經顱直流電刺激對單手肩上投籃準確性影響的實驗研究

摘要：目的：探討經顱直流電刺激對單手肩上投籃準確性的影響。方法：實驗對象隨機分為實驗組和對照組。實驗組進行經顱直流電刺激干預，對照組進行假刺激干預。在實驗的前、中、后期進行投籃測試和統計學分析。結果：干預8周后，與對照組相比，實驗組定點跳投準確性極顯著增加（plt;0.01）；運球急停跳投、一分鐘記時跳投成績也存在上升趨勢，但沒有顯著性差異（pgt;0.05）。結論：經顱電刺激干預對受試者單手肩上定點跳投準確性改善效果非常顯著，對運球急停跳投、一分鐘記時跳投準確性也有一定的改善作用。

關鍵詞：經顱直流電刺激；籃球；單手肩上投籃；準確性

Experimental Study on the Influence of Transcranial Direct Current Stimulation on the Accuracy of One-handed Shoulder Shot

LIU JieSUN Wei ZHANG HaoxinWU Yuxiang CHEN Lin*

School of Physical Education， Jianghan University， Wuhan ，Hubei Province，430000China

Abstract： Objective： To investigate the effect of transcranial direct current stimulation on the accuracy of one-handed shoulder shooting. Methods： The subjects were randomly divided into experimental group and control group. The experimental group received transcranial direct current stimulation intervention， and the control group received spurious stimulation intervention. The shooting test and statistical analysis were carried out before， during and after the experiment. Results： After 8 weeks of intervention， the accuracy of fixed-point jump shot in experimental group was significantly increased compared with control group （plt;0.01）. The scores of quick stop jump shot and one-minute jump shot also showed an upward trend， but there was no significant difference （pgt;0.05）. Conclusion： Transcranial electrical stimulation has a significant effect on the accuracy of one-handed shoulder spot jump shot of the subjects， and also has a certain effect on the accuracy of the quick stop jump shot off the dribble and the one-minute time counting jump shot.

KeyWords：Transcranial direct current stimulation; Basketball; One-handed shoulder shot; Accuracy

1引言

如何提高投籃準確性一直是籃球運動訓練中的核心問題。經顱直流電刺激（transcranial direct currentstimulation，tDCS）可以輔助提高技能習得的速度和準確性，但目前缺少復雜運動技能學習的應用證據。因此，本文設計實驗，探討tDCS對單手肩上投籃命中率的影響，為提高投籃命中率提供新的輔助訓練手段和新思路，同時也為tDCS多關節復雜運動的應用，提供實踐依據。

2研究背景

在籃球比賽中，投籃命中是唯一的得分方式，籃球場上一切技術，戰術的運用，其目的都是為了創造更多，更好的投籃機會，力爭投中得分，球員的投籃命中率直接影響比賽的勝負。因此在籃球運動教學與訓練中，如何提高投籃準確性，一直是籃球運動教學與訓練中的核心問題。

在訓練中使用輔助器材可以使訓練更加精確化，科學的使用輔助器材能夠對當今的運動訓練產生深遠影響。通過對籃球項目輔助器材的研究，研究者發現在學習、訓練和鞏固對過程中，輔助器材對于學習和掌握投籃技術是必要的一環。經顱直流電刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）是一種無創、安全的神經調控技術，將tDCS儀的正、負極置于大腦頭皮形成閉合回路，通過產生微弱的直流電刺激大腦皮質特定腦區，調節大腦皮質的神經活動和興奮性，從而保證運動員神經活動處于興奮狀態。相關學者利用tDCS開展了較多實驗性研究，已經證明了tDCS對提升人體肌肉力量，延緩身體疲勞和促進運動技能的學習有著關鍵性作用，該技術還可以增強大腦與肌肉的連接性，有效提高運動過程中肌肉的協調性，從而提高運動成績。有研究表明，單次的tDCS可以有效地提高高爾夫運動員擊球效果，可作為調整競技狀態，改善運動表現地新方式。美國滑雪與雪板協會在2016年首次開始嘗試將tDCS技術運用到冬奧會選手的訓練中去，以加速這些運動員專項技能，這也充分說明了這項技術的應用開始從實驗室走向了競技場。上海體育學院的劉宇也正在開展關于tDCS技術及其在提升運動表現中的應用的相關研究。

不難發現，tDCS結合其他的運動學習手段可能會更好提高技能習得的速度和準確性。但目前基于tDCS技術的研究，采取的任務評價設置較為簡單，缺少多關節、多維度復雜運動技能的學習的證據。

因此，本文設計實驗，探討tDCS對單手肩上投籃命中率的影響，為如何提高投籃命中率提供新的輔助訓練手段和新思路，同時也為tDCS擴大到多關節、多維度復雜運動的應用范圍，提供實踐依據。

3研究方法

3.1實驗對象

本研究共招募50名在校男大學生作為研究對象，根據（身高、體重、BMI、投籃測試指標）剔除差異較大的學生，最終選取了30名籃球運動員為實驗對象，均為院隊籃球運動員，年齡18-22周歲。

納入標準：（1）身體健康狀態良好，無運動型傷病、重大疾病；（2）近3個月未服用過精神類或鎮定類藥物；（3）無皮膚過敏，體內金屬植入物等經顱直流電刺激禁忌癥；（4）實驗前，受試者先告知本實驗的目的，實驗流程以及注意事項，在自愿的情況下參加本實驗并簽署知情同意書^[1]。

3.2實驗儀器

本研究使用tDCS儀（如圖1所示），采用腦超頻二代（中國杭州），用于受試者刺激干預，主要專注于進行投籃訓練時，增加運動皮層興奮性，增強注意力，協調上肢運動的肌肉記憶和維持能力。

3.3籃球投籃訓練方案

3.3.1定點遠距離連續跳投投籃

方法：2人1球，1人連續投籃，另1人揀球傳球，從籃板斜對角45度角和90度角各投20次，投籃后2人交換，每次訓練10min。

3.3.2自投自揀連續跳投投籃

方法：每人1球，自投自搶，固定一點或兩點投籃，規定投籃時間10min一組，每次訓練10min。

3.3.3移動接球投籃

方法：球員成一路縱隊站在三分線在的場中位置，除排頭球員，其他球員均持球，排頭球員向右側移動接到后面一位球員的傳球后投籃，投完籃立刻搶籃球運球至隊尾，下一位隊員向左側移動接到后面的一位球員的傳球后投籃，投完籃立刻搶籃板運球至隊尾，按照上述訓練步驟反復進行練習，每次訓練5mis^[2]。

3.4 tDCS干預方案

根據現有的研究并結合實驗目的結合確定經顱直流電刺激的方案，實驗周期為8周，一周干預3次，共計24次干預，電流強度設置為2mA，時間設置為20mis，刺激區域為大腦初級運動皮質區，假刺激電方案電極放置于真刺激一致，每名受試者測試前要更換運動裝備（背心、短褲和鞋），并且還要在實驗前進行5min的熱身，在放置電級之前，先用生理鹽水將電極中的海綿片浸濕以降低電極與頭皮之間的阻抗，用鹽水擦拭頭皮以降低刺激過程皮膚的不適感，將陽極貼敷在受試者右側初級運動皮質區（M1），將陰級貼敷在受試者左側上眼眶的位置，使用彈力綁帶將電極與皮膚緊密貼合在一起，受試者安靜的坐在椅子上，在刺激的過程中詢問受試者是否感到不適，如果出現不良反應第一時間停止干預，在完成真刺激干預任務后即刻進行投籃訓練練習^[3]。

假刺激方案對照組采用經顱直流電刺激儀自帶的假刺激模式，無人工干預在開始和結束有30s電漸升和漸將電流，為了模擬真刺激，防止研究結果出現假陽性，在完成假刺激干預任務后即刻進行投籃訓練練習。

3.5實驗測試指標

3.5.1定點跳投測試：

要求籃球運動員從籃板斜對角45度角和90度角進行測試，待運動員穩定后，其他隊員傳球給測試對象，受試者接過球進行跳投，每個點位總計3次測試，共投籃30次，測試要求運動員接球后必須立即跳投投籃，否則成績作廢^[4]。

3.5.2運球急停跳投：

要求在三分線外接球，將球運到籃板左右45度角進行跳投，每個點進行10次投籃，總計3次測試，記錄最好一次測試成績。

3.5.3一分鐘記時跳投：

距離籃圈中心點5.5--6m之間，在1分鐘時間進行跳投測試，在每次跳投之后由自己搶籃板，然后將球運到規定投籃點進行投籃，每位參與測試運動員完成3次測試，記錄最好的一次作為測試成績^[5]。

4實驗結果

4.1受試者基本情況組間對照

研究結果提示（如表1所示），對照組與實驗組在實驗開始前，基本情況組間無顯著性差異。

4.2投籃準確性組內前后對比研究

4.2.1實驗組干預前、后投籃準確性差異分析

根據表2可知，實驗組干預前后投籃準確性結果如下：與干預前相比，8周干預后，定點跳投、運球急停跳投、一分鐘計時跳投命中次數均有極顯著提升，其中定點跳投命中次數由干預前的10.80±3.83提升到20.80±3.89，運球急停跳投命中次數由干預前的6.07±1.34提升到10.93±3.13，一分鐘計時跳投命中次數由干預前3.80±2.14提升到8.60±2.42，都具有顯著性差異（Plt;0.05）^[6]。

4.2.2對照組干預前、后投籃準確性差異分析

根據表3可知，對照組干預前、后投籃準確性結果如下：與干預前相比，8周干預后，定點跳投、一分鐘計時跳投命中次數均有極顯著提升（P＜0.01），運球急停跳投命中次數有顯著性提升（P＜0.05）。其中定點跳投命中次數由干預前的11.20±2.90提升到16.53±4.01，運球急停跳投命中次數由干預前的7.07±3.09提升到9.93±2.67，一分鐘計時跳投命中次數由干預前4.13±2.12提升到7.27±2.17。

4.2.3干預后投籃準確性組間差異研究

根據表4可知，經過8周的干預，和對照組對比，實驗組定點跳投命中次數的提升具有極顯著性差異（Plt; 0.01），運球急停和一分鐘計時跳投投籃命中次數均有一定增長，但是差異不顯著（Pgt;0.05）。

5討論

隨著社會的發展，以tDCS為代表的智能技術，為籃球運動智能化訓練的發展提供了更多的可能性，國內外針對此領域的研究較少，仍處于探索階段，傳統的單手肩上投籃訓練手段比較單一，在籃球訓練中只注重大重量和重復的練習，在訓練過程中對于輔助器材使用很少，已經無法滿足運動員身體素質的需求，tDCS作為一種新型有效、充滿前景的非侵入性神經調控技術，具有無創、安全、便攜、自動精準等性能，通過調節神經元的靜息膜電位改變大腦皮層興奮性。，在運動訓練中應用，能夠保證運動員運動訓練和經顱電刺激同時進行，實現最大效率地提高運動員運動能力。

本研究通過實驗發現單手肩上投籃訓練無論是否結合經顱直流電刺激干預均可提高投籃準確性，但是結合經顱電刺激干預后對受試者定點單手肩上跳投命中次數改善最佳，具有顯著差異，證明該實驗運用經顱直流電刺激結合傳統的投籃訓練的思路是有重要價值的，雖然在運球急停跳投、一分鐘記時跳投這兩個指標中沒有表現出顯著差異，但是從數據上來看，是存在上升趨勢，可作為增強投籃準確性的輔助手段。運用在訓練、比賽中促進運動表現的提升。當然，本研究仍有不足，例如，本研究中運球急停跳投、一分鐘記時跳投時，可能存在諸多外界影響因素，會受到身體素質、投籃時機、心理狀況等一系列影響，經顱直流電刺激的效果不明顯可能和沒有使用個性化刺激方案、以及人數不夠多、控制實驗的時間不夠長也有一定的關系，在未來的研究中可以增加實驗的人數，根據不同的受試人群設置個性化的刺激時長、刺激強度，可能會達到更理想的效果。在未來研究中需要重點關注，tDCS其刺激參數和刺激位置的選擇和刺激時刻和體育訓練方案合理結合。

參考文獻

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[6]吳澤鑫.高校籃球運動員投籃準確性與運動感知覺能力的相關性研究[D].廣州：廣州體育學院，2021.

作者簡介：劉潔（2001—），女，漢族，本科在讀，研究方向為籃球運動技能的訓練與提高。

吳鈺祥（1983—）男，漢族，博士，教授，研究方向為運動人體科學。

通信作者：陳琳（1972—），女，漢族，博士，教授，研究方向為運動人體科學，郵箱：hdycl@126.com。

基金項目：2023年度湖北省大學生創新創業計劃項目（編號：S202311072034），江漢大學2023年度大學生科研重點項目（編號：2023zd067）。