网球运动引发急性疲劳后大脑激活与功能连接特征的研究：fNIRS的证据

《European Journal of Applied Physiology》：Investigation of brain activation and functional connectivity characteristics following tennis-induced acute fatigue: evidence from fNIRS

　　

摘要

研究目的

探讨在急性模拟网球比赛导致的疲劳之后，认知功能、无氧力量以及相应大脑皮层激活特征和功能连接性的变化。

研究方法

共有18名健康的成年男性网球爱好者参与了这项研究，他们的网球经验为5±1.4年，年龄为24.5±2.4岁。参与者进行了一场90分钟的模拟网球比赛以诱发疲劳。在疲劳前、疲劳后立即以及疲劳后1小时这三个时间点，收集了他们参与2-back任务和Wingate测试的行为数据。同时使用功能性近红外光谱技术来检测前额叶和顶叶中的氧合血红蛋白水平以及3分钟静息状态下的功能连接性。

研究结果

在疲劳后1小时，2-back任务的反应时间相较于疲劳前有所增加，而准确率则没有显著变化。在2-back任务期间，两个疲劳时间点上右背外侧前额叶皮层的氧合血红蛋白水平都出现了下降，而在疲劳后1小时，额极区的下降更为明显。研究表明右背外侧前额叶皮层在认知任务中扮演的角色比左背外侧前额叶皮层更为重要，而且反应时间的增加与右背外侧前额叶皮层中的氧合血红蛋白水平呈负相关。与疲劳前相比，疲劳后立即和1小时后，峰值功率和平均功率输出都有所下降。在Wingate测试中，两个疲劳时间点上右背外侧前额叶皮层和右尾状核上中部肌群的氧合血红蛋白水平都有所下降，而在疲劳后1小时，左尾状核上中部肌群的氧合血红蛋白水平也出现了下降。功能连接性在疲劳后1小时的下降更为显著，具体表现为某些感兴趣区域和通道之间的连接强度降低。

研究结论

网球运动导致的疲劳会使认知功能和身体表现下降，与此同时，大脑中的氧合血红蛋白水平及功能连接性也会降低。氧合血红蛋白水平的下降可能意味着大脑的氧气供应减少，大脑激活程度降低，而这些因素很可能是导致网球运动过程中中枢性和外周性疲劳的重要原因。

图形摘要