射击准备阶段以及任务前/后休息状态下的周期性与非周期性成分：一项频谱参数化研究

《Experimental Brain Research》：Periodic and aperiodic components during shooting preparation and pre-/post-task resting states: a spectral parameterization study

　　

摘要

传统的频带功率分析会将神经活动的周期性成分与非周期性成分混为一谈。本研究采用频谱参数化方法分离这两种成分，以此分析射击准备阶段以及任务前后的休息状态下的神经活动。最终共有28名熟练的射手参与了研究，他们在三种不同的条件下完成射击任务——人质救援、远距离射击和近距离射击。在每种条件的准备阶段以及任务前后闭眼休息时，都记录了脑电图信号。通过频谱参数化方法，提取了θ波段、α波段和β波段中的非周期性指数、非周期性偏移量以及周期性振荡功率，同时还计算了这些波段的功率总和。随后从三个角度进行了探索性分析：不同条件下的射击准备阶段、高绩效组与低绩效组之间的比较，以及任务前后的休息状态，同时还分析了休息状态下的功能连接性。频谱参数化指标显示，在全脑或电极层面，三种条件之间并无显著差异。而按照射击表现指标对试验进行分组后，则出现了与条件相关且特定于指标的差异。与任务前的休息状态相比，任务后的休息状态的非周期性指数显著降低，而θ波段的周期性振荡功率则显著升高。频谱参数化方法能够分离射击脑电图中的周期性成分与非周期性成分。在本研究中，三种条件的准备阶段之间未发现显著的神经差异；而根据表现指标对试验分组后得到的差异则具有条件依赖性和指标特异性，目前仍属于需要进一步验证的探索性结果。任务后休息状态脑电图的变化表明，大脑活动并未立即恢复，这可能与任务后兴奋性主导地位的变化以及精神疲劳有关。