太極拳不同速度練習者的腦電比較

李寧

摘 要：為了揭示不同速度練習太極拳的腦電活動特點，對經(jīng)嚴格訓練和篩選的在太極拳的認知和練習特點無明顯差異的6名被試者進行實驗研究，結(jié)果表明：一次性的故意減慢太極拳練習的速度，不但不能增強，反而減弱太極拳練習過程原有的大腦皮層神經(jīng)元同步化活動效果，降低太極拳練習的神經(jīng)作用。同時，由于是一次性練習，沒有練習效果的積累，加上練習時間不長，兩種速度練習時的神經(jīng)活動的變化，不能延續(xù)到練習后的閉眼靜坐過程。

關(guān) 鍵 詞：運動生理學；腦電成分；練習速度；太極拳

中圖分類號：G804.2 文獻標志碼：A 文章編號：1006-7116（2014）03-0137-03

太極拳練習的腦電研究，隨其研究視角不同，研究結(jié)果就各異。如龔云[1]、馬安東[2]、溫左惠[3]將經(jīng)常從事太極拳練習者安靜時的相關(guān)指標與一般人的進行比較，揭示太極拳練習對人的神經(jīng)過程的影響。Liu Y等[4-5]、熊開宇等[6]、孫福立等[7]，也有對太極拳練習即時腦電活動的研究。武冬[8]對優(yōu)秀太極運動員、一般運動員、專家共計18人的研究發(fā)現(xiàn)，太極拳用意的腦電變化主要反映在β波的主峰頻率變化上。β波主峰頻率的變化因個體不同，發(fā)生變化的腦區(qū)及變化情況各不相同，說明由于不同的研究對象對太極拳的認識和理解存在差異，在用意時的腦電活動自然會有差別。因此，太極拳的腦電研究應該考慮控制研究對象對太極拳的認知問題。但排除無關(guān)因素對研究結(jié)果的影響等問題，在以往的相關(guān)研究中缺乏詳盡的報道。

盡管勻慢速練習已成了太極拳各大流派公認的金科玉律，然而，是否越慢就越好？特別是有意識地減慢太極拳練習的速度，其腦電活動與正常速度練習的特征是否一致等問題，就現(xiàn)有的相關(guān)研究結(jié)果，還未能很好地回答或解釋。為此，本研究試圖用實驗的方法，揭示不同速度練習太極拳的腦電活動變化特點，為進一步揭示太極拳練習的腦神經(jīng)機制和更好地練習太極拳提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究選取16名（男女各8名）19～20歲的在校體育大學生，同時接受同一位老師的太極拳教育和訓練1年后，通過相應的考試取得太極拳的學習成績。去掉成績中最高、次最高和最低、次最低分的4名學生，再由同一位太極拳老師進行評價和確認，得到對太極拳的認識、練功方式和體驗無明顯差異的9名學生（男6名，女3名），他們都可以按要求獨立、熟練地完成24式太極拳練習，并自愿參與實驗，了解實驗的目的和認真配合進行實驗研究。由于頭發(fā)特點和其它原因，3名被試者（2男1女）導聯(lián)在練習中脫落，腦電數(shù)據(jù)不完整，最后只有6名被試者的腦電數(shù)據(jù)可用。

1.2 研究方法

1）腦電和心率數(shù)據(jù)的采集和處理。

采用鍍金盤狀電極，參照國際腦電圖學會標定腦電研究常用的10～20電極導聯(lián)定位標準，省去Fz、Cz和Pz導聯(lián)，安放Fp1、Fp2、F7、F8、F3、F4、T3、T4、C3、C4、T5、T6、P3、P4、O1、O2、A1和A2導聯(lián)，靜坐20 min后，連接美國Cadwell實驗室2004年開發(fā)生產(chǎn)的Ambulatory2動態(tài)腦電記錄盒（輸入阻抗：1 000 MΩ，采樣率：3 200 Hz/通道；A/D轉(zhuǎn)換率：16位），電極與頭皮的電阻小于5 kΩ，用200 Hz腦電記錄頻率，用時段（每種運動的開始和結(jié)束）標記方式采集和記錄被試者從實驗開始到結(jié)束共6個時段（具體見實驗過程）的腦電數(shù)據(jù)。為了排除干擾，除了實驗場地（華南師范大學心理應用研究中心行為實驗室）的背景噪音控制在28～32 dba、氣溫在23～25 ℃外，選用德國BP（Brain Productor）公司生產(chǎn)的腦電分析系統(tǒng)（Analyzer）對采集到的腦電數(shù)據(jù)進行離線純化處理和分析，基本步驟是：去眼電（如眨眼的電活動成分）、除去干擾波（如偽跡、身體運動時產(chǎn)生的肌電活動等非腦電成分）、各導聯(lián)基本波形分析和對比、輸出各導聯(lián)不同波頻的總功率值（?v2）和對比結(jié)果圖。

用食、中、無名指輕壓橈動脈的方法[9]測量和記錄正常和更慢速度太極拳練習前、后的即刻心率，用于不同練習運動量的比較分析。

2）實驗過程。

被試者到達實驗場地后洗頭、干發(fā)、安放電極和連接腦電記錄儀，靜坐休息20 min，確認被試者情緒穩(wěn)定后按以下順序進行實驗：（1）閉眼靜坐5 min（為不同時段的比較研究提供參考基準）；（2）以正常速度練習太極拳（約5 min）；（3）閉眼靜坐5 min；（4）睜眼靜坐休息20 min（力圖減少或消除之前活動對后面活動的影響）；（5）閉眼靜坐5 min；（6）以更慢的速度練習太極拳（約6 min）；（7）閉眼靜坐5 min后結(jié)束實驗。

3）數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

被試者太極拳練習前、后心率的比值（運動量指數(shù)）和實驗過程不同時段的不同腦電波功率均值呈現(xiàn)的差異，借助統(tǒng)計軟件（SPSS12.0）在計算機上進行方差分析及其差異的顯著性檢驗。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 不同速度練習太極拳的運動量比較

正常速度和慢速練習太極拳前、后的心率比值（運動量指數(shù)）分別為1.428 3±0.064 6、1.441 7±0.037 6，方差分析結(jié)果：兩種運動量指數(shù)均值差異未達到顯著性水平（P=0.672），這說明兩種活動的運動量差異不明顯。

2.2 實驗過程不同時段的腦電比較

1）不同速度練習太極拳時的腦電比較。

正常速度和慢速練習太極拳時各導聯(lián)腦電波變化相似，但腦電各波段的功率均值比較結(jié)果表明，兩者在Delta頻段的差異（前者功率值大于后者）達到了極顯著水平，其余頻段（Theta、Alpha、Beta）的差異均未達到顯著水平）。這說明正常速度與慢速練習太極拳所誘發(fā)的腦電活動波形基本相同，而且，在Theta、Alpha、Beta頻段上的功率值基本處于同一水平，但正常速度練習的Delta頻段功率值明顯大于慢速練習的。endprint

2）不同速度練習太極拳后閉眼靜坐的腦電比較。

不同速度練習太極拳后閉眼靜坐時的腦電比較結(jié)果表明，各頻段的功率均值差異都達不到顯著水平），說明一次性不同速度練習太極拳誘發(fā)的腦電變化，對練習后閉眼靜坐的腦電活動影響不明顯。

3 討論

大腦是支配身體運動的中樞。因此，運動時不同成分（頻率）的腦電活動功率大小與運動的形式、速度和運動量有關(guān)。慢速和正常速度太極拳練習，兩者的運動形式基本一致，只是速度不同。相同形式不同速度的運動，如果速度的差別不足和運動時間不長，不同速度運動產(chǎn)生的量的差異就不明顯，其運動量指數(shù)的差異就達不到顯著水平。由于太極拳練習本來就屬慢速運動，在其慢的基礎(chǔ)上更慢地運動，從練習時間看，正常速度練習約5 min，更慢速度練習約6 min，練習耗時約差1 min。按24式太極拳的動作量計算，平均每一式練習用時約從正常速度的12.5 s增加到更慢速度的15 s。這樣的速度變化，分別在5～6 min的運動時耗里所引起的運動量變化，會被太極拳勻慢速運動特點淡化或者緩沖變得差異不明顯，導致這兩種速度練習太極拳的運動量未呈現(xiàn)明顯的差別。

根據(jù)相關(guān)研究，一般情況下，腦電波隨大腦皮層不同的生理情況而變化[10]。當有許多皮層神經(jīng)元的電活動趨于一致時，就出現(xiàn)低頻率高振幅的波形，這種現(xiàn)象稱為同步化波（synchronous wave），也稱慢波；當皮層神經(jīng)元的電活動不一致時，就出現(xiàn)高頻率低振幅的波形，稱為去同步化波（也稱快波）。一般認為，腦電波由高振幅的慢波轉(zhuǎn)化為低振幅的快波時，興奮過程增強；反之，由低振幅的快波轉(zhuǎn)化為高振幅慢波時，則表示抑制過程加深。另外，單個神經(jīng)元的突觸后電位變化微弱不足以引起皮質(zhì)表面的電位改變，必須有大量神經(jīng)元同時發(fā)生突觸后電位時才能同步起來，引起明顯的電位改變。當向大腦皮質(zhì)傳人沖動頻率顯著增加時，可引起去同步化，出現(xiàn)高頻率低振幅的快波；反之，當向大腦皮質(zhì)傳人沖動減少時，就會引起同步化低頻率高振幅的慢波。

根據(jù)太極拳運動的要求，練習前就要入靜、排除雜念和高度專心，加上要求動作連貫，并以緩慢、圓弧和勻速運動，練習者的神經(jīng)控制逐漸朝“向我”發(fā)展的同時，有意識地阻斷“非我”的外來刺激，不斷純化皮層神經(jīng)元的活動，經(jīng)過這樣多次反復的訓練，皮層神經(jīng)元的活動日趨同步，形成可以誘發(fā)強大的皮層低頻率高振幅的慢波電活動狀態(tài)。這時如果被要求以更慢速練習太極拳，練習者接受一額外的指令，即在正常速度練習太極拳的神經(jīng)過程中增加了一額外的控制成分，使正常速度練習時的神經(jīng)元同步化活動狀態(tài)受到干擾，同步化活動的神經(jīng)元數(shù)量減少，導致同步化波（慢波）的功率下降?？梢?，一次性的故意減慢太極拳練習的速度，不但不能增強，反而減弱太極拳練習過程原有的大腦皮層神經(jīng)元同步化活動效果，降低太極拳練習的神經(jīng)作用。另外，由于是一次性練習，沒有練習效果的積累，加上練習時間不長，兩種速度練習時的神經(jīng)活動的變化，不能延續(xù)到練習后的閉眼靜坐過程。

參考文獻：

[1] 龔云. 太極拳健身生理機制概要[J]. 西北成人教育學報，2001（4）：53-55.

[2] 馬安東. 陳式太極拳（38式）對大學生神經(jīng)功能的影響[J]. 成都體育學院學報，1995，21（2）：87-89.

[3] 溫佐惠，冉學東，王廣虎. 論太極拳對改善老年人生物衰老、心理失衡和精神失落感的功效[J]. 成都體育學院學報，1999，25（1）：88-92.

[4] Liu Y，Mimura K，Wang L，et al. Physiological benefits of 24-style Taijiquan exercise in middle-aged women[J]. J Physiol Anthropol Appl Human Sci，2003，22（5）：219-225.

[5] Liu Y，Mimura K，Wang L，et al. Psychological and physiological effects of 24-style taijiquan[J]. Neuropsychobiology，2005，52（4），212-218.

[6] 熊開宇，蔣曉萍，王瑞元. 練習太極拳過程中老年腦電圖變化規(guī)律的研究[EB/OL]. http：//www.ystjq.com/jsi.htm.

[7] 孫福立，浦群，黃植文，等. 太極拳鍛煉對知識型中老年人前額腦電慢節(jié)律變化的影響[J]. 中國老年學雜志，2000，20（5）：139-140.

[8] 武冬. 太極拳意的腦電圖功率譜分析[J]. 北京體育大學學報，2004，27（8）：1063-1074.

[9] 全國體育學院教材委員會. 運動生理學[M]. 北京：人民體育出版社，1990：342-346.

[10] 丁文龍. 神經(jīng)、精神系統(tǒng)及感覺器官[M]. 上海：上海交通大學出版社，2010：196-201.endprint