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元同步化活動效果，降低太極拳練習的神經作用。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活動的變化，不能延續到練習后的閉眼靜坐過程。

關 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，研究結果就各異。如龔云[1]、馬安東[2]、溫左惠[3]將經常從事太極拳練習者安靜時的相關指標與一般人的進行比較，揭示太極拳練習對人的神經過程的影響。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]對優秀太極運動員、一般運動員、專家共計18人的研究發現，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，發生變化的腦區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。但排除無關因素對研究結果的影響等問題，在以往的相關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，就現有的相關研究結果，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。由于頭發特點和其它原因，3名被試者（2男1女）導聯在練習中脫落，腦電數據不完整，最后只有6名被試者的腦電數據可用。

1.2 研究方法

1）腦電和心率數據的采集和處理。

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電極導聯定位標準，省去Fz、Cz和Pz導聯，安放Fp1、Fp2、F7、F8、F3、F4、T3、T4、C3、C4、T5、T6、P3、P4、O1、O2、A1和A2導聯，靜坐20 min后，連接美國Cadwell實驗室2004年開發生產的Ambulatory2動態腦電記錄盒（輸入阻抗：1 000 MΩ，采樣率：3 200 Hz/通道；A/D轉換率：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束）標記方式采集和記錄被試者從實驗開始到結束共6個時段（具體見實驗過程）的腦電數據。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）公司生產的腦電分析系統（Analyzer）對采集到的腦電數據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、身體運動時產生的肌電活動等非腦電成分）、各導聯基本波形分析和對比、輸出各導聯不同波頻的總功率值（?v2）和對比結果圖。

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、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后結束實驗。

3）數據的統計分析。

被試者太極拳練習前、后心率的比值（運動量指數）和實驗過程不同時段的不同腦電波功率均值呈現的差異，借助統計軟件（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）分別為1.428 3±0.064 6、1.441 7±0.037 6，方差分析結果：兩種運動量指數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腦電波變化相似，但腦電各波段的功率均值比較結果表明，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。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，不同速度運動產生的量的差異就不明顯，其運動量指數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明顯的差別。

根據相關研究，一般情況下，腦電波隨大腦皮層不同的生理情況而變化[10]。當有許多皮層神經元的電活動趨于一致時，就出現低頻率高振幅的波形，這種現象稱為同步化波（synchronous wave），也稱慢波；當皮層神經元的電活動不一致時，就出現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，由低振幅的快波轉化為高振幅慢波時，則表示抑制過程加深。另外，單個神經元的突觸后電位變化微弱不足以引起皮質表面的電位改變，必須有大量神經元同時發生突觸后電位時才能同步起來，引起明顯的電位改變。當向大腦皮質傳人沖動頻率顯著增加時，可引起去同步化，出現高頻率低振幅的快波；反之，當向大腦皮質傳人沖動減少時，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，練習者的神經控制逐漸朝“向我”發展的同時，有意識地阻斷“非我”的外來刺激，不斷純化皮層神經元的活動，經過這樣多次反復的訓練，皮層神經元的活動日趨同步，形成可以誘發強大的皮層低頻率高振幅的慢波電活動狀態。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元同步化活動狀態受到干擾，同步化活動的神經元數量減少，導致同步化波（慢波）的功率下降。可見，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元同步化活動效果，降低太極拳練習的神經作用。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活動的變化，不能延續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、精神系統及感覺器官[M]. 上海：上海交通大學出版社，2010：196-201.endprint