经颅直流电刺激下健康成人肌肉力量及耐力表现(4)
针对感兴趣区域焦点定位优化,与传统的tDCS 相比,高清tDCS 能避免因电极过大对其他脑区产生不必要的污染,此次荟萃研究共有3 项随机对照试验使用高清tDCS 进行干预。FLOOD等[28]研究发现,高清tDCS 增加了止痛能力,但对提高肌肉耐力的效果不显著,对先前的研究观点,即对运动引起的内源性疼痛抑制与调节运动表现间的关系提出了质疑[32-33]。在最近的2 项研究中,电极位置、刺激强度和时间均相同,分别测试肘屈肌和膝伸肌疲劳任务的时间,tDCS 试验组任务失败时间下降的幅度均小于假刺激组[22-23]。RADEL 等[22]采用近红外光谱和肌电图探究脑刺激对外周和中枢疲劳的影响;DENIS 等[23]发现tDCS 组与假刺激组无显著性主效应,但tDCS 组耐力时间优于对照组。
针对目前tDCS 的最佳电极放置不确定的问题,ANGIUS 团队在2 种tDCS蒙太奇会话随机对照试验中,将阳极电极置于左侧运动皮质,将阴极电极分别置于对侧前额和肩部,对2 种不同tDCS 电极蒙太奇对改善运动表现的影响进行分别测试,研究发现SHOULDER蒙太奇比HEAD 蒙太奇能更有效地提高耐力性能[26]。初级运动皮质一直被认为是调节耐力的决定性皮质区域,已有多项研究针对初级运动皮质进行干预[14,18-19,25]。针对近期研究认为初级运动皮质未增强皮质脊髓的兴奋性,RADEL 等[22]采用近红外光谱监测在阴极初级运动皮质和前额叶分别运用高清tDCS 对肘屈肌持续收缩任务氧合血红蛋白的影响,近红外光谱结果表明高清tDCS 干预可有效调节前额叶的活性,但对于tDCS 是否减少任务激活区域的O2HB 仍需进一步研究验证。
基于上述观察结果,据总体合并效应量来看,tDCS 干预对提高肌肉耐力表现效果总体趋于有效。鉴于tDCS改善任务失败时间的确切机制仍然未知、目前团队追踪研究较少、电极位置和感兴趣区域精准定位等因素,未来仍需进一步加强研究。
3.3 研究不足与局限性 目前tDCS 对改善肌肉功能的确切机制尚存争议,COGIAMANIAN 等[14]与WILLIAMS 等[19]的团队认为tDCS 能减轻脊髓上疲劳;而ABDELMOULA 等[17]与FLOOD 等[28]的团队研究认为运动表现的改善与皮质脊髓变化、内源性疼痛抑制无显著联系。因此,弄清确切的机制是当前急待解决的首要问题。其次,返回电极的位置、tDCS 刺激的最佳剂量(刺激强度、刺激时间)、刺激脑区等控制变量仍在进一步的探索中。再次,连续性研究较少,样本量待加强,除ANGIUS[18]及其团队有持续追踪研究,其余研究均较为分散;部分研究样本较小可能会增加Ⅱ型统计误差。最后,神经兴奋的增补剂能使运动员在比赛中占据竞争优势,同时亦会引发人们对体育公平性与道德性的思考。
3.4 结论与建议 该系统评价与荟萃分析的结果提示,tDCS 技术对于肌肉力量改善效果不明显,但对提高肌肉耐力效果显著。tDCS 对于改善运动表现是一项极具前景的非侵入性脑刺激技术,未来将会受到生物医学、运动医学以及竞技体育领域的广泛关注。然而,鉴于目前确切机制尚不明晰、刺激剂量缺乏个性化参数、样本量相对较小、高质量连续性追踪研究较少、感兴趣区域精准定位不足等因素,未来应用与发展应注意以下几方面:
(1)加强tDCS 神经生理机制探索:采用脑电图、功能MRI、功能近红外光谱多种神经影像学技术,监测tDCS 对脑网络神经调节的影响。加强tDCS 对肌肉功能影响的神经作用机制研究,进一步深入探索tDCS 刺激与运动表现间的关系。
(2)实施更严格与广泛的试验研究:针对目前效用结果存在不一致性,刺激脑区和感兴趣区域聚焦性等问题、应加强高质量的试验研究,通过更大样本量测试,以期为tDCS 改善肌肉功能提供更有效的刺激参数与有力的证据支持。
(3)对高水平竞技临场应用持期待与谨慎态度:在实践应用中,对于tDCS 在高水平竞技临场应用,仍需保持期待与谨慎的态度。加强tDCS 在竞技体育实践应用中的前期测试与监控,以tDCS 为“脑-肌”沟通渠道,实现神经系统与运动系统光滑链接,以期为tDCS 提高体育成绩、促进疲劳恢复与运动功能康复等提供有益的科技服务。
(4)设计个性化刺激方案:针对不同被试的个体差异,建立个性化刺激方案。借助基于脑结构和功能连接信息绘制的脑网络组图谱,通过高清tDCS 刺激技术,精准定位皮质刺激区域,以便更有效地提高不同人群的运动表现。
作者贡献:李智伟负责研究设计、文献纳入与论文撰写,伍朝明负责数据分析与论文初稿讨论,顾心雨负责文献收集与评价,何颖负责论文修订、审校与基金支持。
文章来源:《中国运动医学杂志》 网址: http://www.zgydyxzzzz.cn/qikandaodu/2021/0708/732.html