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研究目的:纵跳是各种纵向起跳运动项目起跳技术的研究基础,也在一定程度上可以反映出人体下肢力量的强弱与否。篮球的投篮以及排球的扣杀等专业技术动作,都需要具有较好的纵跳能力。因此,对于纵跳能力的研究是提高人体的运动表现所迫切需要的。经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,t DCS)是一种非侵入性的脑神经刺激技术,通过放置在头颅部位的电极可以将低强度的电流作用于特定脑区,从而达到调节大脑皮层兴奋性的目的。Eduardo Lattari等在2017年的研究中指出在阳极t DCS之后,受试者的下蹲跳(CMJ)高度、腾空时间和肌肉峰值功率都有显著提升。2017年发表在Nature上的一篇报道也显示,运动员在佩戴上由t DCS的原理制成的Halo Sport运动耳机后,原地纵跳提高了18cm。经颅直流电刺激不仅具有即时效应,还具有后效应。Helen R. Berry等研究表明在刺激后20min和60min人体运动表现仍有一定的提升。然而,Kentaro Oki等的研究和Martin J Barwood等的研究均表明t DCS对人体运动表现的改善无显著影响。由于目前tDCS对人体运动表现的影响尚无定论,且国内外关于t DCS对纵跳能力及其后效应影响的研究还较为缺乏。因此本研究的目的是探究t DCS对健康男性纵跳高度的影响以及时长效应。研究方法:实验共招募了14名上海体育学院普通健康男大学生(年龄:22±2岁,身高:174.43±5.74cm,体重:68.66±9.47kg)。要求身体健康、无神经方面疾病、近3个月内无下肢运动损伤,并且能够顺利完成实验动作。本研究采用重复性-双盲实验设计。对受试者的大脑采用双侧刺激,刺激仪器为DC-STIMULATOR多通道经颅直流电刺激仪(德国,Neuroconn公司)。共有3种刺激模式,分别为阳极刺激、阴极刺激和假刺激。阳极刺激时将红色电极片(阳极)放置在受试者大脑M1区,蓝色电极片(阴极)放置在受试者同侧肩膀上,刺激电流是2mA,刺激时长是20min。阴极刺激时,电极片的放置位置与阳极刺激相反,其它刺激参数与阳极刺激相同。假刺激时,刺激时间仍然为20min,但是刺激在30s后结束,其它刺激参数与阳极刺激相同。在刺激过程中受试者保持静坐,尽量减少头部的晃动和大脑的活动。实验所采用的电极片尺寸是5×7cm2。每位受试者进行3次实验,每次实验接受一种刺激模式,刺激模式由不参与实验的测试人员随机给出。每种刺激之间至少间隔48-72h。受试者先熟悉实验流程,之后采用Vicon红外高速运动捕捉系统(英国,Vicon公司)和Kistler三维测力台(瑞士,Kistler公司)对受试者在刺激前、刺激后即刻、30min和60min的纵跳(CMJ)动作进行采集。纵跳(CMJ)动作要求:要求受试者双手交叉抱肩,身体静止直立,收到起跳信号后身体迅速下蹲并尽力向上跳起,起跳后膝关节保持伸直,之后以自己最习惯的姿势落地,落地时不允许有意收腹屈膝。在每个时间点采集受试者成功的3条数据。采用腰点法计算受试者的纵跳高度。腰点法指的是第4腰椎棘突点处的标志点在垂直方向上的最大高度与初始站立时高度的差值。采用SPSS22.0统计学软件对实验结果进行统计分析。纵跳(CMJ)高度使用两因素(时间*刺激模式)重复测量方差分析,时间因素(刺激前、刺激后即刻、刺激后30min、刺激后60min)为组内因素,刺激模式(阳极刺激、阴极刺激、假刺激)为组间因素。球形度假设使用Mauchly测试,如果违反数据球形度,则使用Greenhouse-Geisser校正。使用Bonferroin校正进行事后比较,显著性水平α设置为0.05。研究结果:时间因素对受试者的纵跳高度有显著性影响(F=9.476,P<0.05),刺激模式因素对受试者的纵跳高度无显著性影响(F=0.197,P>0.05),刺激模式与时间的交互作用对受试者纵跳高度的影响具有显著意义(F=2.469,P<0.05)。事后检验发现:在阳极刺激模式下,与刺激之前(48.34±6.34cm)相比,受试者的纵跳高度在刺激后即刻(50.42±6.66cm)有显著提升(P<0.05),刺激后30min(48.91±6.58cm)以及刺激后60min(48.45±7.11)虽然有升高趋势,但无显著性。在阴极刺激模式下,与刺激前(48.41±7.17cm)相比,刺激后即刻(48.07±8.01cm)与刺激后60min(47.41±7.56cm)都无显著性降低,刺激后30min(47.50±6.82cm)的纵跳高度有显著性降低(P<0.05)。在假刺激模式下,与刺激前(47.75±6.72cm)相比,刺激后即刻(48.22±7.21cm)、刺激后30min(47.31±6.88cm)和刺激后60min(46.54±6.71cm)的纵跳高度均无显著性变化。研究结论:阳极tDCS可以提升人体的纵跳高度,且刺激后纵跳的表现会随着时间的延长而减弱,这可能是因为阳极刺激增加了初级运动皮层的兴奋性,进而增加了下肢的运动表现。相比于阳极t DCS,阴极t DCS没有显著降低纵跳高度。有研究指出,这可能是因为相比于兴奋下肢运动系统,抑制其兴奋性更难。假刺激对人体纵跳高度的影响不显著。综上所述,阳极t DCS可以作为提升人体运动表现的一种有效刺激手段,这一发现为之后将t DCS应用到竞技体育中提供了一定的研究基础。