訓(xùn)練組：峰值功率數(shù)據(jù)為 t_（14）=0.62 、Cohen's d=0.11_?p=1.00 平均功率數(shù)據(jù)為 t_（14）=0.80 、Cohen's d=0.08_?p=1.00 ；功率衰減數(shù)據(jù)為 t_（14）=0.19 、Cohen's d=0.05_?p=1.00 ）。

圖4不同組別受試者運動干預(yù)前后下肢無氧功率指標(biāo)比較

3討論

本研究主要目的是探究陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練對健康成年人下肢肌力和無氧功率的影響。通過5周隨機對照干預(yù)實驗，對比陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練和單一抗阻訓(xùn)練對下肢力量與無氧功率的改善效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2種訓(xùn)練方案對1RM深蹲成績的提高效果顯著，且陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練對1RM深蹲成績的提高效果顯著于單一抗阻訓(xùn)練，而2種訓(xùn)練方案對峰值功率、平均無氧功率和功率衰減的影響均不顯著。

3.1陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練對下肢最大力量的影響

1RM深蹲可以體現(xiàn)個體下肢力量水平，在一定程度也可以反映身體健康水平，所以本實驗以1RM深蹲作為評估下肢最大力量的指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)，5周的陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練相較單一抗阻訓(xùn)練可以更有效地增強受試者的下肢力量。有研究者發(fā)現(xiàn)，肌力在抗阻訓(xùn)練前期（2～4周）的增強主要與神經(jīng)適應(yīng)有關(guān)，隨著訓(xùn)練的持續(xù)，肌力的增強則主要與肌肉維度增大有關(guān)[10]。本研究持續(xù)5周的實驗結(jié)果顯示，單一抗阻訓(xùn)練顯著提高了1RM深蹲的成績，由此可以推斷是神經(jīng)適應(yīng)和肌肉維度發(fā)生變化后產(chǎn)生綜合作用的結(jié)果。而當(dāng)陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練時，受試者1RM深蹲成績的提高效果顯著于單一抗阻訓(xùn)練組，說明通過陽極經(jīng)顱直流電刺激產(chǎn)生了更好的神經(jīng)適應(yīng)。

首先，有一部分研究者以陽極經(jīng)顱直流電刺激改善抗阻訓(xùn)練的效果。例如，有研究者發(fā)現(xiàn)，使用陽極經(jīng)顱直流電刺激可以有效增強腦卒中患者下肢的肌肉力量[]。與之類似，還有研究者推斷陽極經(jīng)顱直流電刺激通過優(yōu)化神經(jīng)系統(tǒng)，可以提高腦卒中患者的神經(jīng)肌肉控制能力[12]。此外，還有多項研究證實了陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練可以增強健康成年人的肌肉力量。例如：Washabaugh等研究者對22名健康成年人進(jìn)行的研究顯示，陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合伸膝訓(xùn)練可以有效提高下肢的伸膝力矩[13];Hendy等研究者對10名健康成年人施加陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合單側(cè)力量訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，受試者肢體的肌力顯著增強，神經(jīng)激活水平顯著提高，而單獨的肌力訓(xùn)練或陽極經(jīng)顱直流電刺激均未顯著增強肌肉力量[14]；Rodrigues等研究者將28名健康成年人隨機分為陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練組和假刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練組進(jìn)行長期干預(yù)發(fā)現(xiàn)，陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練相較假刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練可以更好地增強女性受試者伸膝肌力[15]。盡管一部分研究已證實陽極經(jīng)顱直流電刺激的積極效應(yīng)，但是其中的潛在機制尚未完全闡明。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，短期抗阻訓(xùn)練會引起皮質(zhì)脊髓通路（即大腦-脊髓-肌肉的神經(jīng)傳導(dǎo)路徑）的適應(yīng)性改變，進(jìn)而可以改善神經(jīng)系統(tǒng)的適應(yīng)性[16-18]，而經(jīng)顱直流電刺激還可能通過降低神經(jīng)元膜電位閾值，增強其興奮性，進(jìn)而提高人體自主激活的程度，實現(xiàn)肌力的增強。如有研究表明，在抗阻訓(xùn)練結(jié)合經(jīng)顱直流電刺激的條件下，受試運動員的自主激活（VA）提高了 2% ，同時還增強了最大力量[19]。此外，針對初級運動皮層（M1）的重復(fù)陽極經(jīng)顱直流電刺激已被證明可以引發(fā)皮質(zhì)興奮性的長期變化，并且可以提高突觸傳遞效率，產(chǎn)生長時程增強（LTP）效應(yīng)[20-21]。與此同時，還有研究者發(fā)現(xiàn)，受試者在使用陽極經(jīng)顱直流電刺激后均表現(xiàn)出皮質(zhì)靜默期縮短的特征，這種變化反映了神經(jīng)系統(tǒng)抑制控制的減弱，其潛在機制可能與 γ- 氨基丁酸-B型受體（GABA-B）介導(dǎo)的抑制性神經(jīng)傳遞效率下降有關(guān)[22-24]因此，陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練使力量顯著增強可能受益于中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制效應(yīng)下降，即通過降低運動神經(jīng)元的激活閾值實現(xiàn)對肌肉纖維更充分和更高效的神經(jīng)激活[22.24-25]?？傊枠O經(jīng)顱直流電刺激可以通過提高皮層興奮水平增強人體自主激活程度，從而增加運動單元神經(jīng)沖動頻率和增強不同運動單元的放電同步性，而且陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練還能進(jìn)一步促進(jìn)皮質(zhì)脊髓興奮，減少皮質(zhì)內(nèi)的抑制作用，從而產(chǎn)生更好的神經(jīng)適應(yīng)反應(yīng)，進(jìn)而顯著增強下肢最大力量[7]。

其次，還有一部分研究者并未發(fā)現(xiàn)陽極經(jīng)顱直流電刺激提高力量訓(xùn)練效益的證據(jù)。其潛在原因與陽極經(jīng)顱直流電刺激腦區(qū)的選擇、目標(biāo)訓(xùn)練部位及受試人群有關(guān)。例如，Jung等研究者對55名健康成年人進(jìn)行了6周的陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練干預(yù)，結(jié)果顯示陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練組與假刺激組在下肢力量增強方面沒有顯著差異[26，這可能與該實驗選擇的刺激區(qū)域為非優(yōu)勢側(cè)的M1區(qū)且無法對目標(biāo)腦區(qū)產(chǎn)生有效的控制有關(guān)。與之類似，Maeda等研究者同樣沒有發(fā)現(xiàn)陽極經(jīng)顱直流電刺激增強下肢最大力量的證據(jù)[27，但此研究的問題是，電極位置未覆蓋可以影響下肢運動功能的相關(guān)腦區(qū)，這就可能導(dǎo)致神經(jīng)調(diào)節(jié)靶點偏離，從而降低了干預(yù)的有效性。

最后，本研究表明，相較于單獨進(jìn)行的下肢深蹲訓(xùn)練，結(jié)合陽極經(jīng)顱直流電刺激的深蹲訓(xùn)練會引起更為顯著的神經(jīng)適應(yīng)，進(jìn)而會顯著增強訓(xùn)練對象的下肢最大力量。本研究以深蹲作為主要訓(xùn)練內(nèi)容，該動作對神經(jīng)肌肉控制和全身協(xié)調(diào)性要求較高。盡管有研究者設(shè)計了局部的力量訓(xùn)練任務(wù)，對神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控要求相對較低，但是可能難以體現(xiàn)神經(jīng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的增益效應(yīng)[28]。此外，本研究還嚴(yán)格限定受試者需要具有2年以上抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗，并以相對力量水平（1RM與體重比值）作為篩選標(biāo)準(zhǔn)，以確保受試者同質(zhì)性并排除新手學(xué)習(xí)效應(yīng)的干擾，如果受試者訓(xùn)練背景相對混雜，那么個體差異就可能會掩蓋干預(yù)的實際效應(yīng)[29]。

3.2陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練對無氧功率 的影響

在本研究中，復(fù)合訓(xùn)練組和單一訓(xùn)練組經(jīng)過5周干預(yù)后的峰值功率、平均功率和功率衰減與訓(xùn)練前相比均沒有顯著變化。其中：峰值功率表示功率自行車騎行測試時達(dá)到的最大功率，體現(xiàn)的是受試者下肢在短時間內(nèi)能產(chǎn)生的最大力量；平均功率指的是整個功率自行車騎行過程中輸出的平均功率，體現(xiàn)的是受試者的耐力水平和持續(xù)輸出力量的能力；功率衰減則體現(xiàn)的是人體在高強度運動時肌肉持續(xù)高功率輸出和抗疲勞能力。這些指標(biāo)受下肢神經(jīng)肌肉、關(guān)節(jié)功能、無氧供能能力等多種因素的影響。本研究中的陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練未能提高無氧功率，與抗阻訓(xùn)練方式和陽極經(jīng)顱直流電刺激方案的設(shè)計有關(guān)。

3.2.1 峰值功率

峰值功率是力量和速度的乘積，是體現(xiàn)下肢爆發(fā)力的重要指標(biāo)。需要注意的是，雖然肌肉橫截面積在周期性抗阻訓(xùn)練后的增大有利于力量輸出，但是如果訓(xùn)練計劃缺乏高速度、快速伸縮復(fù)合等形式的爆發(fā)力練習(xí)，峰值功率也難以得到實質(zhì)性提高。據(jù)此推斷，本研究所采用的抗阻訓(xùn)練方案以大負(fù)荷深蹲訓(xùn)練為主，缺乏針對性的爆發(fā)力或快速力量轉(zhuǎn)化訓(xùn)練，這可能是造成峰值功率在2種訓(xùn)練方案干預(yù)后沒有提高的主要原因。有研究者同樣發(fā)現(xiàn)，陽極經(jīng)顱直流電刺激不會改善受試者的爆發(fā)力素質(zhì)[30]，而這其中的原因可能是，陽極經(jīng)顱直流電刺激雖然可以使中樞神經(jīng)系統(tǒng)更興奮，但是要形成神經(jīng)適應(yīng)對爆發(fā)力的促進(jìn)效應(yīng)需要結(jié)合更有針對性的爆發(fā)力練習(xí)，而深蹲并非是適合發(fā)展爆發(fā)力的訓(xùn)練手段。此外，還有研究表明，以發(fā)展最大力量為主的大負(fù)荷抗阻訓(xùn)練還會對背蹲的峰值功率、峰值速度和峰值力量產(chǎn)生不利影響[31-33]。這說明抗阻訓(xùn)練的特異性對改善無氧功率測試成績至關(guān)重要，抗阻訓(xùn)練的動作模式、動作速度、負(fù)荷選擇等都是影響爆發(fā)力素質(zhì)發(fā)生有益變化的重要因素。

3.2.2 平均功率

有相關(guān)研究與本研究的結(jié)果一致，該研究也沒有發(fā)現(xiàn)陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練可以提高受試者在溫蓋特試驗中的峰值功率（PP）和平均功率（AP）[34]。此外，還有研究也表明，受試者在陽極經(jīng)顱直流電刺激干預(yù)后的肌肉耐力水平?jīng)]有發(fā)生顯著變化[35]。同時，Machado等研究者的一項元分析結(jié)果顯示，針對運動皮層的陽極經(jīng)顱直流電刺激干預(yù)并沒有改善上肢和下肢的等長肌肉耐力[36。這表明經(jīng)顱直流電刺激的刺激位置選擇是導(dǎo)致一部分實驗沒有出現(xiàn)顯著影響的重要原因。特別是在耐力研究中，不同腦區(qū)調(diào)控耐力時的機制存在顯著差異，通過陽極經(jīng)顱直流電刺激運動皮層對耐力任務(wù)表現(xiàn)的影響就有限。而前額葉皮層（PFC）與動機調(diào)節(jié)和抑制功能相關(guān)，對前額葉皮層腦區(qū)的陽極經(jīng)顱直流電刺激則相較M1對耐力表現(xiàn)產(chǎn)生的促進(jìn)作用更明顯[37]。這一推斷也得到一部分研究者的認(rèn)同，如有研究者發(fā)現(xiàn)，使用經(jīng)顱直流電刺激對前額葉皮層的干預(yù)可以通過改善中樞抑制和降低主觀疲勞感增強受試者的肌肉耐力[38-39]。此外，刺激強度和時長的差異也會影響干預(yù)效果，雖然目前多數(shù)研究采用了 2mA，20min 的刺激方案，但是針對不同運動能力的特異性電刺激方案需要更多的研究進(jìn)行探究，以便建立更為有效的神經(jīng)調(diào)節(jié)方案。

3.2.3 疲勞指數(shù)

先前的研究證實了即時性的陽極經(jīng)顱直流電刺激可以提高健康成年人肌肉抗疲勞的能力。例如，Cogiamanian等研究者對24名健康成年人使用陽極經(jīng)顱直流電刺激進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示陽極經(jīng)顱直流電刺激使神經(jīng)肌肉疲勞下降 15% ，同時，左側(cè)肘關(guān)節(jié)屈曲等長收縮達(dá)到力竭的時間顯著延長[40]。與之類似，Abdelmoula等研究者對11名健康成年人進(jìn)行 10min 陽極經(jīng)顱直流電刺激后發(fā)現(xiàn)，肘關(guān)節(jié) 35% 最大自主收縮（MVC）屈伸的力竭時間有所延長[4I]。還有研究者推斷，即時性的陽極經(jīng)顱直流電刺激既可以通過增強運動皮質(zhì)或皮質(zhì)脊髓的興奮性增加運動單位的募集數(shù)量和減少神經(jīng)肌肉的抑制效應(yīng)，還可以促進(jìn)肌肉收縮過程中的運動感知覺整合，以及減少運動過程中的疼痛和疲勞感知，從而增強肌肉耐力[42]。但是也有研究表明，陽極經(jīng)顱直流電刺激未能提高受試者的肌肉耐力水平。例如，Savoury等研究者發(fā)現(xiàn)陽極經(jīng)顱直流電刺激未能增強受試者的下肢肌肉耐力[43]。有研究者推斷其中的原因是，在最大功率輸出狀態(tài)下，所有快肌運動單位都已被充分募集，陽極經(jīng)顱直流電刺激無法通過增強大腦皮層的興奮性增加神經(jīng)肌肉的額外募集[44]。綜上所述，本研究中的5周陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練并未顯著影響峰值功率、平均功率、功率衰減的測試結(jié)果與抗阻訓(xùn)練方案和電刺激方案（如持續(xù)時間、電流強度、電極位置）的設(shè)計相關(guān)，說明訓(xùn)練方案和電刺激方案的參數(shù)設(shè)置會影響實際干預(yù)效果，針對提高不同運動能力的精準(zhǔn)電刺激方案需要進(jìn)一步進(jìn)行深入研究。

3.3 局限性

首先，盡管本研究采用的抗阻訓(xùn)練方案對增強受試者下肢最大力量產(chǎn)生了效果，但是由于訓(xùn)練內(nèi)容主要是高負(fù)荷、低次數(shù)的傳統(tǒng)杠鈴訓(xùn)練，未能系統(tǒng)地融入爆發(fā)力訓(xùn)練、以功率導(dǎo)向的練習(xí)以及無氧供能系統(tǒng)的訓(xùn)練，所以未能顯著提高無氧功率。

其次，盡管陽極經(jīng)顱直流電刺激在增強運動皮層興奮性、提高神經(jīng)肌肉控制能力等方面具有較多研究基礎(chǔ)和潛在應(yīng)用價值，但是本研究設(shè)定的刺激參數(shù)和靶區(qū)（即雙側(cè)M1區(qū)域）主要是依據(jù)下肢最大力量所需的神經(jīng)調(diào)節(jié)機制設(shè)計的，未對與功率輸出和疲勞感知密切相關(guān)的額葉前區(qū)（如背外側(cè)前額葉皮層）進(jìn)行刺激，這在一定程度上可能影響了其在促進(jìn)無氧功率相關(guān)能力方面的干預(yù)效應(yīng)，說明當(dāng)前的神經(jīng)調(diào)節(jié)手段在調(diào)控不同運動表現(xiàn)指標(biāo)時應(yīng)加強針對性。

最后，未來的研究可結(jié)合具體的訓(xùn)練目的，將陽極經(jīng)顱直流電刺激與爆發(fā)力訓(xùn)練、耐力訓(xùn)練、復(fù)合式訓(xùn)練、同期訓(xùn)練、基于速度的力量訓(xùn)練等手段相結(jié)合，探索更具有針對性的電刺激綜合調(diào)控方案，以滿足廣大民眾的科學(xué)化訓(xùn)練需要。

4結(jié)論

相較單一抗阻訓(xùn)練，陽極經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合抗阻訓(xùn)練對健康成年人下肢力量的增強效果更好。在全民健身戰(zhàn)略實施背景下，神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)與傳統(tǒng)體能訓(xùn)練相結(jié)合具有良好的應(yīng)用前景，對于訓(xùn)練時間和訓(xùn)練資源有限的健康成年人，建議將陽極經(jīng)顱直流電刺激納入健身訓(xùn)練計劃中，將其作為增強下肢肌肉力量的一種輔助訓(xùn)練方法。

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