有氧运动对大学生本体感觉的影响及相关脑电研究

李璇

摘 要 通过对人体本体感觉的研究，了解其各方面的机制与功能并加以应用到人体活动中，促进人体更好的活动以及加强相关训练来进一步完善体育技能。为了得出有氧运动是否有利于本体感觉的提升，对武汉体育学院8名普通大学生进行实验，采用心理物理学经典测试方法重量差别阈限以及事件相关电位分析的方法对比有氧运动前后本体感觉能力差异。

关键词 有氧运动 本体感觉 重量差别阈限

随着社会的进步发展，人们关注研究的对象也变成由之前的探究温饱的解决方案到如今健康和谐的运动方式，而本体感觉的研究是如今探求健康和谐的运动方式的重要组成部分。

目前，国内外在本体感觉方面的研究已有些许进展。无论哪种疲劳导致的本体感觉下降都会使关节发生运动损伤的风险性提高，应尽量避免在疲劳状态下进行激烈对抗的运动；本体感觉神经肌肉促进法对5km越野后肌肉疲劳有良好的作用等。于此同时，条件刺激得到强化，运动条件反射的建立，运动技能的形成，来自肌肉及关节的本体感觉传入冲动扮演着重要的角色。利用本体感知能力，对课堂教学效果和教学质量的提高也起着至关重要的作用。

1实验一：有氧运动前后本体感觉阈值的比较

1.1研究对象

选取武汉体育学院普通大学生8人。

1.2研究方法

用恒定刺激法测定差别阈限，将钩码挂在轻质塑料环上，然后将轻质塑料环放到受试者右手食指第一和第二手指中间的关节处来呈现刺激。用150g重量作为标准刺激，以120g—180g中的7个重量间隔各为10g的重量作为比较刺激，要求受试者作“重”、“相等”和“轻”这三类反应。选择的依据是：最大的刺激应为每次呈现几乎都能为受试者感觉到重于150g，它被感觉到比150g重的可能性不低于95%；最小的刺激应为每次呈现几乎都能为受试者感觉到轻于150g的刺激，它被感觉到重的可能性应不高于5%。根据选定的标准刺激和比较刺激，考虑到疲劳因素，让受试者把比较刺激和标准刺激各比较12次，共84次，实验过程中受试者若受试部位感到疲劳让其休息至恢复。

受试者坐在桌边，闭上双眼，以舒服的姿势坐好，手放在座椅的扶手上。受试者用右手握住手柄，给予重物，轻轻上下掂两下，接着给予比较刺激，中间间隔约 1秒，然后做出反应，指出“轻”、“相等“、“重”三种结果。在每对刺激进行比较主试先呈现标准刺激（或比较刺激），后呈现比较刺激（或标准刺激），受试者用单手先提举后指出表示与第一次呈现刺激相对比结果，第二个重量呈现的时间不可太迟，当受试者作出反应后，主试立刻换上第二个重量，间隔最好不要超过1秒，以免受试者的上一感觉消退了。两次比较至少要间隔3秒，以免各次感觉之间相互干扰。提前告知受试者，当感到疲劳时主动提出休息，休息2—3分钟，并让受试者将手臂离开桌面自由活动一会儿。对每次反映进行记录，总共比较84次。

运动前测试结束后，让受试者进行有氧运动即踩功率自行车30分钟，采用一级负荷（功率=70瓦），运动结束后休息10分钟进行重复实验步骤（1）到（4）。

1.3实验数据处理

根据实验记录进行数据，利用直线内插法求出每个人的重量差别阈限以及韦伯常数。将刺激作为横坐标，以正确判断的百分数作为纵坐标，画出曲线。然后再从纵轴的50%（判断次数百分率）处画出与横轴平行的直线，与曲线相交于 a 点，从a点向横轴画垂线， 垂线与横轴相交处就是两点阈（即两点 （x0，y0），（x1，y1）），在标准刺激右边的点（x1，y1）所对应 x1 值就是重量差别阈限的上限（Dlu），在标准刺激左边的点（x0，y0）所对应的 x0 就是重量差别阈限的下限（DLl）；1/2（x0+x1）算出其值就是绝对阈限（DL）。上差别阈限=Dlu-标准刺激，下差别阈限=标准刺激-DLl[6]。

1.4实验结果与分析

由结果得出，有氧运动前后本体感觉阈值变化P>0.05，可以看出有氧运动对本体感觉影响无显著性差异，产生本次实验结果与预期结果不一致的原因有：受試者在实验过程中心理变化大；样本数据比较少，导致个体之间有氧运动前后差异相互抵消；受试者在实验过程中由于某些原因在手指疲劳状态下仍然继续进行实验；提供的有氧运动效果达不到提高本体感觉能力的要求。

2实验二：有氧运动前后本体感觉脑电的变化

2.1实验对象

选取武汉体育学院大学生8名，在进行功率自行车运动前后参与脑电实验。

2.2实验方法

运动前：受试者在进行实验前先用洗发水洗头，接着让受试者把头发吹干或晾干，等受试者头发干燥并切头发温度至常温时后再进行脑电实验。脑电实验由受试者和进行实验的操作者两部分组成，受试者实验室进行实验，该实验室隔音，干燥，温度适宜。实验前受试者由实验操作者给受试者戴好电极帽，并告诉受试者不要紧张，放松，尽量不要动。让受试者坐在有扶手的靠背椅上，闭上眼睛，伸出测试的手，平放在座椅扶手上，进行几次深呼吸，以放松全身，然后去感受给予的感觉刺激。

将钩码挂在轻质塑料挂环上，然后将轻（下转第107页）（上接第102页）质塑料挂环放到受试者右手食指第一和第二手指中间的关节处来呈现刺激。用150重量作为标准刺激，以120g或180g的重量作为比较刺激，即每一对重物刺激，其中一个是标准刺激，一个是比较刺激，比较刺激可能是120g，也可能是180g，比较刺激随机出现，出现的几率各占 50%。每一个刺激呈现时间为 800-1200ms，在每一对刺激呈现后，间隔时间为1500-3000ms，要求受试者在该时间段对每一对刺激做出一次相应反应，用“轻”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与第一次相等，“重”表示第二次放上去的重物。Gating 范式共两分为运动前后两轮，中间进行有氧运动30分钟，每轮各 84 组刺激，受试者每轮要做出 84次相应反应。每一轮大约 10min，Gating 范式完成约 22min。实验过程中记录脑电变化数据。

运动后：让受试者坐在有扶手的靠背椅上休息10分钟让受试者恢复，恢复结束后，闭上眼睛，伸出之前的测试手，轻松的平放在座椅扶手上，进行几次深呼吸呼吸，以达到放松作用，去感受施加的本体感觉刺激。采用gating范式继续再一次实验

2.3实验结果与分析

数据处理所有脑电数据用brain camp软件自带分析软件脑电数据进行分析， 本文详细研究了以下9个导联点：FP1、FP2、C3、C4、F3、F4、O1、P3、P4。

2.4分析与讨论

从脑电图上看，FP1、F3、F4、O1、P4位置脑电波幅差异较小，在150ms-300ms处重叠；FP2、C3、C4位置几乎全部重叠；只有P3位置波幅在400ms之后显示出差异。

在本实验中，从有氧运动前后脑电波形分布可初步分析得到：在有氧运动前后脑电差异性较小，在某些地方甚至重叠。回溯之前实验过程中的操作与数据处理方案，分析在该研究实验中，受试者多数对140g，150g，160g这三种比较刺激与150g标准刺激比较是判断有所迟疑和犹豫，在这迟疑与由于过程中脑部在积极思考判断“轻”“重”“相等”三个答案，而就在这思考过程中脑电发生变化与本实验预期要求的脑电波形数据有所差别，影响实验准确性。

3结论

（1）根据本次实验研究显示本体感觉在有氧运动前后没有很大差异，即有氧运动训练无法加强机体本体感觉能力。

（2）在脑机制研究中，Gating范式所得出的脑电数据分析后所得出的结果是有氧运动训练对脑电波形的变化存在一定影响，但是影响的效果并不明显。

参考文献

[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] 郑荣强，王予彬.肌肉疲劳对本体感的影响[J].中国组织研究与临床康复，2010，14（28）：58-60.