竞走运动员功能内稳态的脑电α波分析

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内稳态是生理学和运动生理学的经典概念之一,但表征方法的缺乏妨碍了它的广泛深入的应用。刘承宜等将其发展为功能内稳态(function-specifichomeostasis,FSH),建立了运动训练的内稳态理论(homeostasis theory of exercisetraining,HTET)。FSH是维持功能充分稳定发挥的负反馈机制,具有简洁、经济和容易定量化研究等特征。FSH的品质包括功能的复杂性和功能发挥的稳定性,两种品质相辅相成。运动员的主要FSH为项目内稳态(sport-specifichomeostasis,SpSH),维持运动成绩的充分稳定发挥。运动成绩表征了功能的复杂性,不同时间不同地点的比赛成绩的变异系数(coefficient of variation,CV)则表征了功能发挥的稳定性。运动成绩越好,比赛成绩的CV越低,SpSH的品质越高。本文研究SpSH的脑电波(electroencephalogram,EEG)表征方法。运动员EEG α波频段数据可以用序参量和信息熵分析。在此基础上,本文利用主成分分析(principal component analysis, PCA)的方法,用CV表征SpSH的稳定性,同时结合逐步判别分析提取竞走运动员EEG的竞技状态信息,发现10Hz确实为状态优秀运动员的优势频率,序参量水平(order parameter level,OPL)确实可以表征SpSH,支持了序参量理论与HTET的相容性。本文还进一步根据表征SpSH的主成分(principal component,PC)PC2和PC3发现了状态优秀运动员的优势脑区,为用EEG表征SpSH提供了理论基础。目的:了解不同水平竞走运动员EEG α波特点,探讨其SpSH的EEG信号特征。方法:利用高级运动训练监控仪采集5名健将级竞走运动员不同训练阶段56个样本的EEG α波数据,采用主成分分析和序参量理论提取竞走运动员SpSH所隐含的竞技水平信息。结果:状态优秀运动员10Hz的EEG信号均值高于状态一般运动员,但8、9和11Hz的EEG信号均值低于状态一般运动员。所发现的状态优秀运动员的部分优势脑区与已有研究结果一致,其它优势脑区有待相关方法证实。状态优秀运动员大脑的信息熵值明显低于状态一般运动员。序参量水平越高,信息熵值越低,大脑有序程度越高。状态优秀运动员SpSH品质明显高于一般运动员。结论:竞走运动员EEG α波的序参量(优势频率10Hz)可以表征其SpSH品质。
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