經(jīng)顱直流電刺激技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)能力影響的研究綜述

摘要：經(jīng)顱直流電刺激（ transcranial direct current stimulation，tDCS）作為一種“神經(jīng)啟動(dòng)技術(shù)”，目前國(guó)內(nèi)外都有將tDCS應(yīng)用于改善運(yùn)動(dòng)能力的研究。通過(guò)檢索、歸納最近20年來(lái)tDCS干預(yù)運(yùn)動(dòng)能力的相關(guān)研究文獻(xiàn)，梳理其干預(yù)運(yùn)動(dòng)能力的應(yīng)用成果與研究進(jìn)展，為提升競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力提供新視角、新手段。研究表明，雖然目前tDCS干預(yù)運(yùn)動(dòng)能力的效果結(jié)論尚不一致，但已有研究證實(shí)，tDCS可以增強(qiáng)肌肉力量、爆發(fā)力、反應(yīng)速度等人體運(yùn)動(dòng)能力，表明tDCS可以作為提高人體運(yùn)動(dòng)能力的新手段。但目前缺乏專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員尤其高水平運(yùn)動(dòng)員為受試者的研究，鮮有將陽(yáng)極tDCS與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相結(jié)合的研究來(lái)對(duì)比tDCS聯(lián)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與單獨(dú)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)能力提升的效果，并且缺乏長(zhǎng)期tDCS對(duì)運(yùn)動(dòng)能力影響的研究，長(zhǎng)期tDCS的效果如何還需要深入研究，建議未來(lái)加深對(duì)這些方面的進(jìn)一步探索。

關(guān)鍵詞：經(jīng)顱直流電刺激；運(yùn)動(dòng)能力；干預(yù)效果

經(jīng)顱直流電刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）是一種非侵入性的調(diào)節(jié)大腦皮層神經(jīng)元活動(dòng)的技術(shù)，其通過(guò)放置于頭皮表面的電極輸出恒定、低強(qiáng)度電流（0～2 mA）刺激大腦局部皮質(zhì)區(qū)，從而調(diào)節(jié)大腦皮層特定區(qū)域的神經(jīng)興奮性。依據(jù)電極刺激極性的不同產(chǎn)生不同的效果，陽(yáng)極電極刺激（anodal tDCS，a-tDCS）提高神經(jīng)興奮性，陰極電極刺激（cathodal tDCS，c-tDCS）則降低神經(jīng)興奮性。而tDCS對(duì)神經(jīng)興奮性調(diào)節(jié)的基本機(jī)制是改變受到刺激腦區(qū)神經(jīng)元的靜息膜電位，陽(yáng)極刺激導(dǎo)致神經(jīng)元膜電位去極化，提高神經(jīng)興奮性；陰極刺激使神經(jīng)元膜電位超極化，降低神經(jīng)興奮性[1–3]。其次，tDCS能夠調(diào)節(jié)N-甲基天冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）和γ-氨基丁酸（γ-Aminobutyric acid，GABA）等神經(jīng)遞質(zhì)受體的釋放與表達(dá)，改變突觸可塑性從而產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（long term potentiation，LTP）作用和長(zhǎng)時(shí)程抑制（long term drepression，LTD）作用[4]。此外，多項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)tDCS可通過(guò)調(diào)節(jié)局部腦血流量（regional Cerebral Blood Flow， rCBF）來(lái)改變運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的大小（Motor-Evoked Potentials，MEP），從而調(diào)節(jié)大腦皮層的神經(jīng)活動(dòng)[5–7]。最后，相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)tDCS可顯著增加刺激半球內(nèi)的不同運(yùn)動(dòng)功能區(qū)之間的相互連接，并促使左右半球間產(chǎn)生連接變化，表明tDCS具有誘發(fā)不同腦功能區(qū)之間的連接作用[8，9]。

tDCS的效果受到多種參數(shù)如刺激模式、刺激電流大小、刺激時(shí)間和刺激區(qū)域等的影響。刺激模式分為陽(yáng)極刺激、陰極刺激和假刺激（sham tDCS， s-tDCS）。假刺激通常作為安慰劑進(jìn)行參照，施加30 s后便停止刺激；刺激電流大小主要在0～2mA之間浮動(dòng)，多為2 mA；刺激時(shí)間大多在20 min以?xún)?nèi)，采用10 min與20 min為主；刺激區(qū)域主要是參與運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)與控制的腦功能區(qū)，如初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)（Primary Motor Cortex，M1）、島葉皮層（Insular Cortex，IC）、前額葉背外側(cè)皮質(zhì)（Dorsolateral Prefrontal Cortex，DLPFC）和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)（supplementary motor area，SMA）等，其中M1是與運(yùn)動(dòng)能力最有相關(guān)性的區(qū)域。tDCS技術(shù)由于其便攜、使用簡(jiǎn)單、安全、耐受性良好和經(jīng)濟(jì)性的原因受到廣泛關(guān)注，目前國(guó)內(nèi)外都有將tDCS應(yīng)用于改善運(yùn)動(dòng)能力的研究。本研究通過(guò)檢索、歸納最近20年來(lái)tDCS干預(yù)運(yùn)動(dòng)能力的相關(guān)研究，梳理其干預(yù)運(yùn)動(dòng)能力的研究進(jìn)程，為提升競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力提供新視角、新手段。

1 tDCS對(duì)運(yùn)動(dòng)能力影響的研究進(jìn)展

在國(guó)際競(jìng)技體育競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的態(tài)勢(shì)下，科技已經(jīng)成為塑造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)、挖掘個(gè)人潛力和探索人類(lèi)極限的關(guān)鍵。tDCS作為一種以腦科學(xué)干預(yù)技術(shù)為依托的新科技，這些年在干預(yù)運(yùn)動(dòng)員和健康人群的肌肉力量、有氧耐力、速度等方面有著較為廣泛的運(yùn)用。

1.1對(duì)力量的影響

力量是人體對(duì)抗阻力的能力，是其他身體運(yùn)動(dòng)能力如速度、耐力、靈敏等的基礎(chǔ)。人體姿勢(shì)的維持、自身肢體的移動(dòng)和克服阻力對(duì)外做功都需要一定水平的力量。按照在運(yùn)動(dòng)中的表現(xiàn)形式力量可分為最大力量、爆發(fā)力、力量耐力。并且有研究證實(shí)肌肉力量與發(fā)力速率（rate of force development，RFD）、激活后增強(qiáng)效應(yīng)（post-activation potentiation，PAP）、跳躍、沖刺、變向以及專(zhuān)項(xiàng)技能呈正相關(guān)[10]。

1.1.1對(duì)最大力量的影響

最大力量指肌肉做最大隨意收縮時(shí)所能產(chǎn)生的張力，通常用肌肉收縮時(shí)所能克服的最大阻力負(fù)荷來(lái)表示。最大力量是身體運(yùn)動(dòng)能力的基礎(chǔ)，也是力量舉、舉重、摔跤等力量類(lèi)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵能力。有多項(xiàng)研究表明陽(yáng)極tDCS刺激能提高最大力量水平。Tanaka等[11]使用陽(yáng)極tDCS刺激10名健康成年受試者的右側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)（M1），研究其對(duì)受試者腳趾最大夾合力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極tDCS增加了腳趾最大夾合力量，并且受試者腳趾夾合力量增加的效果能夠保持到tDCS刺激后30 min。Hazime等[12]使用陽(yáng)極tDCS刺激8名專(zhuān)業(yè)手球運(yùn)動(dòng)員C3和C4皮層，研究其對(duì)運(yùn)動(dòng)員的肩內(nèi)外旋肌群力量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員肩部外旋肌最大自主等長(zhǎng)收縮（Maximal Voluntary Isometric Contractions，

MVIC）在陽(yáng)極刺激過(guò)程中、刺激后30 min和60 min顯著增加，內(nèi)旋肌MVIC在刺激過(guò)程中、刺激后30 min顯著增加。Vargas等[13]的研究也發(fā)現(xiàn)，使用陽(yáng)極tDCS對(duì)20名足球運(yùn)動(dòng)員的C3和C4皮層進(jìn)行刺激干預(yù)后，運(yùn)動(dòng)員的膝關(guān)節(jié)伸肌MVIC在陽(yáng)極tDCS期間、tDCS后30 min和tDCS后60 min都有顯著增加。以上研究表明，陽(yáng)極tDCS不僅能夠增加肌肉最大力量，并且具有一定的延遲性效果，這說(shuō)明tDCS結(jié)合力量訓(xùn)練可能會(huì)產(chǎn)生更好的訓(xùn)練效果，并且可能成為一種賽前的熱身方式，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。此外Hendy等[14]的研究顯示，使用陽(yáng)極tDCS對(duì)10名健康成年人的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)進(jìn)行刺激結(jié)合單側(cè)的腕部力量訓(xùn)練后，對(duì)側(cè)未受訓(xùn)練的腕部最大力量顯著增加，產(chǎn)生了明顯的交叉激活效應(yīng)。在此之后Frazer等[15]的研究也顯示了相同的效果，通過(guò)對(duì)13名成年人的右運(yùn)動(dòng)皮層進(jìn)行陽(yáng)極tDCS結(jié)合右臂肱二頭肌力量訓(xùn)練后，發(fā)現(xiàn)未經(jīng)訓(xùn)練的左臂肱二頭肌力量出現(xiàn)顯著增加，證實(shí)了陽(yáng)極tDCS對(duì)提升肌肉力量存在著交叉激活效應(yīng)。表明陽(yáng)極tDCS可能成為潛在的干預(yù)手段，用于運(yùn)動(dòng)損傷后的肌力康復(fù)訓(xùn)練，加快恢復(fù)進(jìn)程；也可用于改善運(yùn)動(dòng)員中存在的肢體兩側(cè)肌力不平衡現(xiàn)象，減少由于肌力不平衡導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生。

然而也有一些研究結(jié)果表明陽(yáng)極tDCS刺激后不能夠增加最大力量水平。Maeda等[16]對(duì)24名健康成年人的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后發(fā)現(xiàn)，受試者膝關(guān)節(jié)的屈伸肌力量沒(méi)有顯著提高。Xiao等[17]的研究也發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)14名健康成年人的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后受試者的腳趾屈肌最大自主收縮力量沒(méi)有提高。作者認(rèn)為結(jié)果不一致可能是由于樣本量較少，受試者之間的個(gè)體差異較大，以及實(shí)驗(yàn)方案不相同等原因造成的。

1.1.2對(duì)爆發(fā)力的影響

爆發(fā)力指肌肉在短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮力量的能力，通常用肌肉單位時(shí)間的做功量來(lái)表示。爆發(fā)力是速度類(lèi)、投擲類(lèi)、球類(lèi)等項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員必備的能力，具體可表現(xiàn)為短跑運(yùn)動(dòng)員每一步的蹬、扒地動(dòng)作，鉛球運(yùn)動(dòng)員的擲球動(dòng)作，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的每次擊球動(dòng)作等。Lu等[18]使用陽(yáng)極tDCS對(duì)19名健康的成年人的M1進(jìn)行刺激，研究其對(duì)膝關(guān)節(jié)伸屈肌的影響，發(fā)現(xiàn)受試者膝關(guān)節(jié)伸屈肌的力量發(fā)展率（rate of force development，RFD）有了顯著性增加，并且肌電圖分析顯示伸屈肌的均方根振幅和平均功率頻率有顯著性增加，表明陽(yáng)極tDCS可能是通過(guò)增加運(yùn)動(dòng)單元的募集來(lái)增強(qiáng)膝關(guān)節(jié)屈伸肌的爆發(fā)力。Huang等[19]使用Halo Sport設(shè)備陽(yáng)極tDCS刺激9名健康成年人的運(yùn)動(dòng)皮層，研究其對(duì)受試者使用自行車(chē)測(cè)力計(jì)進(jìn)行沖刺表現(xiàn)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)受試者的平均功率輸出有了顯著增加，這表明陽(yáng)極tDCS有提升短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的潛能，可能有利于提高如100 m與200 m短跑、50m游泳、500 m米速滑等項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)成績(jī)。Codella等[20]對(duì)17名健康成年人的運(yùn)動(dòng)皮層進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后發(fā)現(xiàn)，受試者的縱跳高度有了顯著性增加；Lattari等[21]的研究也得出了相同的結(jié)果，對(duì)具有豐富力量訓(xùn)練經(jīng)歷的10名健康成年男性運(yùn)動(dòng)皮層進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后發(fā)現(xiàn)，受試者的反向跳躍（countermovement jump，CMJ）高度與肌肉峰值功率都有顯著性增加；另外一項(xiàng)受試者為10名跑酷運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練者的研究也有相同的發(fā)現(xiàn)[22]，使用陽(yáng)極tDCS對(duì)受試者的M1進(jìn)行刺激后，受試者的最大水平和垂直跳躍成績(jī)都有顯著提升；此外，還有一項(xiàng)針對(duì)籃球運(yùn)動(dòng)員的研究也得出了相同的結(jié)果[23]，研究者對(duì)籃球運(yùn)動(dòng)員的M1進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員的CMJ表現(xiàn)有了顯著的提升。這些研究表明，陽(yáng)極tDCS可以提高跳躍運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，可能提高跳遠(yuǎn)、跳高等運(yùn)動(dòng)的成績(jī)，在與跳躍能力直接相關(guān)或有較高跳躍能力要求的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中具有較大的實(shí)際應(yīng)用空間。并且可能不會(huì)受到使用人群基礎(chǔ)水平的影響，對(duì)普通健康人群和專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員的爆發(fā)力都能有顯著的提升，具有普適性的特點(diǎn)。然而有項(xiàng)研究卻沒(méi)有得出相同的結(jié)果，研究者對(duì)17名健康成年人的DLPFC進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后發(fā)現(xiàn)，受試者的CMJ高度和肌肉峰值功率都沒(méi)有發(fā)生顯著性提高[24]。這可能是由于刺激腦區(qū)的不同、個(gè)體間生理與心理差異等因素綜合造成的。

1.1.3對(duì)力量耐力的影響

力量耐力指肌肉長(zhǎng)時(shí)間收縮的能力，通常用肌肉克服某一固定負(fù)荷的最多次數(shù)（動(dòng)力性運(yùn)動(dòng)）或最長(zhǎng)時(shí)間（靜力性運(yùn)動(dòng)）來(lái)表示。力量耐力是很多耐力性項(xiàng)目如馬拉松、游泳等項(xiàng)目的重要能力，長(zhǎng)時(shí)間維持一定強(qiáng)度肌肉力量也是很多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的要求。Carlos等[25]研究了陽(yáng)極tDCS對(duì)動(dòng)力性運(yùn)動(dòng)力量耐力的影響，選取14名健康成年男性作為受試者，使用陽(yáng)極tDCS對(duì)受試者的DLPFC進(jìn)行刺激，發(fā)現(xiàn)受試者每組5次，組間休息1 min，重復(fù)至力竭的75%1RM的臥推總數(shù)量有了顯著增多；Vieira等[26]的研究也有相同的結(jié)果，研究者選取了11名中等阻力訓(xùn)練水平的健康成年男性，使用陽(yáng)極tDCS對(duì)受試者的DLPFC進(jìn)行刺激后發(fā)現(xiàn)，受試者完成每組80%1RM的深蹲至力竭，組間休息1 min，總計(jì)3組的深蹲總次數(shù)有了顯著性增加。以上研究表明陽(yáng)極tDCS對(duì)動(dòng)力性運(yùn)動(dòng)力量耐力具有顯著的提升效果，并且其效果可能不會(huì)受到訓(xùn)練部位的影響，對(duì)上下肢的力量耐力都能有較好提升效果。此外，還有一些學(xué)者研究了陽(yáng)極tDCS對(duì)靜力性運(yùn)動(dòng)力量耐力的影響。Cogiamanian等[27]對(duì)24名健康成年人的M1進(jìn)行陽(yáng)極tDCS，研究其對(duì)肘關(guān)節(jié)屈肌次最大自主收縮（maximal voluntary contraction，MVC）耐力時(shí)間的影響，發(fā)現(xiàn)受試者肘關(guān)節(jié)屈肌35%MVC至力竭的時(shí)間顯著性增加；Abdelmoula等[28]的研究也顯示出了相同的結(jié)果，研究者對(duì)11名健康成年人的M1進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后發(fā)現(xiàn)，受試者肘關(guān)節(jié)屈肌35% MVC至力竭的時(shí)間顯著性增加；另外一項(xiàng)受試者選取老年人的研究也發(fā)現(xiàn)，在對(duì)老年人的M1進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后他們肘關(guān)節(jié)屈肌20% MVC至失敗的時(shí)間顯著性增加[29]。以上研究表明陽(yáng)極tDCS對(duì)靜力性運(yùn)動(dòng)力量耐力也具有顯著的提升效果，并且對(duì)老年人的力量耐力同樣有明顯的提升效果，提示陽(yáng)極tDCS的應(yīng)用可能有助于提高老年人的日常生活能力以及預(yù)防跌倒的發(fā)生。但也有研究發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極tDCS不能夠提高力量耐力。Radel等的[30]研究結(jié)果顯示，22名健康成年人的M1在接受了陽(yáng)極tDCS后他們肘關(guān)節(jié)屈肌35%MVC至失敗的時(shí)間并沒(méi)有顯著性增加；Flood等[31]的研究也表明12名健康成年人M1接受了陽(yáng)極tDCS后他們肘關(guān)節(jié)屈肌35%MVC至失敗的時(shí)間沒(méi)有顯著性增加；Denis等[32]的研究也得出了相同的結(jié)果，20名健康成年人的DLPFC接受陽(yáng)極tDCS后他們肘關(guān)節(jié)屈肌30%MVC至失敗的時(shí)間沒(méi)有顯著性增加。作者認(rèn)為可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)使用的是高精度tDCS，刺激腦區(qū)更加精準(zhǔn)，而之前的研究使用的tDCS會(huì)導(dǎo)致其他皮質(zhì)區(qū)域的活動(dòng)，這可能導(dǎo)致更長(zhǎng)的耐力時(shí)間。

1.2對(duì)速度的影響

速度指人體進(jìn)行快速運(yùn)動(dòng)的能力或最短時(shí)間完成某種運(yùn)動(dòng)的能力，按其在運(yùn)動(dòng)中的表現(xiàn)可以分為反應(yīng)速度、動(dòng)作速度和周期性運(yùn)動(dòng)中的位移速度三種形式。

1.2.1 對(duì)反應(yīng)速度的影響

反應(yīng)速度指人體對(duì)各種刺激產(chǎn)生反應(yīng)的快慢，如短跑、游泳運(yùn)動(dòng)員從聽(tīng)到發(fā)令到啟動(dòng)的時(shí)間、拳擊運(yùn)動(dòng)員的閃躲快慢等，是影響比賽成績(jī)的重要因素。當(dāng)前的研究主要通過(guò)不同類(lèi)型的反應(yīng)時(shí)任務(wù)評(píng)價(jià)陽(yáng)極tDCS技術(shù)對(duì)反應(yīng)速度的影響，包括簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)任務(wù)（SRT）、停止信號(hào)反應(yīng)時(shí)任務(wù)（SST）、選擇反應(yīng)時(shí)任務(wù)（CRT）、Stroop測(cè)試以及 N-back任務(wù)。在針對(duì)簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)任務(wù)作為測(cè)試方案的研究中，Carlsen 等[33]的研究發(fā)現(xiàn)，10名健康成年人在接受作用于SMA的陽(yáng)極tDCS后他們簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)有了顯著性下降；Molero-chamizo等[34]也得出了相同的結(jié)果，對(duì)60名健康成年人的M1進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后，他們簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)顯著性減少。在使用停止信號(hào)反應(yīng)時(shí)任務(wù)作為測(cè)試方案的研究中，Castro-Meneses等[35]的研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)14名健康成年人的右額下回（IFG）進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后他們停止信號(hào)反應(yīng)任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)顯著性減少；Bender等[36]的研究也發(fā)現(xiàn)，18名健康成年人前輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)（pre-SMA）接受陽(yáng)極tDCS后他們停止信號(hào)反應(yīng)時(shí)任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)顯著性減少。在使用選擇反應(yīng)時(shí)任務(wù)作為測(cè)試方案的研究中，Li等[37]的研究結(jié)果顯示，18名健康成年人后頂葉皮層（PPC）接受陽(yáng)極tDCS后，他們選擇反應(yīng)時(shí)任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)顯著性減少；Drummond等[38]的研究也支持這個(gè)結(jié)果，12名健康成年人M1接受陽(yáng)極tDCS后，他們選擇反應(yīng)時(shí)任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)顯著性減少。在使用Stroop測(cè)試作為檢測(cè)方案的研究中，Loftus等[39]的研究結(jié)果顯示，28名健康成年人DLPFC接受陽(yáng)極tDCS后，他們Stroop測(cè)試中的反應(yīng)時(shí)顯著性縮短；Gan等[40]的研究也得出了相同的結(jié)果，22名健康成年人左側(cè)后頂葉皮層接受陽(yáng)極tDCS后，他們Stroop測(cè)試中的反應(yīng)時(shí)顯著性減少。在使用N-back任務(wù)作為測(cè)試方案的研究中，Sandrini等[41]的研究結(jié)果顯示，27名健康成年人雙側(cè)后頂葉皮層接受陽(yáng)極tDCS后，他們N-back任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)顯著性減少；Rohner等[42]的研究也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果，30名健康成年人左側(cè)DLPFC接受陽(yáng)極tDCS后，他們N-back任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)顯著性下降。以上研究結(jié)果表明，陽(yáng)極tDCS可以提升普通健康人群反應(yīng)速度，并且對(duì)普通人群反應(yīng)速度的影響效果可能不會(huì)受到任務(wù)難度的制約。同時(shí)觀(guān)察到刺激多個(gè)腦區(qū)都能減少反應(yīng)時(shí)間，表明反應(yīng)速度可能受到多個(gè)腦區(qū)的調(diào)控。

另外，在針對(duì)運(yùn)動(dòng)人群的研究中，Huang等[19]對(duì)9名運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者雙側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后發(fā)現(xiàn)，受試者Stroop測(cè)試中的反應(yīng)時(shí)顯著性減少；Liu等[43]對(duì)12名16歲賽艇運(yùn)動(dòng)員左側(cè)M1進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后也發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員們Stroop測(cè)試中的反應(yīng)時(shí)顯著性下降。但一項(xiàng)針對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員與手球運(yùn)動(dòng)員的研究顯示出了不同的結(jié)果[44]，25名運(yùn)動(dòng)員M1接受陽(yáng)極tDCS后在簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)任務(wù)測(cè)試中的反應(yīng)時(shí)沒(méi)有顯著改善。這些研究說(shuō)明陽(yáng)極tDCS對(duì)反應(yīng)速度的效果還可能受到個(gè)體反應(yīng)水平的影響，存在“天花板效應(yīng)”。

1.2.2 對(duì)動(dòng)作速度的影響

動(dòng)作速度指完成單個(gè)動(dòng)作時(shí)間的長(zhǎng)短，如排球運(yùn)動(dòng)員扣球時(shí)的揮臂速度、網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員擊球時(shí)的揮拍速度等。Sevilla-Sanchez等[45]研究了陽(yáng)極tDCS對(duì)健康成年人打字速度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組20名受試者M(jìn)1接受陽(yáng)極tDCS后，其打字速度與假刺激組和對(duì)照組相比沒(méi)有顯著性增加；Mesquita等[46]研究了陽(yáng)極tDCS對(duì)跆拳道運(yùn)動(dòng)員踢腿速度的影響，19名運(yùn)動(dòng)員M1接受陽(yáng)極tDCS后其踢腿速度并沒(méi)有增加，反而假tDCS后的總踢腿次數(shù)高于陽(yáng)極tDCS后的總踢腿次數(shù)，另外刺激1 h后的總踢腿次數(shù)高于刺激后即刻的總踢腿次數(shù)。以上有限的研究表明tDCS可能對(duì)動(dòng)作速度沒(méi)有增強(qiáng)作用，反而可能會(huì)有抑制作用。但鑒于目前tDCS對(duì)動(dòng)作速度影響的研究稀少，今后還需要更多的研究探索tDCS對(duì)動(dòng)作速度方面的影響。

1.2.3對(duì)位移速度的影響

位移速度指周期性運(yùn)動(dòng)（如跑步和游泳等）中人體通過(guò)一定距離的時(shí)間，速度能力在這些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目占有重要的位置。然而研究tDCS對(duì)位移速度影響的文獻(xiàn)較少，Chen等[23]的研究發(fā)現(xiàn)，13名籃球運(yùn)動(dòng)員M1接受陽(yáng)極tDCS后其40×15 m重復(fù)沖刺總時(shí)間顯著性減少；但Alix-Fages等[47]的研究沒(méi)有得到相同的結(jié)果，25名健康成年人DLPFC接受陽(yáng)極tDCS后，他們10×30 m重復(fù)沖刺總時(shí)間沒(méi)有顯著性減少，這位研究者的另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，32名健康成年人DLPFC接受陽(yáng)極tDCS后，他們30 m沖刺成績(jī)沒(méi)有顯著性提高[48]。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，陽(yáng)極tDCS對(duì)位移速度影響效果不一，較難得出陽(yáng)極tDCS是否能有效提升位移速度，現(xiàn)階段對(duì)tDCS位移速度方面研究較少，表明此方向具有較大的研究空間，未來(lái)需要加大對(duì)此方面的研究。

1.3對(duì)有氧耐力的影響

有氧耐力指人體長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行以有氧代謝（糖和脂肪等有氧氧化）供能為主的運(yùn)動(dòng)能力。有氧耐力是眾多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的基礎(chǔ)能力，良好的有氧耐力有助于機(jī)體的快速恢復(fù)與疲勞消除，保證運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練狀態(tài)。

1.3.1 刺激運(yùn)動(dòng)皮層的影響

Vitor-Costa等[49]研究了11名運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者M(jìn)1接受陽(yáng)極tDCS對(duì)80%峰值功率自行車(chē)騎行至力竭持續(xù)時(shí)間的影響，結(jié)果顯示雖然沒(méi)有減少疲勞感覺(jué)，但是騎行時(shí)間有顯著性增加；Angius等[50]的研究也發(fā)現(xiàn)，對(duì)12名健康成年人雙側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層進(jìn)行陽(yáng)極tDCS，他們完成強(qiáng)度遞增騎行至失敗的時(shí)間顯著性延長(zhǎng)，并且觀(guān)察到皮質(zhì)脊髓興奮性增加，表明騎行時(shí)間的延長(zhǎng)可能與脊髓興奮性有關(guān)；此外，Park等[51]的研究也得出了相同的結(jié)果，10名訓(xùn)練有素的健康成年人M1接受陽(yáng)極tDCS后，80%最大攝氧量強(qiáng)度跑步至力竭的時(shí)間有了顯著性增加；最新的一項(xiàng)研究也得出了一致的結(jié)果，研究者對(duì)17名健康成年人的雙側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后發(fā)現(xiàn)，受試者通過(guò)改良Bruce方案測(cè)試得到的最大攝氧量有了顯著性提高[20]。以上研究表明，運(yùn)動(dòng)皮層接受陽(yáng)極tDCS后可以增強(qiáng)普通人群的有氧耐力。雖然Baldari等[52]的研究顯示，13名健康休閑耐力跑者M(jìn)1接受陽(yáng)極tDCS后其遞增坡度跑步至力竭的時(shí)間沒(méi)有顯著性變化，作者認(rèn)為這可能是由于電極位置放置、個(gè)體心理差異等原因造成的。

1.3.2刺激其他腦區(qū)的影響

有學(xué)者研究了DLPFC接受陽(yáng)極tDCS對(duì)有氧耐力的影響。Lattari等[53]的研究發(fā)現(xiàn)，11名健康受試者DLPFC接受陽(yáng)極tDCS后其維持100%最大功率騎行的時(shí)間顯著性增加；Angius等[54]對(duì)12名健康受試者DLPFC進(jìn)行陽(yáng)極tDCS后也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果，受試者進(jìn)行70%最大功率自行車(chē)騎行至力竭的持續(xù)時(shí)間有顯著性增加。兩項(xiàng)研究都表明DLPFC區(qū)域施加tDCS可以增強(qiáng)有氧耐力性能。但Holgado等[55]的研究沒(méi)有得出相同的結(jié)果，12名自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員DLPFC接受陽(yáng)極tDCS后其20 min自行車(chē)騎行的功率輸出沒(méi)有顯著性增加，作者認(rèn)為DLPFC接受陽(yáng)極tDCS不會(huì)影響訓(xùn)練有素的自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，tDCS對(duì)耐力性能的影響應(yīng)該謹(jǐn)慎對(duì)待。因此對(duì)DLPFC施加tDCS 是否能提高有氧耐力性能還有待進(jìn)一步的研究。另外，還有一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究了TC接受陽(yáng)極tDCS對(duì)有氧耐力的影響[56]。研究者做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)一中6名健康受試者左TC接受陽(yáng)極tDCS后完成20 km自行車(chē)計(jì)時(shí)賽，結(jié)果顯示整個(gè)過(guò)程的輸出功率沒(méi)有顯著性變化。實(shí)驗(yàn)二中8名健康受試者左TC接受陽(yáng)極tDCS后完成75%最大功率騎行至力竭，結(jié)果顯示持續(xù)時(shí)間沒(méi)有顯著性增加。研究認(rèn)為陽(yáng)極tDCS不影響騎行表現(xiàn)和運(yùn)動(dòng)耐力。

2總結(jié)與展望

目前的研究結(jié)果顯示，陽(yáng)極tDCS可以提升受試者的肌肉力量、爆發(fā)力、反應(yīng)速度等人體運(yùn)動(dòng)能力，表明陽(yáng)極tDCS可以作為提高人體運(yùn)動(dòng)能力的新手段。但大多數(shù)實(shí)驗(yàn)的受試者都是普通人，缺乏專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員尤其高水平運(yùn)動(dòng)員為受試者的研究，因此陽(yáng)極tDCS是否能提高運(yùn)動(dòng)員各種運(yùn)動(dòng)能力還需要更多的原創(chuàng)性研究來(lái)探索。此外，多數(shù)實(shí)驗(yàn)直接研究陽(yáng)極tDCS能否提升某種運(yùn)動(dòng)能力，鮮有將陽(yáng)極tDCS與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相結(jié)合的研究來(lái)對(duì)比陽(yáng)極tDCS聯(lián)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與單獨(dú)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)能力提升的效果，未來(lái)需要加大這方面的研究力度。最后，現(xiàn)有的研究多為單次陽(yáng)極tDCS對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的即刻或1 h內(nèi)這樣的短時(shí)間效應(yīng)，缺乏長(zhǎng)期陽(yáng)極tDCS對(duì)運(yùn)動(dòng)能力影響的研究，長(zhǎng)期陽(yáng)極tDCS的效果如何還需要深入研究?？傊?，陽(yáng)極tDCS作為一種有潛力的增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力的新手段，未來(lái)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用空間。

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