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研究背景与目的:经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)是一种非侵入性的脑刺激技术,通过置于头皮的电极对特定脑区进行微弱的直流电刺激,以此来调节特定脑区的兴奋性,进而影响人体的各项能力。本研究探究了不同tDCS干预方式对最大强度动态运动下力量输出的影响,并配合神经电生理检测技术,监测了肌肉活动以及干预脑区兴奋性的变化,为tDCS技术科学的运用到运动训练中提供一定的研究与应用基础。研究方法:健康男性16名(年龄:24.4±1.9yrs,身高:173.3±6.0cm,体重:68.7±10.3kg),采用重复性-双盲检测,每名受试者均需在三个不同时间段对左侧运动皮层分别进行三种模式的tDCS干预(阳极组:Anode-tDCS,A-tDCS;阴极组:CathodetDCS,C-tDCS,假干预组:Sham-tDCS),每次干预前后均使用CON-TREX等动测力系统与肌电分析系统,对右侧上肢肘关节进行等动肌力和肌电测试;此外,后续有其中8名受试者进行了三种模式tDCS干预下的运动皮层兴奋性检测。为了评估不同干预模式对肌肉力量输出、肌肉活动与皮层兴奋性的影响,采用双因素(时间*干预模式)重复测量分析各输出指标;此外,采用单因素方差分析检测三种干预模式下各力量指标衰减率的差异,并使用皮尔逊相关性分析来探讨皮层兴奋性变化与运动表现之间的关系。研究结果:(1)肌肉力量输出:3种干预模式下,各力量输出指标在组间无显著差异,组内差异表现在肘关节屈肌在高速180°/s时,Sham-tDCS组峰值力矩和峰值功率较干预前均显著减小,C-tDCS组峰值功率和平均功率较干预前显著减小,伸肌在高速180°/s时,C-tDCS组平均功率较干预前显著减小;肘关节屈伸总做功指标在高速180°/s时,C-tDCS与Sham-tDCS干预后均显著减小;而在低速60°/s时,只有C-tDCS干预后显著减小;而对于力量输出变化量指标,在高速180°/s情况下,A-TDCS刺激后肘关节屈肌峰值力矩衰减率显著小于Sham-tDCS组,A-TDCS组干预后的屈肌峰值功率衰减率显著小于C-tDCS组与Sham-TDCS组,A-tDCS组总做功量衰减率也显著小于C-tDCS组与Sham-tDCS组;(2)肌肉活化特性:3种干预模式均未对作为主动肌或拮抗肌的肱二头肌和肱三头肌激活水平产生显著影响,组间组内无显著性差异;而对于拮抗肌共激活,不论在何种速度下,3种干预组组间组内同样无显著性差异;(3)运动皮层兴奋性:A-tDCS组干预后运动诱发电位(Motor Evoked Potentials,MEP)振幅较基线水平显著增大,C-tDCS组干预后MEP振幅较基线水平显著降低,且显著低于A-tDCS组与ShamtDCS组,而Sham-tDCS组干预前后均无显著性差异,皮尔逊相关性分析显示180°/s速度下A-tDCS组MEP变化与屈伸肌总做功衰减率之间存在中度正相关趋势(r=0.68,p=0.06)。研究结论:阳极经颅直流电刺激干预即刻提高了受试者运动皮层的兴奋性,并对增强大强度运动中的肌肉疲劳抗力,维持高强度做功能力具有积极影响;而阴极干预对皮层兴奋性具有抑制作用,对肌肉的运动表现能力也有一定的负面影响。研究提示这种神经调控技术可作为一种新型的运动训练辅助装备,被适用于需要保持高功率输出的项目。