热应激下自主节奏骑行过程中的认知功能：运动员的表现、感知及神经肌肉疲劳反应

《Journal of Sports Sciences》：Cognitive function during self-paced cycling under heat stress: Performance, perceptual, and neuromuscular fatigue responses in athletes

　　

热应激会损害身体和认知功能，但其对同时进行认知运动双任务（CMDT）的影响仍不清楚。十六名受过训练的运动员在高温（HOT，40°C）或常温（CON，20°C）条件下完成了两次高强度CMDT测试。每次21分钟的骑行运动包括7分钟自主节奏的“强烈”强度骑行，随后是基于最后选择的功率进行14分钟的固定功率骑行，在此期间参与者执行了两个7分钟的持续注意力反应任务（SART）。研究人员监测了心率（%HRmax）、直肠温度（Trec）和感知心理努力，同时在运动后通过股神经刺激在1分钟持续最大收缩期间评估膝伸肌神经肌肉疲劳。HOT条件下的自主节奏功率输出（198 ± 49 W）低于CON条件（223 ± 46 W，P <0.001）。%HRmax在HOT条件下上升更陡峭（交互作用P <0.001），而Trec在两种条件下没有差异（Ex21时为38.5 ± 0.4°C）。尽管感知努力的增加相似，但SART表现随时间下降（-10 ± 7%，P = 0.006），且在HOT条件下（64 ± 12%）始终低于CON条件（74 ± 8%，P = 0.004）。HOT条件下持续收缩期间的力损失（-71 ± 21%）大于CON条件（-54 ± 19%，P = 0.024）。尽管自主节奏功率较低，但热应激进一步损害了CMDT期间的并发认知表现及随后的产力能力，表明疲劳发展更为严重。

体育活动常伴随记忆、注意力等认知需求，形成认知运动双任务（CMDT，指同时执行认知和运动任务的情况）。在气候变化背景下，热应激日益频繁，损害身体与认知表现。热应激加剧心血管负荷，增大感知努力，降低机械输出。核心理论认为核心温度与认知呈倒U型关系，但复杂任务受热影响明显。神经肌肉疲劳源于中枢与外周机制，热应激主要影响中枢机制，降低最大自主激活（VA，肌肉产生最大随意收缩的能力）。在高热环境下，CMDT如何交互影响认知及神经肌肉疲劳尚不明确。为此，研究人员开展了探讨高温与常温环境下自主节奏骑行中CMDT表现及神经肌肉疲劳的研究，发现热应激会加剧认知损伤并增加整体疲劳。该论文发表在《Journal of Sports Sciences》。

关键技术方法上，研究招募了16名训练有素的运动员，通过SART任务评估认知，采用CR100量表评估感知努力。在40°C与20°C环境下进行自主节奏及固定功率骑行。通过股神经电刺激评估膝伸肌神经肌肉功能及疲劳，并监测心率、Trec等生理指标。

研究结果部分总结如下：

功率和生理反应：通过对比HOT与CON条件下的骑行数据，发现在HOT条件下自主节奏功率显著降低。Trec随时间线性增加，但在两种条件间无显著差异。%HRmax在HOT条件下上升更陡峭。排汗率在两种条件间无差异，表明运动员在热应激下通过减少外部做功来降低代谢产热，从而代偿额外的热负荷。

认知表现：通过分析SART得分、准确率和反应时间，发现认知表现随时间下降。尽管感知努力的增加相似，但HOT条件下的认知得分和准确率始终低于CON条件。准确性受损更明显，而反应时间无显著差异，表明热应激下大脑可能采取维持处理速度而牺牲准确性的策略，持续注意力受热负荷影响显著。

神经肌肉功能：通过运动前后的股神经刺激评估，发现短时最大自主收缩（IMVC，等长最大随意收缩）、峰值激发（Pt）、低频/高频比（LF/HF）和VA均随时间下降，但在HOT与CON间无显著差异。然而在1分钟持续IMVC测试中，HOT条件下的力量下降幅度大于CON，而测试结束时的VA（VAIMVC60）无差异，表明热应激主要损害抗疲劳能力而非最大力量产生机制。

感知努力与热不适：通过主观量表评估，发现HOT条件下的骑行努力和热不适感更高，而心理努力在两种条件间无差异。这表明热不适作为分散注意力的因素，可能比核心温度绝对值更影响认知表现。

最后是讨论部分的总结与翻译：研究的结论是，热应激加剧了CMDT期间的注意力表现受损，这可能是由于加剧的心血管反应所致。在热应激下自主节奏功率降低，导致任务结束时直肠温度相当。尽管未能在各条件间识别出外周和中枢疲劳指标的差异，但整体疲劳在热应激下更为严重。这些发现揭示了热应激下CMDT的机制，突显了在暴露于此类条件的运动员或职业环境中进行针对性准备的必要性。未来的研究应探索减轻热应激对CMDT表现不利影响的策略，例如热习服或节奏干预。