重复经颅磁刺激（rTMS）的赛前心理干预机制及应用

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 2 文献综述
• 2.1 经颅磁刺激（TMS）
• 2.1.1 经颅磁刺激（TMS）的原理、刺激模式及安全性
• 2.1.2 经颅磁刺激（TMS）的应用
• 2.2 运动心理干预
• 2.2.1 运动心理干预的概念
• 2.2.2 运动员的心理干预模式
• 2.2.3 常见的运动心理干预方法
• 2.3 本研究的思路、目的意义及内容
• 2.3.1 研究思路
• 2.3.2 研究目的和意义
• 2.3.3 研究内容
• 参考文献
• 3 正文
• 3.1 低频重复经颅磁刺激（RTMS）降低焦虑的机制及应用
• 3.1.1 低频rTMS 降低运动皮层兴奋性的研究（实验一）
• 3.1.1.1 前言
• 3.1.1.2 方法
• 3.1.1.3 结果
• 3.1.1.4 讨论
• 3.1.1.5 结论
• 参考文献
• 3.1.2 低频rTMS 的抗焦虑作用及其机制（实验二）
• 3.1.2.1 前言
• 3.1.2.2 方法
• 3.1.2.3 结果
• 3.1.2.4 讨论
• 3.1.2.5 结论
• 参考文献
• 3.1.3 低频rTMS 降低运动员焦虑水平的研究（实验三）
• 3.1.3.1 前言
• 3.1.3.2 方法
• 3.1.3.3 结果
• 3.1.3.4 讨论
• 3.1.3.5 结论
• 参考文献
• 3.2 低频重复经颅磁刺激（RTMS）改善睡眠的机制及应用
• 3.2.1 低频rTMS 改善睡眠的作用及其机制（实验四）
• 3.2.1.1 前言
• 3.2.1.2 方法
• 3.2.1.3 结果
• 3.2.1.4 讨论
• 3.2.1.5 结论
• 参考文献
• 3.2.2 低频rTMS 提高运动员睡眠质量的研究（实验五）
• 3.2.2.1 前言
• 3.2.2.2 方法
• 3.2.2.3 结果
• 3.2.2.4 讨论
• 3.2.2.5 结论
• 参考文献
• 3.3 高频重复经颅磁刺激（RTMS）提高唤醒的机制及应用
• 3.3.1 高频rTMS 提高运动皮层兴奋性的研究（实验六）
• 3.3.1.1 前言
• 3.3.1.2 方法
• 3.3.1.3 结果
• 3.3.1.4 讨论
• 3.3.1.5 结论
• 参考文献
• 3.3.2 高频rTMS 的促唤醒作用及其机制（实验七）
• 3.3.2.1 前言
• 3.3.2.2 方法
• 3.3.2.3 结果
• 3.3.2.4 讨论
• 3.3.2.5 结论
• 参考文献
• 3.3.3 高频rTMS 提高运动员唤醒水平的研究（实验八）
• 3.3.3.1 前言
• 3.3.3.2 方法
• 3.3.3.3 结果
• 3.3.3.4 讨论
• 3.3.3.5 结论
• 参考文献
• 4 总结与展望
• 4.1 总的结论
• 4.2 主要贡献
• 4.3 研究创新
• 4.4 未来展望
• 5 致谢
• 6 附录
• 附录A 状态焦虑量表（S-AI）
• 附录B 竞赛状态焦虑问卷（CSAI-2）
• 附录C 匹兹堡睡眠质量指数量表（PSQI）
• 附录D 运动员心理唤醒量表
• 附录E 学习经历及科研经历