本篇文章由北京体育大学的张娜、魏运展、衣龙燕、亓丰学发表于中国运动医学杂志2024年12月期。一、研究背景运动技能习得是基于经验或练习获得相对持久娴熟的运动技能的过程，依赖于脑皮层不同区域的突触可塑性和功能连通性，涉及初级运动皮层（primary motor cortex，M1）、前运动皮层、辅助运动皮层、小脑和基底神经节。运动疲劳是影响训练和竞赛结果的关键因素之一。研究发现，运动疲劳会降低突触后N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid，NMDA）受体活性，损害皮层纹状体可塑性和抑制基底神经节活性，引起M1兴奋性下降 ，降低运动技能习得能力。经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）是一种无创、安全的神经调控技术，通过微弱直流电形成的电场作用于特定脑区，调节皮层神经元活动。tDCS能够通过增强M1的突触可塑性提高运动学习，增强运动技能习得能力。本研究旨在探讨不同的tDCS干预模式是否能够有效提升篮球运动员运动疲劳后的运动技能习得能力，为篮球项目后备人才在训练和比赛期间以及竞赛周期的恢复阶段提高运动技能习得能力提供理论参考与应用方法。二、研究方法研究设计为单盲、自身对照研究。每位受试者以平衡抵消法的顺序接受间隔7天且均安排在一天同一时间段的 tDCS 正极双侧刺激 M1、tDCS 正极刺激左侧M1（负极刺激右侧M1）和伪刺激干预。每位受试者干预前先进行递增负荷功率自行车运动诱导运动疲劳，干预后依次进行SRTT和投篮命中率测试。图1为测试流程图。
图1 测试流程图
HR：心率；RPE：主观疲劳感觉；Bla：血乳酸；tDCS：经颅直流电刺激；M1：初级运动皮层；SRTT：序列反应时任务。01 tDCS干预方案采用英智TCS-E2经颅电刺激仪（ 深圳英智科技有限公司，深圳，中国）设置3种刺激条件：tDCS双侧正极刺激M1，即正极放置在C3和C4位置，双负极放置在双边肩部三角肌处（图2A）；tDCS正极刺激左侧M1，即正极放置在C3位置、负极放置在C4位置（图2B）；伪刺激，电极放置同真刺激一致，即 C3 和 C4 处。tDCS 电流强度设置为2 mA（30 s淡入、30 s淡出），持续刺激10 min，伪tDCS刺激仅在开始时持续刺激30 s（10 s淡入、10 s淡出）。
图2 tDCS电极放置图
02 运动疲劳诱导方案本研究采用递增负荷功率自行车运动诱导运动疲劳。正式实验时，首先将功率自行车坐高、把手高度调至受试者舒适的位置，记录坐高和主把高度，保证受试者每次在相同的高度进行递增负荷运动。女生以50w、男生以75 W的功率进行 3 min 的热身运动，随后以女生 50 W、男生75 W的功率作为起始负荷，每1 min增加25 W，转速始终保持在60 rpm左右 。在整个运动过程中，每1 min 最后 5 s 记录一次 HR 和 RPE，运动后即刻采集左手无名指指尖血。03 评投篮命中率测试受试者需要在禁区外的 P1、P2、P3、P4、P5 位置分别完成 10 次投篮（图 3），共 50 次。P1 到 P5 和 P2 到P4的直线距离为4.9 m，P3到篮筐距离为4.225 m，篮框距地面高度为3 m，球框直径大小为45 cm。所有受试者以右手使用同一个标准7号篮球进行投篮。每次测试前在5个位置分别进行3次投篮热身。04 SRTT任务SRTT任务由E-prime软件测量。在黑色背景的电脑屏幕中下方，从左到右依次排列4个白色方块，对应键盘上的HJKL四个键，当小球出现在特定位置时受试者需要快速进行按键反应。SRTT 任务包括 8 个组块，每个组块由10个组段组成，每个组段包括12试次，共960试次。组块1和组块6为随机序列（R），即白色圆球在每一个组块按照随机的顺序出现。组块2、3、4、5、7、8为固定序列（S），即白色圆球在每一个组块按照相同的固定组段顺序重复出现10次。本实验共设置3种固定组段顺序的编排方式（121423413243;243421312314 和 314214232413），每位受试者每次实验随机选择一种编排方式进行测试，3次实验分别对应3种编排方式。
图4 序列反应时任务
三、结果01 投篮命中率结果tDCS双侧正极刺激M1组投篮命中率高于伪刺激组（P=0.010），提高9.72%，tDCS正极刺激左侧 M1 组和伪刺激组之间无显著差异（P=0.589）。见图5。
图5 不同tDCS干预条件下投篮命中率结果
02 SRTT结果
组块2和组块7的反应时在 tDCS 双侧正极刺激 M1 组低于 tDCS 正极刺激左侧M1组（P=0.005，P=0.007）。见图6A。
组块2（P=0.005）、组块3（P=0.014）和组块7（P=0.022）的错误数在tDCS双侧正极刺激M1组低于伪刺激组，组块2的错误数在tDCS正极刺激左侧 M1 组低于伪刺激组（P=0.008），组块 3（P=0.045）和组块7（P=0.004）错误数在tDCS双侧正极刺激M1组低于tDCS正极刺激左侧M1组。见图6B。
图6 不同干预条件下SRTT各个组块平均反应时和错误数结果
四、结论本研究采用递增负荷功率自行车运动诱导运动疲劳，探究不同模式的 tDCS 刺激 M1 对篮球运动员运动疲劳后运动技能习得能力的影响。研究发现，2 mA的tDCS双侧正极刺激M1 10 min能够提升篮球运动员运动疲劳后的投篮命中率，降低SRTT的错误数。这一结果可能是因为NMDA受体激活会影响运动学习和技能获得的过程，tDCS双侧正极刺激M1诱导的皮层兴奋性增加会激活 NMDA 受体，促进钙离子内流，诱导 M1 区域的神经元可塑性增强，从而提高运动疲劳后的运动技能习得表现。对青年篮球运动员双侧 M1 施加正极 tDCS 刺激，能够显著提高运动员运动疲劳后的投篮命中率以及运动学习的表现，从而有效缓解运动疲劳对运动技能习得和巩固过程的负面影响。
