視覺系統(tǒng)在人類感知中至關(guān)重要,尤其對運動員表現(xiàn)具有較大的影響。運動員依賴視覺技能快速感知、處理和解釋環(huán)境信息,做出精準決策并執(zhí)行動作。不同體育項目對視覺技能的需求不同,個人運動強調(diào)視覺敏銳度和協(xié)調(diào)性,而團隊運動如足球則更側(cè)重動態(tài)反應(yīng)和即時決策。電子競技中,玩家在虛擬環(huán)境中需維持高度視覺注意力。腦電圖(EEG)研究表明,運動員和非運動員在皮質(zhì)激活模式上存在差異,體現(xiàn)運動特異性的神經(jīng)適應(yīng)。
本研究探討了體操、足球和電子競技運動員在閉眼休息(REC)和睜眼休息 (REO) 狀態(tài)下的腦電圖(EEG)活動,比較了不同運動員組在REC到REO狀態(tài)的α波功率變化(?EC-EOAlpha)。42名女性參與者(每組14人)進行了兩次5分鐘的EEG記錄,分析了不同頻帶(δ、θ、α、β)的絕對功率并計算了α波功率變化值。結(jié)果表明,足球運動員在 REC 時,額極(Fpz)表現(xiàn)出增強的α波,枕葉(Oz)則表現(xiàn)出增強的β波;而在REO時,足球運動員在Fpz和額葉(Fz)表現(xiàn)出增加的δ波,在中央?yún)^(qū)(Cz)顯示較低的α波,并在Fpz處升高θ波。相比之下,電子競技運動員在Fpz和Cz處表現(xiàn)出較高的δ波和較低的α波。體操運動員則在多個電極位置顯示較低的α波功率變化值。這些結(jié)果揭示了運動員在視覺注意力相關(guān)的皮質(zhì)激活模式上的運動特異性差異,為改進訓練方法提供了神經(jīng)機制支持。
結(jié)果參與者特征
三組運動員的基本特征無顯著差異。在REC條件下,F(xiàn)pz位置的EEG α功率存在顯著差異,足球運動員的α功率顯著高于電子競技和體操運動員。Oz位置的EEG β功率也表現(xiàn)出顯著差異,足球運動員的β功率高于電子競技和體操運動員。在其他電極位置(Fz、Cz、Pz、POz)未觀察到顯著差異(圖1、2)。
圖1 電子競技運動員、體操運動員和足球運動員在閉眼(EC)和睜眼(EO)的靜息狀態(tài)下δ、θ、α和β波段的頻譜功率密度的拓撲 EEG 圖。紅色代表最大值,藍色代表最小值。
在REO條件下,δ功率在組間呈顯著差異,電子競技和足球運動員在Fpz位置的δ功率高于體操運動員。此外,足球運動員在Fz位置的δ功率亦顯著高于體操運動員。在Fpz位置,θ功率亦表現(xiàn)出顯著差異,足球運動員的θ功率高于電子競技和體操運動員。組間α功率也有顯著差異,體操運動員的Fpz處α功率顯著低于電子競技和足球運動員。在Cz位置,體操運動員的α功率高于電子競技和足球運動員。其他電極位置(Fz、Cz、Pz、POz、Oz)的β功率未見顯著差異(圖1、2)。
圖2 數(shù)據(jù)以功率譜密度 (DPS) 的形式繪制,在六個中線電極位置記錄閉眼和睜眼時的電波:額極 (Fpz)、額葉 (Fz)、中央(Cz)、頂葉 (Pz)、頂枕葉 (POz) 和枕葉 (Oz),分別記錄電子競技 (黑線)、體操運動員 (紅線) 和足球運動員 (藍線)。陰影區(qū)域表示以下頻帶:黃色表示δ(0.5–4 Hz),藍色表示θ(4.5–8 Hz),綠色表示α(8.5–13 Hz),橙色表示β (13.5–29.5 Hz)
此外,?EC-EO Alpha在多個電極位置表現(xiàn)出顯著組間差異,尤其是在Fpz、Fz、Cz、Pz和POz分別為7.61、5.14、4.96、3.85和4.82(p<0.05)。體操運動員在Fpz、Fz和Cz處的?EC-EO Alpha值顯著低于電子競技和足球運動員(p<0.05)。在Pz,體操運動員的?EC-EO Alpha值低于電子競技運動員(p=0.03)。在POz,電子競技運動員的?EC-EO Alpha值顯著高于足球和體操運動員(p分別為0.02和0.03)(圖3)。
圖3 閉眼和睜眼記錄的靜息狀態(tài)下腦波平均α功率,以及電子競技 (E-sports)、體操運動員 (Gym) 和足球 (Soc) 組閉眼和睜眼之間的差異 (? EC-EO Alpha)。數(shù)據(jù)以平均值±SEM表示;每組 n=14。a,體操運動員組和足球組之間不同;b,電子競技組和足球組之間不同,c,體操運動員組和電子競技組之間不同。單因素方差分析,p<0.05
本研究揭示了足球、電子競技和體操運動員在皮質(zhì)激活模式上的差異。在閉眼(REC)和睜眼(REO)條件下,運動員組間EEG α功率存在顯著差異,反映了不同的視覺注意力和認知處理方式。足球運動員在REC條件下α功率較高,可能與增強的內(nèi)在注意力和認知控制機制相關(guān);電子競技運動員在REO條件下α功率較低,提示與快速決策和注意力增強相關(guān);體操運動員表現(xiàn)出較低的?EC-EO Alpha,表明其內(nèi)在注意力和運動計劃過程的控制更強。
足球運動員閉眼時前頂葉α波強,枕葉β波高,增強內(nèi)部注意力與認知控制;恢復期枕葉β波升高,維持警覺性與預(yù)判能力。睜眼時額葉δ波強,表明高注意力需求。足球運動員側(cè)重空間導航、決策與戰(zhàn)略規(guī)劃。電子競技運動員恢復期α波較弱,δ波較強,表明快速決策需求,長時間屏幕互動可能影響神經(jīng)振蕩。體操運動員恢復期α波較高,腦電波變化較小,反映運動計劃與注意力控制優(yōu)勢。整體而言,運動員的腦電活動差異與運動類型、任務(wù)需求相關(guān)。
研究同時存在局限性:橫斷面設(shè)計無法確定因果關(guān)系,且未揭示皮質(zhì)激活隨時間變化的動態(tài)過程,未來可通過縱向研究探索運動員腦電反應(yīng)在不同季節(jié)的變化。盡管已控制年齡、性別和經(jīng)驗等因素,但個體差異(如認知、警覺性、注意力、訓練強度等)仍可能影響結(jié)果,未來研究應(yīng)綜合考慮認知、感知及生理指標(如皮膚電導率、心率等)。此外,本研究僅涉及體操、足球和電子競技,未涵蓋其他運動項目(如格斗或球拍運動)。本研究具有實踐意義,通過定制神經(jīng)反饋與生物反饋訓練,調(diào)節(jié)腦電波和生理反應(yīng),可提高運動員的注意力、決策能力和表現(xiàn)。此外,結(jié)合可視化與正念訓練,能增強心理韌性,優(yōu)化表現(xiàn),提升整體幸福感。
僅用于學術(shù)分享,若侵權(quán)請留言,即時刪侵!
歡迎加入腦機接口社區(qū)交流群,
探討腦機接口領(lǐng)域話題,實時跟蹤腦機接口前沿。
加微信群:
添加微信:RoseBCI【備注:姓名+行業(yè)/專業(yè)】。
歡迎來稿
1.歡迎來稿。投稿咨詢,請聯(lián)系微信:RoseBCI
點擊投稿:
2.加入社區(qū)成為兼職創(chuàng)作者,請聯(lián)系微信:RoseBCI
一鍵三連「分享」、「點贊」和「在看」
不錯過每一條腦機前沿進展
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.