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大脑直流电刺激向竞技运动进军
2016-03-13 15:24  

经颅直流电刺激是在没有明确机制的情况下,只单纯从应用技术角度开发的用电刺激大脑,以提高大脑功能如思维和运动技巧形成速度等为目的的实用技术。这种技术有的用于提高学校学习成绩,有的用于游戏能力,有的用于运动员成绩提高,也有用于减少运动损伤。因为技术难度比较小,这种设备已经非常容易从网上购买,在运动成绩提高方面估计会迅速被广泛采用,也引起一些学者的担心。如果这种方法安全有效,也没有必要担心和控制。

依赖极端平衡和力量,顶级滑雪运动员在陡峭的山坡上可用每小时100公里的速度下滑。显然肌肉功能在这种运动中的重要性非常高,但美国滑雪和滑雪板运动协会(USSA)正寻求让其精英运动员采用大脑训练方法。

与旧金山Halo神经科学公司合作,USSA运动小组正在检测用直流电刺激运动员大脑对提高其运动技巧和训练效率方面的作用。有研究表明,大脑刺激能减少运动员疲劳感,这些技术能协助运动损伤的康复速度,或让运动员获得更好的竞争优势。

也有许多科学家大脑刺激效果理想程度表示怀疑,因为研究对象都是小规模人群。澳大利亚墨尔本大学认知心理学家Jared Horvath说,这些发现都非常酷,但是真实意义不好评价。

USSA正在与Halo神经科学公司合作研究一种大脑运动皮层电刺激设备的效果,运动皮层是控制肢体运动技巧的脑区。Halo神经科学公司声称这种刺激能帮助大脑在学习运动技巧时建立新的神经联系。在一项未发表资料中,他们对7名顶级滑雪运动员进行了研究,其中有一名参加过冬奥会的运动员。

每周4次连续2周,滑雪运动员训练跳上一个不稳的平台,4名运动员在训练过程中同时进行经颅直流电刺激,另外3名进行安慰刺激。结果发现,直流电刺激后运动员起跳力能提高70%,协调能力提高80%。最近Halo神经科学公司最近宣布了该研究结果。USSA高水平主任Troy Taylor很受这一结果的鼓舞,但是强调是初步结果。

3月7日英国运动精英的生物医学基础会议上,另外一项研究提示直流电刺激能减少运动疲劳。肯特大学运动科学家Lex Mauger等发现,刺激控制下肢功能的运动皮层,可让受试者骑更长时间自行车不会感到疲劳。

研究人员给12个未经训练的志愿者直流电刺激,然后指导他们骑自行车一直到疲劳,每分钟都被询问疲劳程度。接受直流电刺激的志愿者平均多坚持2分钟骑自行车,自我疲劳程度的评价也比较低。两组之间心率和肌肉乳酸水平没有差异。研究结果提示大脑直流电刺激确实能提高运动能力,减少运动损伤和疲劳程度。

巴西北里奥格兰德联邦大学生物工程师AlexandreOkano发现类似结果,不过他们刺激运动的大脑颞叶皮层,这些是控制机体自主运动如呼吸运动的中枢。这表明颞叶和运动皮层存在科学家不了解的联系,或者直流电刺激的目标不够精确。

纽约伯克医学研究所神经生理学家DylanEdwards说,这些结果支持一种看法,该看法认为大脑通过整理来自身体的反馈信息,然后使肌肉运动减慢,避免疲劳发生。

Horvath提出,关于这种刺激的长期效应目前尚不了解,也有人对这种刺激提高运动技巧的作用表示怀疑。伦敦学院大学神经科学家Vincent Walsh指出,直流电大脑刺激使用的方法不统一,也不是所有研究结果都理想。例如Mauger小组使用的电流非常大,证明可以对大脑产生比较复杂的影响。

重复性实验也非常困难,因为人对直流电刺激的反应差异非常大,一些人甚至没有任何反应,也有人也只对特定刺激方式有反应,甚至同一个人在不同时间的反应也不一样。Edwards说,使用经颅直流电刺激作为治疗等目的需要对这些不同进行详细研究。目前这个领域正超精准个体化方向发展。

预计给运动员使用经颅直流电刺激可能会增加,例如为增加灵活性,给视频游戏者运动皮层进行刺激。另外获得这种刺激装置越来越容易,Halo神经科学公司也开始进军运动技巧提高领域。(孙学军)

来源:科学网——博客

 

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