【摘 要】
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研究目的:睡眠占据了人类一生中近三分之一的时间,睡眠质量的好坏与人体健康密不可分。近几年来人们的睡眠质量的问题日益突出。在睡眠的过程中,所有生物都存在以下特点:大脑的电生理模式改变、整个睡眠过程呈稳态变化以及外部刺激对大脑的影响减弱。睡眠剥夺（Sleep deprivation,SD）是指由于环境或自身原因导致正常睡眠无法得到满足的情况。它一般定义为在24小时内睡眠剥夺4小时,并引起生理、心理等一
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研究目的:睡眠占据了人类一生中近三分之一的时间,睡眠质量的好坏与人体健康密不可分。近几年来人们的睡眠质量的问题日益突出。在睡眠的过程中,所有生物都存在以下特点:大脑的电生理模式改变、整个睡眠过程呈稳态变化以及外部刺激对大脑的影响减弱。睡眠剥夺（Sleep deprivation,SD）是指由于环境或自身原因导致正常睡眠无法得到满足的情况。它一般定义为在24小时内睡眠剥夺4小时,并引起生理、心理等一系列变化的状况,睡眠剥夺会扰乱脑细胞之间的交流方式,也会剥夺神经元正常运转的能力。通过利用脑电（Electroencephalogram,EEG）记录人们神经元产生活动时的综合表现,可在一定程度上检测到大脑中枢神经的变化情况,但限于研究方法及群体的限制,迄今为止,应用EEG探究睡眠情况对机体疲劳后神经及其大脑中枢的影响鲜有报道。本研究以布鲁斯（Bruce）方案作为运动模型,选取了具有一定运动能力的体育专业大学生作为实验对象,通过睡眠剥夺进行造模,探索不同睡眠情况下,体育专业大学生运动性疲劳前后脑电信号功率谱变化特征与以及生理指标差异性变化规律。旨在阐明睡眠剥夺对机体疲劳的潜在影响,同时为运动性疲劳的判定提供生物电信号的参考。研究方法:本研究以23名体育专业大学生（18-20岁）作为实验对象,分别建立:睡眠充足（7h≤睡眠时间≤9h）、睡眠剥夺（睡眠时间≤4h）两种睡眠模式,同时采用（ActiGraph GT9X Link,美国）心率表实时监测睡眠时间,利用运动跑台中的Bruce方案,让实验对象分别在两种睡眠时间后进行力竭运动。分别采集每次运动前、运动后的脑电信号,包括δ、θ、α、β和γ五个主要波段的能量值的变化,采集方法如下:脑电信号检测:采用国际10-20系统扩展的32导电极帽的高分辨率脑电采集系统（Brain Vision Recorder;Neuroscan,美国）完成对各组学生脑功能状态EEG信号的采集,采用Curry8与MATLAB（2013b）进行EEG信号的记录与数据的分析。采集时,保证实验室通风且安静的情况下,使被试带好被动降噪耳机,采集全程保持绝对安静,记录在线EEG数据采用0.05～100 Hz滤波带通,采样频率为1000Hz/导,在确保所有电极与头皮之间阻抗都小于50 kΩ的情况下采集6min。分析时,首先结合Matlab（2013b）软件和eeglab1300b工具包对得到的原始数据进行处理,再将处理后的数据进行快速傅里叶转换,将得到的功率谱值进行分析。研究结果:力竭运动前,睡眠剥夺组与睡眠充足组相比,δ波的能量值在前额区（FP2）)、额区（F7）、额-颞连接区（FT7）均有显著性上升（p＜0.01）,θ波能量值在额区（F7、F8）有显著性上升（p＜0.01）,β波的能量值在颞区（T8）、额区（F7、F8）和额-颞连接区（FT7）显著性上升（p＜0.01）;力竭运动后,δ波功率值在前额区（FP2）、额区（F3,F4,F7,F8）、颞区（T7,T8）、额-中央连接区（FC4）、额-颞连接区（FT7,FT8）、颞-顶连接区（TP8）有显著性上升（p＜0.01）,θ波在额区（F7,F8）、额区与颞区的连接处（FT7,FT8）和颞区（T8）的功率值呈现显著性上升（p＜0.01）。α波功率值在额-颞区（FT8）有显著性上升（p＜0.01）。β波功率值在颞区（T7,T8）、额区（F3,F4,F7,F8）、前额区（FP2）、额-中央连接区（FC4）和额-颞连接区（FT7,FT8）显著性上升（p＜0.01）。研究结论:（1）睡眠剥夺会导致机能状况降低,机体承受更大负荷,运动能力下降。（2）睡眠剥夺会引起脑电信号功率值在δ、θ、β波段相关脑区显著性增加,使中枢神经出现抑制性,大脑产生疲劳;睡眠剥夺后进行大强度力竭运动,脑电信号功率值在δ、θ、β波段相关脑区的进一步显著性增加,引起脑电信号功率值的增加更加明显,大脑皮层的兴奋与抑制过程之间的平衡遭到破坏,大脑产生了极度的疲劳,抑制状态进一步增加,甚至可能对大脑中枢造成一定程度的损伤。（3）EEG功率谱的脑地形图和波形图的变化可为机体疲劳的判定提供生物电信号的参考,建立对疲劳程度的脑电参数评价指标体系,为进一步探索机体疲劳产生的机理提供理论依据。
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