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本研究在对重复经颅磁刺激(rTMS)的刺激效果及其神经生理机制进行检验的基础上,采用rTMS对运动员实施干预,用以解决赛前焦虑、情绪低落及失眠等问题,旨在为运动员的赛前心理干预提供一种新方法。其内容分为三个部分,共包括八个实验。第一部分:低频重复经颅磁刺激(rTMS)降低焦虑的机制及应用本部分包括三个实验(实验一、二、三),实验一采用被试内设计,在被试左侧初级运动皮层(M1区)分别施加500次、1000次、1500次rTMS(1Hz,80%RMT,持续10秒间隔2秒)和假刺激。通过比较刺激前,刺激结束后即刻,刺激结束后30分钟、60分钟、120分钟时的运动诱发电位振幅,用以确定能够较好降低运动皮层兴奋性且具有较长后效应的rTMS参数,为使用rTMS降低焦虑、改善睡眠提供适宜的刺激。结果显示,1Hz,80%RMT的500次、1000次、1500次rTMS均能导致运动诱发电位振幅减少及产生一定持续时间的后效应;与500次、1000次rTMS相比,1500次rTMS的运动诱发电位振幅减少的幅度较大且其后效应持续的时间较长。实验一确定rTMS参数后,实验二采用实验组、对照组前后测设计,在被试右侧背外侧前额叶(DLPFC)分别施加该参数的rTMS(T)和假刺激(S)。通过比较刺激前、后主观感觉、脑电功率谱、脑电超慢涨落图(ET)及心率变异性(HRV)的变化,用以探讨rTMS的抗焦虑作用及其神经生理机制,为使用rTMS降低运动员的焦虑水平提供理论基础。结果显示,在被试右侧背外侧前额叶(DLPFC)施加1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒)后,被试的认知状态焦虑和躯体状态焦虑降低,状态自信心增加;额部、央部、顶部及枕部θ波的活动增强,额部、顶部、前颞部α3波及额部β波的活动减弱,大脑两半球的不对称性指数未发生改变;全脑抑制性神经递质(INH)和5-羟色胺(5-HT)增多,多巴氨(DA)和去甲肾上腺素(NE)减少;HRV的低频/高频比值(LF/HF)和归一化低频功率(LFnorm)降低,归一化高频功率(HFnorm)增加。在实验一和实验二的基础上,实验三使用该参数的rTMS对运动员实施干预,用以降低赛前焦虑。结果显示,在运动员右侧背外侧前额叶(DLPFC)施加1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒)后,运动员的状态焦虑降低;皮电导电水平(SCL)和脉搏(Pulse)降低;HRV的低频/高频比值(LF/HF)和归一化低频功率(LFnorm)降低,及归一化高频功率(HFnorm)增加。第二部分:低频重复经颅磁刺激(rTMS)改善睡眠的机制及应用本部分包括两个实验(实验四、五),实验一已确定rTMS参数,实验四采用被试内设计,在被试脑干的中缝核区域分别施加假刺激(S)、无刺激(N)和该参数的rTMS(T)。通过比较刺激后自评睡眠质量、状态焦虑、心率变异性(HRV)、呼吸、皮电、皮温、脉搏及三维运动的变化,用以探讨rTMS改善睡眠的作用及其机制,为使用rTMS提高运动员的睡眠质量提供理论基础。结果显示,在被试脑干的中缝核区域施加1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒)后,被试自评睡眠质量提高,状态焦虑降低;呼吸曲线的波动减少、呼吸频率降低,脉博降低,肢体活动减少;HRV的相邻NN间期差值的均方根(RMSSD)和相邻NN间期差值的标准差(SDSD)降低。在实验一和实验四的基础上,实验五采用该参数的rTMS对运动员实施干预,用以改善睡眠。结果显示,在运动员脑干的中缝核区域施加1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒)后,运动员的自评睡眠质量提高,状态焦虑降低。第三部分:高频重复经颅磁刺激(rTMS)提高唤醒的机制及应用本部分包括三个实验(实验六、七、八),实验六采用被试内设计,在被试左侧初级运动皮层(M1区)分别施加1000次、2000次、3000次rTMS(20Hz,90%RMT,持续5秒间隔55秒)和假刺激。通过比较刺激前,刺激结束后即刻,刺激结束后30分钟、60分钟、120分钟时的运动诱发电位振幅,用以确定能够较好提高运动皮层兴奋性且具有较长后效应的rTMS参数,为使用rTMS提高唤醒提供适宜的刺激。结果显示,20Hz,90%RMT的1000次rTMS(持续5秒间隔55秒)未能导致运动诱发电位振幅发生变化,2000次、3000次rTMS均导致运动诱发电位振幅增加及产生一定持续时间的后效应,其中3000次rTMS的运动诱发电位振幅增加的幅度较大且其后效应持续的时间较长。实验六确定rTMS参数后,实验七采用被试内设计,在被试左侧背外侧前额叶(DLPFC)分别施加该参数的rTMS(T)和假刺激(S)。通过比较刺激前、后主观感觉、脑电功率谱、脑电超慢涨落图(ET)及心率变异性(HRV)的变化,用以探讨rTMS的促唤醒作用及其神经生理机制,为使用rTMS提高运动员的唤醒水平提供理论基础。结果显示,在被试左侧背外侧前额叶(DLPFC)施加20Hz,90%RMT,3000次rTMS(持续5秒间隔55秒)后,被试的正性心理唤醒和心理唤醒强度增加,负性心理唤醒降低;额部α波和β波、央部α3波和β波、顶部及前颞部β波的活动增强,枕部δ波和θ波、后颞部δ波和θ波及顶部θ波的活动减弱,大脑两半球的不对称性指数未发生改变;全脑抑制性神经递质(INH)、5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE)减少,兴奋性神经递质(EXH)和多巴氨(DA)增多;HRV的低频/高频比值(LF/HF)和归一化低频功率(LFnorm)增加,归一化高频功率(HFnorm)降低。在实验六和实验七的基础上,实验八采用该参数的rTMS对运动员实施干预,用以提高唤醒。结果显示,在运动员左侧背外侧前额叶(DLPFC)施加20Hz,90%RMT,3000次rTMS(持续5秒间隔55秒)后,运动员的正性心理唤醒和心理唤醒强度提高,负性心理唤醒降低;皮电导电水平(SCL)和脉搏(Pulse)增加;HRV的低频/高频比值(LF/HF)和归一化低频功率(LFnorm)增加,归一化高频功率(HFnorm)降低。在本研究的实验条件下可形成如下结论:(1)1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒)能够较好地降低运动皮层的兴奋性及产生较长的后效应,其后效应持续的时间大于60分钟小于120分钟。(2)在右侧背外侧前额叶(DLPFC)施加1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒)能够降低认知状态焦虑和躯体状态焦虑,增加状态自信心;rTMS刺激后脑电(EEG)的变化、神经递质的变化及心率变异性(HRV)的变化在一定的程度上可以对其神经生理效果进行解释。(3)将重复经颅磁刺激(rTMS)作为干预手段,在运动员右侧背外侧前额叶(DLPFC)施加1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒),能够有效地降低赛前焦虑。(4)在脑干的中缝核区域施加1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒)能够提高睡眠质量;rTMS刺激后呼吸、脉率、皮温以及心率变异性(HRV)的变化在一定程度上可以对其生理效果进行解释。(5)将重复经颅磁刺激(rTMS)作为干预手段,在运动员脑干的中缝核区域施加1Hz,80%RMT,1500次rTMS(持续10秒间隔2秒),能够有效地改善睡眠。(6)20Hz,90%RMT,3000次rTMS(持续5秒间隔55秒)能够较好地提高运动皮层的兴奋性及产生较长的后效应,其后效应持续的时间大于60分钟小于120分钟。(7)在左侧背外侧前额叶(DLPFC)施加20Hz,90%RMT,3000次rTMS(持续5秒间隔55秒)能够增加正性心理唤醒和心理唤醒强度,降低负性心理唤醒;rTMS刺激后脑电(EEG)的变化、神经递质的变化及心率变异性(HRV)的变化在一定的程度上可以对其神经生理效果进行解释。(8)将重复经颅磁刺激(rTMS)作为干预手段,在运动员左侧背外侧前额叶(DLPFC)施加20Hz,90%RMT,3000次rTMS(持续5秒间隔55秒),能够有效地提高唤醒。