我国优秀射箭运动员脑电特征的研究

论文摘要

射箭运动是我国传统的竞技体育运动项目,虽然多次在奥运会等世界重大赛事中取得过较好的成绩,但仍与世界主要竞争对手存在一定差距,出现“有高原,无高峰,实力有提高,大赛无突破”的尴尬局面,如何实现射箭项目成绩的再提高以及可持续发展,需要我们从更高的层次,更广的角度再认识射箭项目的基本特征,加强科学选材,完善训练监控,提高优秀射箭运动员训练的科学化程度。现代射箭比赛的激烈竞争,对运动员中枢神经系统将会产生持续的高强度刺激。射箭运动是技心能类项目,整个训练和比赛过程中都要求具有高度的注意力,灵敏准确的本体感觉,神经对肌肉在时间和空间上精确的支配,对运动场上瞬息万变的情况快速做出准确反应、良好的信息处理和果断决策、高应激状况下能力的正常发挥以及负荷后的抗肌肉疲劳等,所有这些都取决于运动员脑机能状况的好坏。调节脑机能,防止中枢疲劳发生,对射箭运动员改善感觉机能,保证技术动作质量,调节参赛心理状态有积极的作用。因此,加强射箭运动员脑机能特征的认识是我们确立新的训练指导思想、改进训练方法与手段、提高训练质量的基础。脑电图是一种随时间变化的随机信号,它是评价脑功能状态的一种敏感指标。已被用于医学临床、心理学、认知科学和运动训练,它是我们探索脑机能特点的有效手段。本研究在广泛调查的基础上,采用脑电图、脑电地形图、脑象图、脑波超慢涨落等技术,长期系统地跟踪国家备战奥运会的集训队,进一步深化认识射箭项目“快速、稳定、准确”的基本特征,为提高射箭项目科学化训练奠定了一定基础。开展了以下内容的研究:(1)我国优秀射箭运动员脑功能特征的研究;(2)我国优秀射箭运动员冬训期间脑机能变化的研究;(3)我国大龄射箭运动员脑电特征的研究;(4)优秀射箭运动员大赛前脑机能特点的研究;(5)我国优秀射箭运动员赛前焦虑与恐惧脑象图特征的研究;(6)我国优秀射箭运动员脑电选材的研究;(7)国家射箭队备战奥运会重点运动员脑电数据库的建立。本研究从认识论的角度,根据国家射箭队备战奥运会的实际情况和脑电图技术特点,综合运用了文献法、访谈法、个案研究法及数理统计法等研究方法在训练实践中不断探索、验证和深化对优秀射箭运动员脑电图特征的认识,得出以下结论:1.对国家射箭运动员冬训后期脑电图、脑电地形图进行比较研究。结果表明:健将组运动员大脑神经系统机能状态最佳,神经调控能力强。该组运动员对冬训后期的训练负荷较适应;国际健将组运动员大脑神经系统专项特征明显,但存在一定的神经疲劳,表现在恢复期出现明显的大脑失衡现象;一级组表象时兴奋易扩散,α波指数适应性明显下降,β指数明显上升,国际健将组和一级组都不能及时恢复,尤其在过度换气后的恢复期θ波指数明显增多;通过脑电图检测指标与人体平衡能力指标相关分析,发现运动员表象竞赛时大脑顶区左右α波差值与人体平衡能力存在相关关系,国际健将组大脑顶区α波差值优于其他组。可用于射箭运动员竞技状态的诊断和选材。2.冬训期间大负荷量低强度专项训练阶段,射箭运动员的中枢神经系统会由兴奋转向抑制;而在冬训期间小负荷量高强度专项训练阶段,由于训练的负荷强度增加以及运动员注意力高度集中,中枢神经系统的兴奋性会随之增高;冬训期间射箭运动员脑电图功率谱比值随专项负荷量与强度的变化增高或降低。专项负荷训练课后,射箭运动员顶枕区双侧α频段脑电功率值有下降趋势,而中央回双侧β频段脑电功率值有上升趋势,且差异有显著性。上述三项指标可用于射箭运动员冬训期间运动负荷监控。为便于训练监控,建立了优秀射箭运动员冬训期间脑电主要指标评价参考标准:以2003年至2004年国家射箭队备战雅典奥运会部分重点运动员冬训不同阶段的各项脑电指标的最低值、平均值和最高值作为3个参照点,确定国家射箭队运动员个人脑电敏感指标参考范围,通过实际测试值与上述评价标准、个人参考范围的对比分析,可以判断训练后的疲劳和恢复情况,并提供客观和个性化的诊断依据。3.脑电α波能够客观地反映个体大脑的生理成熟过程,可以将其作为衡量大脑发育和成熟程度的主要指标。大龄射箭运动员脑电α波的各指标在安静状态下与适龄运动员之间差异不显著,与年龄增长无相关。他们之间的差异主要在过度换气后的恢复阶段。大龄运动员在负荷刺激下,无法像适龄运动员那样在短时间内恢复到正常安静状态水平。因此,在制定训练计划时应充分考虑大龄射箭运动员的这一特点,合理安排训练的强度以及训练中的间歇时间,同时还应加强积极性恢复手段的运用:在α波抑制程度、功率谱比值以及α波前移指数比较中,大龄运动员由于专项训练水平较高、时间长,在脑电特征方面更具有专项特点。4.运动员表象时大脑神经系统内环境稳定机制被打破,中枢神经抑制性增强。过度换气状态后期慢波化现象出现,中枢神经抑制性增强,大脑功率谱比值上升。停止过度换气的恢复期(30sec),参加测试的运动员脑电慢波即刻消失,说明运动员具有良好的适应力和调节能力:α波抑制程度、功率谱比值是监测运动员赛前状态的脑电主要指标,通过对三次国际比赛上述两项指标的对比分析发现,虽然参赛运动员在奥运会成绩最好,两项指标值却是最低,但三次国际比赛两项监测指标差异无显著性,而且三次比赛的监测值都在警戒值范围内。说明加强赛前脑机能调节至关重要,应加强监测次数,寻找每个运动员的最佳调节点,同时注意调节措施的合理使用,减轻参赛运动员的心理压力,提高参赛的综合能力,寻求竞技能力的新突破;专项训练对射箭运动员大脑的刺激有特异性。射箭项目运动员最佳竞技状态脑电功率谱比值低于射击,而α波抑制程度高于射击运动员,说明在诊断运动员竞技状态时要科学地借鉴其它项目的评价标准,不可盲目使用;射箭运动员赛前脑机能水平对射箭比赛成绩有一定影响,但存在个体差异。一味提高射箭运动员赛前的α波抑制程度、功率谱比值并不能有效地提高运动员在比赛场上的水平发挥,应加强每一名运动员临界水平的监测,科学确定每一名运动员的临界值,特别要注意老运动员的赛前脑神经调节,使他们能够正常发挥;射箭成绩在660环以上高水平运动员表象状态时心理能量基本趋于稳定、动作协调、时间空间感觉均衡、注意力集中。运动员赛前脑机能指标可作为她们(国家射箭女队重点运动员)备战北京奥运会的诊断标准,也可作为其她运动员的参考值。5.应用脑电图(EEG)与脑象图(EEQG)技术,使用新的自发性脑电信号编辑模式,对我国优秀射箭运动员进行动态追踪研究,旨在探索一种能够直接反映射箭运动员赛前焦虑与恐惧情绪的判识方法。结果发现:不同性别射箭运动员两种特异性脑象图之间出现次数并无明显的差异。优秀射箭运动员出现的赛前紧张往往是恐惧情绪,其特异性图形为缩结型脑象图。一般射箭运动员出现的赛前紧张主要是焦虑情绪,其特异性图形为逃逸型脑象图。脑电图与脑象图的应用对优秀射箭运动员的赛前调控具有重要价值。6.①本研究对我国173名优秀射箭运动员进行了脑机能指标的选材测试和评价,其中包括国家集训队32名运动员,省市队141名运动员,跟踪监控了我国雅典奥运会参赛选手。经多次筛选,建立了我国优秀射箭运动员科学选材的脑电指标体系;②进一步完善了优秀射箭运动员选材测试方法。在选材测试的基础上,制定出我国优秀射箭运动员脑电选材指标评价标准。③在筛选选材指标时将射箭比赛成绩作为逐步回归的因变量,脑电指标作为自变量,计算结果也同时反映了影响射箭成绩的主要因素4项脑电指标:④通过选材研究进一步验证了优秀射箭运动员脑电特征的核心指标即大脑功率谱比值、α波前移指数、α波抑制程度,为进一步深化研究射箭运动员脑电特征奠定了基础。7.建立国家射箭队备战奥运会重点运动员脑电数据库,完善训练监控体系,为优秀运动员个性化训练服务。8.通过以上七项研究,我国优秀射箭运动员现阶段脑机能特征为注意力高度集中、中枢神经疲劳耐受能力强、中枢神经应激水平高、平衡能力好、赛前脑象图为缩结型等特点。并初步确定5项指标:α波抑制程度、脑电功率谱能量比值、α波前移指数、大脑顶区左右α波差值、脑象图特征图形是脑电反映射箭运动员特征比较敏感、稳定、核心的脑电指标。其中大脑顶区左右α波差值、脑象图特征图形在定性分析中使用较多,当然由于我们监测的运动员有限,这只是初步研究.仍需要今后进一步探索研究。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 射箭运动发展概述
• 1.1.1 射箭运动项目发展趋势
• 1.1.2 世界射箭运动竞争格局
• 1.1.3 我国射箭运动面临的机遇和挑战
• 1.2 对射箭运动项目特征和训练规律的认识
• 1.2.1 射箭运动项目特征的认识
• 1.2.1.1 射箭运动项目特征认识的必然性
• 1.2.1.2 我国对射箭运动项目特征的认识
• 1.2.1.3 对我国射箭运动项目特征认识水平的理性分析
• 1.2.2 射箭运动的训练学规律与特点
• 1.2.2.1 我国对射箭运动训练规律的认识
• 1.2.2.2 世界射箭强国对射箭运动训练学特征的认识
• 1.3 射箭运动训练科学化的实践及其理论研究
• 1.3.1 我国射箭运动训练科学化的进程
• 1.3.2 韩、美射箭运动科学化训练的现状
• 1.3.2.1 韩国射箭运动训练中的科研工作
• 1.3.2.2 美国射箭运动训练中的科研工作
• 1.3.3 射箭运动训练中心理负荷的监控
• 1.3.3.1 射箭运动员的心理负荷的特征
• 1.3.3.2 射箭运动员运动性心理负荷的神经生理表现
• 1.3.3.3 射箭训练监控的神经生理导向
• 1.3.3.4 射箭训练心理监控的方法
• 1.3.4 射箭项目科学化训练过程中的困惑
• 1.3.4.1 对我国射箭项目科研问题的反思
• 1.3.4.2 射箭运动科学化训练的问题
• 1.3.4.3 对射箭运动中"三从一大"科学训练原则的困惑
• 1.4 射箭运动员中枢神经机能监控的方法选择
• 1.4.1 脑认知科学研究的概况
• 1.4.2 射箭运动员脑机能研究的手段
• 1.4.3 脑电图的历史及其独特价值
• 1.4.4 脑电图技术在射箭运动训练中的价值
• 1.5 脑电在运动训练中的研究现状
• 1.5.1 研究概况
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.2.1 运动员神经心理状态
• 1.5.2.2 运动负荷时脑电图变化的研究
• 1.5.2.3 过度训练后脑电图变化的研究
• 1.5.2.4 运动员脑电图选材的研究
• 1.5.3 运动领域中脑电技术的研究特征与趋势
• 1.5.3.1 诱发试验技术从简单化到多样化、专项化
• 1.5.3.2 脑电监测指标从单一的原始指标向复合型指标方向发展
• 1.5.3.3 从一次性的横断研究到多年系统跟踪服务研究
• 1.5.3.4 分析系统不断完善,研究对象层次不断提高
• 1.5.3.5 研究内容不断扩展
• 1.6 研究目的与意义、研究假设与研究内容
• 1.6.1 研究目的与意义
• 1.6.1.1 研究目的
• 1.6.1.2 研究意义
• 1.6.2 研究假设
• 1.6.3 研究内容
• 1.6.4 研究路线
• 1.7 创新点与预期结果
• 2 方法
• 2.1 研究的逻辑基础
• 2.1.1 科学逻辑取向
• 2.1.2 确认观及其真理观
• 2.1.3 理论发展模式与科学进步观
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 文献研究法
• 2.2.2 测量法
• 2.2.2.1 测试对象
• 2.2.2.2 主试
• 2.2.2.3 测试仪器
• 2.2.2.4 测试方案
• 2.2.2.5 测试程序
• 2.2.2.6 测试质量保障措施
• 2.2.3 专家访谈法
• 2.2.4 数理统计法
• 2.2.5 现场观察法
• 2.2.6 跟踪调查法
• 2.2.7 逻辑分析法
• 3 研究1:我国优秀射箭运动员脑功能特征的研究
• 3.1 研究目的
• 3.1.1 运动员脑功能研究概述
• 3.1.2 人体平衡能力的研究
• 3.1.2.1 常人平衡能力的研究
• 3.1.2.2 生理负荷后人体平衡功能的研究
• 3.1.3 研究目的
• 3.2 方法
• 3.2.1 被试
• 3.2.2 测试方法
• 3.2.2.1 脑功能测试
• 3.2.2.2 平衡能力测试
• 3.2.2.3 数据处理
• 3.3 研究结果
• 3.3.1 三组被试在不同状态下大脑枕区α波指数的变化
• 3.3.2 三组被试在表象竞赛时枕区功率谱比值情况
• 3.3.3 三组被试在不同状态下大脑枕区β波指数的变化
• 3.3.4 三组被试在不同状态下大脑枕区θ波指数的变化
• 3.3.5 三组被试在不同状态下大脑顶区左右脑α波差值的比较
• 3.3.6 优秀射箭运动员平衡能力测试结果与表象竞赛时大脑项区α波左右差值的相关程度
• 3.4 分析与讨论
• 3.4.1 射箭运动员α波抑制程度及对运动负荷强度的承受能力
• 3.4.2 不同状态下大脑枕区β波指数和θ波指数的变化特征
• 3.4.3 不同状态下运动员大脑顶区α波的变化特征
• 3.5 个案研究
• 3.5.1 个案1
• 3.5.2 个案2
• 3.6 小结
• 4 研究2:我国优秀射箭运动员冬训期间脑机能变化的研究
• 4.1 研究目的
• 4.2 方法
• 4.2.1 测量对象
• 4.2.2 研究方法
• 4.2.2.1 数据采集仪器与方法
• 4.2.2.2 运动员测试过程
• 4.2.2.3 数理统计法
• 4.3 研究结果
• 4.3.1 国家射箭队运动员冬训期间脑电指标测试结果
• 4.3.2 国家射箭队运动员冬训期间脑电指标评价参考值及个人脑电敏感指标参考值范围
• 4.4 分析与讨论
• 4.4.1 脑电监控指标在运动训练的应用
• 4.4.2 射箭项目脑电监测的特点
• 4.4.3 冬训期间各阶段脑电跟踪变化情况
• 4.4.4 建立国家射箭队运动员冬训期间脑电指标评价参考值及个人参考范围
• 4.5 小结
• 5 研究3:我国大龄射箭运动员脑电特征的研究
• 5.1 研究目的
• 5.2 方法
• 5.2.1 测试对象
• 5.2.2 测试方法
• 5.2.2.1 测试仪器
• 5.2.2.2 测试程序
• 5.2.2.3 测试阶段
• 5.2.2.4 观察指标
• 5.2.2.5 数据处理
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 过度换气前后两组射箭运动员α指数（%）对比
• 5.3.2 过度换气前后两组射箭运动员α频率（Hz）对比
• 5.3.3 过度换气前后两组射箭运动员α波幅（μV）对比
• 5.3.4 过度换气前后两组射箭运动员α串长（Sec）对比
• 5.3.5 表象状态两组射箭运动员α波抑制程度对比
• 5.3.6 安静状态两组射箭运动员大脑功率谱比值对比
• 5.3.7 两组射箭运动员大脑α波前移指数对比
• 5.3.8 个案分析
• 5.3.8.1 个案1
• 5.3.8.2 个案2
• 5.4 讨论
• 5.4.1 射箭运动员中枢神经疲劳特点
• 5.4.2 大龄射箭运动员大脑机能特点
• 5.5 小结
• 6 研究4:优秀射箭运动员大赛前脑机能特点的研究
• 6.1 研究目的
• 6.2 方法
• 6.2.1 测试对象
• 6.2.2 测试时间
• 6.2.3 测试仪器
• 6.2.4 测试方法
• 6.2.5 分析指标
• 6.2.6 数据统计
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 三次监测运动员α波抑制程度（%）与功率谱比值的比较
• 6.3.2 国家射箭队运动员与国家射击队国际健将、国家健将组运动员的比较
• 6.3.3 射箭运动员α波抑制程度、功率谱比值与比赛成绩的相关分析
• 6.3.4 奥运会比赛成绩在660环以上运动员脑电特征指标值
• 6.4 讨论
• 6.4.1 三次比赛前运动员α波抑制程度和功率谱比值的比较
• 6.4.2 射箭与射击运动员脑电特征比较
• 6.4.3 脑电指标与成绩相关分析
• 6.4.4 奥运会比赛成绩660环以上高水平射箭运动员脑电特征
• 6.5 小结
• 7 研究5:我国优秀射箭运动员赛前焦虑与恐惧脑象图特征的研究
• 7.1 研究目的
• 7.2 方法
• 7.2.1 测试对象
• 7.2.2 测试方法
• 7.2.2.1 EEG测试时间
• 7.2.2.2 EEG数据采集
• 7.2.2.3 EEG测试程序
• 7.2.2.4 EEG数据处理与EEQG分析标准
• 7.3 研究结果
• 7.3.1 不同性别射箭运动员赛前三类脑象图出现次数
• 7.3.2 不同等级射箭运动员赛前三类脑象图出现次数
• 7.3.3 不同状态下典型特异脑象图个案
• 7.4 分析与讨论
• 7.4.1 不同性别射箭运动员特异脑象图特征
• 7.4.2 优秀射箭运动员特异脑象图特征
• 7.4.3 一般射箭运动员脑蒙图特征
• 7.5 小结
• 8 研究6:我国优秀射箭运动员脑电选材的研究
• 8.1 研究目的
• 8.2 方法
• 8.2.1 测试对象
• 8.2.2 研究方法
• 8.2.2.1 访谈法
• 8.2.2.2 问卷调查法
• 8.2.3 测试法
• 8.2.3.1 测试指标的筛选过程
• 8.2.3.2 测试质量的控制
• 8.2.3.3 数理统计法
• 8.3 结果与分析
• 8.3.1 射箭运动员脑机能选材的主要指标
• 8.3.1.1 测试指标体系的确定
• 8.3.1.2 射箭运动员选材指标的统计学筛选
• 8.3.1.3 射箭选材脑电指标的意义
• 8.3.2 优秀射箭运动员脑机能竞技能力模型
• 8.3.2.1 脑机能竞技能力分析
• 8.3.2.2 脑机能竞技能力模型
• 8.3.3 选材评价标准的确定
• 8.3.3.1 选材指标权重的确定
• 8.3.3.2 优秀射箭运动员脑电选材评分标准的制定
• 8.3.3.3 脑电指标评分方法
• 8.4 小结
• 9 研究7:我国备战2008年奥运会射箭重点运动员脑电数据库的建立
• 9.1 研究目的
• 9.2 方法
• 9.2.1 计算机运行环境
• 9.2.1.1 硬件配置
• 9.2.1.2 软件环境
• 9.2.2 数据收集
• 9.2.2.1 测试对象
• 9.2.2.2 测试时间
• 9.2.2.3 测试指标
• 9.2.2.4 测试仪器
• 9.2.3 国家射箭队备战2008年北京奥运会脑电监测数据库的设计和建立
• 9.2.3.1 新数据库的创建
• 9.2.3.2 字段的设计
• 9.2.3.3 创建数据库表,选择设计视图方式创建新表
• 9.2.3.4 创建查询
• 9.2.4 监测数据录入和保存
• 9.2.5 统计学处理
• 9.3 结果
• 9.3.1 国家射箭队备战奥运会重点运动员脑电图数据库结构图
• 9.3.2 国家射箭队备战奥运会重点运动员脑电图监测数据
• 9.3.2 国家射箭队备战奥运会重点运动员脑电图年度定性诊断
• 9.4 小结
• 10 结论
• 参考文献
• 博士研究生期间发表的论文及研究成果
• 致谢
• 个人简况及联系方式
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