有氧運動對大學生本體感覺的影響及相關腦電研究

李璇

摘 要 通過對人體本體感覺的研究，了解其各方面的機制與功能并加以應用到人體活動中，促進人體更好的活動以及加強相關訓練來進一步完善體育技能。為了得出有氧運動是否有利于本體感覺的提升，對武漢體育學院8名普通大學生進行實驗，采用心理物理學經典測試方法重量差別閾限以及事件相關電位分析的方法對比有氧運動前后本體感覺能力差異。

關鍵詞 有氧運動 本體感覺 重量差別閾限

隨著社會的進步發展，人們關注研究的對象也變成由之前的探究溫飽的解決方案到如今健康和諧的運動方式，而本體感覺的研究是如今探求健康和諧的運動方式的重要組成部分。

目前，國內外在本體感覺方面的研究已有些許進展。無論哪種疲勞導致的本體感覺下降都會使關節發生運動損傷的風險性提高，應盡量避免在疲勞狀態下進行激烈對抗的運動；本體感覺神經肌肉促進法對5km越野后肌肉疲勞有良好的作用等。于此同時，條件刺激得到強化，運動條件反射的建立，運動技能的形成，來自肌肉及關節的本體感覺傳入沖動扮演著重要的角色。利用本體感知能力，對課堂教學效果和教學質量的提高也起著至關重要的作用。

1實驗一：有氧運動前后本體感覺閾值的比較

1.1研究對象

選取武漢體育學院普通大學生8人。

1.2研究方法

用恒定刺激法測定差別閾限，將鉤碼掛在輕質塑料環上，然后將輕質塑料環放到受試者右手食指第一和第二手指中間的關節處來呈現刺激。用150g重量作為標準刺激，以120g—180g中的7個重量間隔各為10g的重量作為比較刺激，要求受試者作“重”、“相等”和“輕”這三類反應。選擇的依據是：最大的刺激應為每次呈現幾乎都能為受試者感覺到重于150g，它被感覺到比150g重的可能性不低于95%；最小的刺激應為每次呈現幾乎都能為受試者感覺到輕于150g的刺激，它被感覺到重的可能性應不高于5%。根據選定的標準刺激和比較刺激，考慮到疲勞因素，讓受試者把比較刺激和標準刺激各比較12次，共84次，實驗過程中受試者若受試部位感到疲勞讓其休息至恢復。

受試者坐在桌邊，閉上雙眼，以舒服的姿勢坐好，手放在座椅的扶手上。受試者用右手握住手柄，給予重物，輕輕上下掂兩下，接著給予比較刺激，中間間隔約 1秒，然后做出反應，指出“輕”、“相等“、“重”三種結果。在每對刺激進行比較主試先呈現標準刺激（或比較刺激），后呈現比較刺激（或標準刺激），受試者用單手先提舉后指出表示與第一次呈現刺激相對比結果，第二個重量呈現的時間不可太遲，當受試者作出反應后，主試立刻換上第二個重量，間隔最好不要超過1秒，以免受試者的上一感覺消退了。兩次比較至少要間隔3秒，以免各次感覺之間相互干擾。提前告知受試者，當感到疲勞時主動提出休息，休息2—3分鐘，并讓受試者將手臂離開桌面自由活動一會兒。對每次反映進行記錄，總共比較84次。

運動前測試結束后，讓受試者進行有氧運動即踩功率自行車30分鐘，采用一級負荷（功率=70瓦），運動結束后休息10分鐘進行重復實驗步驟（1）到（4）。

1.3實驗數據處理

根據實驗記錄進行數據，利用直線內插法求出每個人的重量差別閾限以及韋伯常數。將刺激作為橫坐標，以正確判斷的百分數作為縱坐標，畫出曲線。然后再從縱軸的50%（判斷次數百分率）處畫出與橫軸平行的直線，與曲線相交于 a 點，從a點向橫軸畫垂線， 垂線與橫軸相交處就是兩點閾（即兩點 （x0，y0），（x1，y1）），在標準刺激右邊的點（x1，y1）所對應 x1 值就是重量差別閾限的上限（Dlu），在標準刺激左邊的點（x0，y0）所對應的 x0 就是重量差別閾限的下限（DLl）；1/2（x0+x1）算出其值就是絕對閾限（DL）。上差別閾限=Dlu-標準刺激，下差別閾限=標準刺激-DLl[6]。

1.4實驗結果與分析

由結果得出，有氧運動前后本體感覺閾值變化P>0.05，可以看出有氧運動對本體感覺影響無顯著性差異，產生本次實驗結果與預期結果不一致的原因有：受試者在實驗過程中心理變化大；樣本數據比較少，導致個體之間有氧運動前后差異相互抵消；受試者在實驗過程中由于某些原因在手指疲勞狀態下仍然繼續進行實驗；提供的有氧運動效果達不到提高本體感覺能力的要求。

2實驗二：有氧運動前后本體感覺腦電的變化

2.1實驗對象

選取武漢體育學院大學生8名，在進行功率自行車運動前后參與腦電實驗。

2.2實驗方法

運動前：受試者在進行實驗前先用洗發水洗頭，接著讓受試者把頭發吹干或晾干，等受試者頭發干燥并切頭發溫度至常溫時后再進行腦電實驗。腦電實驗由受試者和進行實驗的操作者兩部分組成，受試者實驗室進行實驗，該實驗室隔音，干燥，溫度適宜。實驗前受試者由實驗操作者給受試者戴好電極帽，并告訴受試者不要緊張，放松，盡量不要動。讓受試者坐在有扶手的靠背椅上，閉上眼睛，伸出測試的手，平放在座椅扶手上，進行幾次深呼吸，以放松全身，然后去感受給予的感覺刺激。

將鉤碼掛在輕質塑料掛環上，然后將輕（下轉第107頁）（上接第102頁）質塑料掛環放到受試者右手食指第一和第二手指中間的關節處來呈現刺激。用150重量作為標準刺激，以120g或180g的重量作為比較刺激，即每一對重物刺激，其中一個是標準刺激，一個是比較刺激，比較刺激可能是120g，也可能是180g，比較刺激隨機出現，出現的幾率各占 50%。每一個刺激呈現時間為 800-1200ms，在每一對刺激呈現后，間隔時間為1500-3000ms，要求受試者在該時間段對每一對刺激做出一次相應反應，用“輕”表示第一次放上去的重物重，用“相”表示第二次放上去的重物與第一次相等，“重”表示第二次放上去的重物。Gating 范式共兩分為運動前后兩輪，中間進行有氧運動30分鐘，每輪各 84 組刺激，受試者每輪要做出 84次相應反應。每一輪大約 10min，Gating 范式完成約 22min。實驗過程中記錄腦電變化數據。

運動后：讓受試者坐在有扶手的靠背椅上休息10分鐘讓受試者恢復，恢復結束后，閉上眼睛，伸出之前的測試手，輕松的平放在座椅扶手上，進行幾次深呼吸呼吸，以達到放松作用，去感受施加的本體感覺刺激。采用gating范式繼續再一次實驗

2.3實驗結果與分析

數據處理所有腦電數據用brain camp軟件自帶分析軟件腦電數據進行分析， 本文詳細研究了以下9個導聯點：FP1、FP2、C3、C4、F3、F4、O1、P3、P4。

2.4分析與討論

從腦電圖上看，FP1、F3、F4、O1、P4位置腦電波幅差異較小，在150ms-300ms處重疊；FP2、C3、C4位置幾乎全部重疊；只有P3位置波幅在400ms之后顯示出差異。

在本實驗中，從有氧運動前后腦電波形分布可初步分析得到：在有氧運動前后腦電差異性較小，在某些地方甚至重疊。回溯之前實驗過程中的操作與數據處理方案，分析在該研究實驗中，受試者多數對140g，150g，160g這三種比較刺激與150g標準刺激比較是判斷有所遲疑和猶豫，在這遲疑與由于過程中腦部在積極思考判斷“輕”“重”“相等”三個答案，而就在這思考過程中腦電發生變化與本實驗預期要求的腦電波形數據有所差別，影響實驗準確性。

3結論

（1）根據本次實驗研究顯示本體感覺在有氧運動前后沒有很大差異，即有氧運動訓練無法加強機體本體感覺能力。

（2）在腦機制研究中，Gating范式所得出的腦電數據分析后所得出的結果是有氧運動訓練對腦電波形的變化存在一定影響，但是影響的效果并不明顯。

參考文獻

[1] Carpenter JE，Blasier RB，Pellizzon GG.The effects of muscle fatigue on shoulder joint position sense[J].Am J Sports Med，1998，26（2）：262-265.

[2] 鄭榮強，王予彬.肌肉疲勞對本體感的影響[J].中國組織研究與臨床康復，2010，14（28）：58-60.