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　　1.3慢电位

　　使用大脑慢电位（slowpotentials，SPs）的研究已经证实了步枪射击和打高尔夫球的运动准备期，运动员认知心理、生理加工过程和大脑活动之间的关系。步枪运动员在射击中采取站立的姿势，使用时间锁时（time-locked）EEG记录SPs。SPs和MRCPs在记录时段和任务要求上存在差异。在扣动扳机前6～10s分析SPs，而MRCPS是在肌电产生前的2～3s记录的。记录SPs的优势在于它们比MRCPS有更长的持续时间，并且它们是与运动输出和感觉输入即刻的加工过程相关的ERPs。在基线出现之前持续增加的SPs负电位是运动准备的反应，而不断增加的正电位则反映了神经肌肉活动的抑制过程。

　　芬兰Konttinen等[20]的研究证实了优秀射击选手和一般选手SPs的差异。优秀射击选手在步枪射击的运动准备期身体摇摆幅度较小，在前额电极（Fz）正电位更大，而一般选手在中央电极（C3和C4）存在单侧性负电位变化。这些研究结果暗示了优秀射击选手和一般选手运动认知加工过程的差异。

　　1.4解剖学研究

　　神经生理学和神经影像学研究已经表明，人类在通过短期的运动技能训练，就会产生大脑运动相关皮层区域的神经激活。另外，研究运动员和非运动员大脑结构的差异对于检测神经可塑性和长期训练的效应是较为常用的。

　　Park等[21]研究19名男性篮球运动员和20名非运动员的全脑容量和全部及相关的皮层容量，没有发现任何组间差异，但是，随后对同一被试进行了额外的分析发现，篮球运动员比非运动员有更发达的小脑蚓部小叶（vermianlobules）VI-VII（小坡、叶片、结节）。这些研究结果表明，长期的运动训练和运动技能操作可能调节人类小脑蚓部小叶的结构可塑性。

　　运动员大脑的解剖学结构的推断很多都是由对音乐家的大脑研究得来的。有研究表明，音乐家和非音乐家的胼胝体结构、脑回、额下回（IFG）、颞平面（PT）、布罗卡区和小脑存在结构差异。另外，Amunts等[22]报告右利手键盘手有一个MI的左右半球对称，在中央沟边缘、中央前回的后囟壁比非音乐家长。

　　实际上，通过比较大量的关于音乐家大脑特点的解剖学研究就会发现，能证明运动员大脑特点的研究结果很少，所以，未来的研究应该进一步弄清楚运动员由于长期训练造成的大脑结构的变化。例如，和足球运动员的脚有关的MI和SI的大脑结构是怎样的？类似这样的问题应该研究。

　　2运动员大脑对外部刺激的反应电位

　　在该部分我们将比较运动员和非运动员对外部的视觉，躯体感觉、听觉刺激等的大脑反应。目前多数的研究已经使用EEG获得了刺激开始后的感觉诱发电位（sensoryevokedpotentials，EPs）。一般来说，人们很容易假设运动员和非运动员的波幅和潜伏期的差异，然而，这种差异却并不总能被观察到。

　　2.1视觉诱发电位

　　视觉诱发电位（visualevokedpotentials，VEPs）可以用来研究中枢视觉通路的视觉认知加工过程。一些论文已经报告了运动员和非运动员VEPs的波幅和潜伏期的差异。Delpont等[23]记录了24名网球运动员、24名皮划艇选手和24名非运动员（控制组）的VEPs。结果表明，网球运动员比控制组和皮划艇选手的P100潜伏期短，并且对24名壁球运动员的实验研究也得到了类似的结果。这些结果表明，球类运动的长期身体训练调节着视觉认知加工过程。另外，对击剑运动员的研究也得出了类似的结果[24]，而Magnié等[25]的研究却发现自行车运动员和非运动员之间的VEPs没有显著性差异。

　　zmerdivenli等[26]比较了9名女性和7名男性排球运动员及9名女性和7名男性非运动员的VEPs。结果发现，女性运动员和非运动员的N145成分的峰潜伏期和P100成分的峰波幅存在显著性差异。Del等[27]研究了17名专业空手道运动员、14名业余运动员和15名非运动员在观看篮球图片和空手道攻击图片时的VEPs。结果显示，非运动员在观看2种图片之后（刺激后300～800ms）的晚VEPs成分没有显著性差异。业余空手道运动员在空手道攻击图片刺激后的300～450ms的VEPs波幅显著低于篮球图片刺激后的波幅。专业空手道运动员在观看空手道攻击图片刺激后的300～450ms的VEPs的波幅比观看篮球图片刺激后的波幅出现了更为显著的降低，但是在刺激呈现后的800ms却出现了更大的升高。以击剑和空手道攻击图片为刺激材料的10名击剑运动员的研究结果也与此类似。

　　这些研究结果表明，优秀运动员（球类、击剑、空手道）视觉认知加工的神经活动受视觉通路的调节，这种神经调节机制或许是因为某些运动项目的特殊要求。皮划艇和自行车项目并不要求对视觉刺激的快速反应，所以，在研究中并没有发现这种调节机制。

　　2.2躯体感觉诱发电位

　　时间锁时EEGs对躯体感觉刺激的评价，是研究人类躯体感觉系统的有效方法之一。例如，躯体感觉诱发电位（somatosensory-evokedpotentials，SEPs）是电刺激之后的末梢神经电位。当正中神经在手腕被刺激时，短潜伏期的电位就能够在大脑的皮质下区域产生，这些电位是潜伏期20ms左右出现的负波N20[28]。

　　Murakami等[29]分析了7名足球运动员、手球式墙球和非运动员的SEPs、脊髓SEPs和高频振动（HFOs）。HFOs是在500～800Hz带通滤波器（bandpassfilter）的条件下记录的，HFOs起源于SI的布罗德曼氏区3b（Brodmann’sarea3b），是由丘脑投射纤维的突触前活动和3b区的中间神经元抑制活动构成的[30]。对足球运动员后囟胫骨神经刺激诱发P37-N45成分的波幅显著大于非运动员，而手球式墙球运动员由正中神经刺激诱发的N20-P25成分的波幅也显著大于非运动员。足球运动员起源于囟胫骨神经的HFOs的负峰数量和手球式墙球运动员起源于正中神经的HFOs的波幅显著大于非运动员，而脊髓SEPs在3组间没有显著性差异。

　　这些研究表明长期的运动训练所导致的躯体感觉皮层的可塑性变化与运动项目有关，而且运动员的这些变化主要集中在初级躯体感觉皮层（SI）的3b区，在脊髓水平并没有出现这些变化。另外，还有3个针对音乐家的躯体感觉加工过程的研究，这些研究使用EEG技术和MEG（脑磁图）技术记录了SEPs。

　　上述研究表明，长期的运动训练导致手部SI特定代表区发生神经可塑性变化。未来的研究应该着眼于解决运动员躯体感觉加工过程的争议问题。首先，目前大量的研究仅集中产生于SI3b区的SEPs的N20成分上，并没有分析P25、N35、P45、N60和前额N30这些成分，未来研究应该进一步分析运动员与非运动员在这些成分上是否存在差异。第二，未来的研究应该探寻二级躯体感觉皮层（SII）的特点，因为SII与注意、决策、痛觉和非痛觉信息的整合输入等更高级的认知功能有关。第三，虽然前面的一些研究已经使用MEG探寻了音乐家的手指SI特定代表区，但是没有任何研究对运动员的这种大脑皮层代表区进行功能定位，这有待于今后进一步研究。

　　2.3脑干听觉诱发电位

　　脑干听觉诱发电位（brain-stemauditoryevokedpotentials，BAEPs）被用来评价脑干的听觉和临床状态，特别是对有听力损耗危险的婴儿。这些电位变化可以在听觉刺激开始后10ms左右被记录到，它们是由5个波构成的。BAEPs的发生器包括耳蜗神经起始端的I波，耳蜗神经和耳蜗核的颅内部分的II波，梯形体III波及横向圆角的IV波和V波。经文献检索可知，目前仅有2个研究比较了运动员和非运动员的BAEPs。

　　Martin等[31]首次报告了运动员的BAEPs，他们以24名网球运动员、24名皮划艇选手和24名非运动员为研究对象，测量了潜伏期、峰间潜伏期（IPLs）和波I-V的波幅。结果表明，网球运动员和划艇运动员的波III-V的潜伏期比非运动员短，潜伏期变短表明上级橄榄复合体的突触传导时间变短，说明BAEPs和运动训练有关。

　　我们建议未来的研究要想探寻运动员和非运动员的可能的神经加工机制，必须将BAEPs的中、长潜伏期，特别是N100（N1）成分和脑干结合起来进行分析。N1成分出现在听觉刺激呈现后的100ms，分布在头皮前额中央，与更高级的听觉加工过程的神经活动有关。今后应当加强对运动员和非运动员的听觉皮层反应的研究，因为听觉信息加工在感知运动技能操作中扮演着重要的角色，特别对于诸如跳舞及球类运动等运动项目更是如此。

　　3采用高时间、空间分辨率技术研究运动员的大脑

　　3.1EEG光谱功率

　　对于气手枪、步枪、射箭、飞镖等运动项目而言，在应激情境下如何在“预射”期将注意集中在靶子上对于获得最佳运动成绩至关重要。EEG采集到的光谱功率（EEGspectralpower）可以用来研究射击、射箭等活动预射期的神经活动。一般来说，在运动准备期和随意的自定节奏的运动执行期alpha（大约8～12Hz）和beta（大约14～30Hz）频段在感觉运动皮层区的振幅减小。这一现象与事件相关去同步化作用（event-relateddesynchronization，ERD）有关。特别是alpha节律（alpharhythms）已经被认为是运动员认知加工过程的重要指标。预射期枕叶的alpha功率反应为我们提供了射击操作要求的视觉信息加工数量的重要指标。

　　一些EEG光谱功率的研究已经发现运动员和非运动员之间的差异。Del等[32]研究了18名气手枪和10名非运动员的气手枪射击操作，结果发现在整个头皮区域，运动员比非运动员的低频和高频alpha事件相关去同步化波幅小，运动员高分射击的高频alpha事件相关同步化（event-relatedsynchronization，ERS）波幅比得低分射击的波幅大。这些差异在其他任务中也得到了证实，例如步枪射击、表象高尔夫推杆入洞过程，睁眼或闭眼安静站立及观看录像等。

　　建议今后的研究应该使用生物反馈技术来提高新手（非运动员）的运动信息加工能力。例如，Babiloni等[33]对专业高尔夫运动员在推杆入洞时的EEG光谱功率进行了分析，结果发现成功的推杆动作在右手和手臂初级感觉运动区的前额中线位置的高频alpha功率（10～12Hz）比不成功的推杆动作的更小，而且alpha功率下降的幅度越大，不成功的推球动作错误就越少。这一研究结果说明，对于新手而言也能够使用alpha功率来评价他们的操作绩效。因此，使用EEG光谱功率的生物反馈帮助提高训练期间新手的操作绩效是今后比较有意义的研究方向。