權(quán)黎明

長期練習(xí)24式太極拳對(duì)中年人身體機(jī)能的影響

權(quán)黎明

目的：以多指標(biāo)綜合觀察長期練習(xí)24式太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)中年人身體機(jī)能的影響。方法：選取22名中年人為研究對(duì)象，其中11名為技術(shù)熟練者(SG)，11名為初學(xué)者(NG)。測量受試者的心率、呼吸率、頭皮腦電、表面肌電以及體適能。結(jié)果：數(shù)據(jù)表明，SG組受試者縱跳相對(duì)值(P<0.05)、閉目單腳站立時(shí)間(P<0.05)、坐位體前屈(P<0.01)以及仰臥起坐(P<0.05)顯著優(yōu)于NG組受試者。NG組受試者完成24式太極拳運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度似乎要小于SG組受試者。運(yùn)動(dòng)后靜息狀態(tài)時(shí)，SG組受試者表現(xiàn)出更高的心率(P<0.05)、更低的呼吸頻率(P<0.05)、閉眼狀態(tài)表現(xiàn)為更高的標(biāo)準(zhǔn)化α波段能量(P<0.05)。SG組受試者大腦中央?yún)^(qū)的α%顯著高于NG組受試者(P<0.05)，同時(shí)，SG組受試者大腦中央?yún)^(qū)的α%也顯著高于枕區(qū)(P<0.05)。下肢肌肉表面肌電數(shù)據(jù)表明，SG組受試者表現(xiàn)出更強(qiáng)的耐疲勞性和更好的神經(jīng)肌肉控制能力。結(jié)論：長期練習(xí)24式太極拳運(yùn)動(dòng)可以從多方面提高中年人的生理機(jī)能，尤其在改善腦功能和神經(jīng)對(duì)肌肉的控制能力方面。

24式太極拳；體適能；呼吸頻率；腦電；表面肌電；神經(jīng)肌肉控制

隨著年齡的增長，人體的各項(xiàng)身體機(jī)能會(huì)出現(xiàn)下降趨勢，而體育運(yùn)動(dòng)不僅可以提升人體的體能,還可以改善其精神狀態(tài)。太極拳運(yùn)動(dòng)是中國傳統(tǒng)的養(yǎng)生運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，有著良好的群眾基礎(chǔ)，其中，24式太極拳集合了其他太極拳的益處，在中國是最具代表性的一種太極拳運(yùn)動(dòng)種類。到目前為止，已經(jīng)有眾多關(guān)于太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)人體生理功效方面的研究，例如：心臟功能[4]、體能[11,22]、免疫機(jī)能[6]以及治療高血壓和心臟病[5]。另外，還有學(xué)者報(bào)道了太極拳運(yùn)動(dòng)可以使人放松精神、降低緊張和焦慮感[14，23]。Yeung等[23]人認(rèn)為，太極拳運(yùn)動(dòng)能有效地促進(jìn)心理健康，但是，其研究主要采用問卷調(diào)查法評(píng)價(jià)受試者的主觀感覺。到目前為此，使用客觀先進(jìn)的方法來評(píng)價(jià)太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)練習(xí)者大腦功能的益處的有關(guān)研究鮮有報(bào)道。例如：腦電技術(shù)，即使有些學(xué)者觀察了練習(xí)太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)練習(xí)者腦功能的影響，但是，也只是簡單地探討了安靜狀態(tài)下腦波的變化。很少有學(xué)者觀察練習(xí)者在太極拳練習(xí)過程中大腦的狀態(tài)以及神經(jīng)對(duì)肌肉的控制過程。

本研究在查閱文獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，有關(guān)太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)人體身體機(jī)能影響的研究主要是觀察太極拳的短期效應(yīng)，這并不足以揭示長期練習(xí)太極拳運(yùn)動(dòng)的生物功效。本研究將研究對(duì)象分為長期練習(xí)太極拳運(yùn)動(dòng)的熟練者與剛剛練習(xí)太極拳運(yùn)動(dòng)的初學(xué)者，將相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行比較以便深入揭示24式太極拳對(duì)中年人生理機(jī)能的影響，而且，本研究采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)太極拳的生理和心理學(xué)效應(yīng)。通過心率、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、呼吸率以及體適能測試揭示太極拳對(duì)生理功能和體能的影響；通過腦電指標(biāo)揭示對(duì)心理生理機(jī)能的影響；通過肌電描述大腦神經(jīng)對(duì)肌肉控制能力的影響。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以22名中年男、女為研究對(duì)象，其中，11名為太極拳技術(shù)熟練組(skilled group,SG；男6人，女5人)，11名為太極拳初學(xué)者組(novice group,NG；男5人，女6人)。實(shí)驗(yàn)前清楚告知受試者實(shí)驗(yàn)過程，且每一名受試者均為自愿參與本實(shí)驗(yàn)的研究。受試者的自然情況如表1所示。

表 1 本研究受試者自然情況

注：**表示與NG組相比，P<0.01，下同。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在受試者進(jìn)行太極拳練習(xí)前，先對(duì)兩組受試者進(jìn)行體適能及體脂成分測試。為了評(píng)價(jià)太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)中年人的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，在正式試驗(yàn)前使用功率自行車和氣體分析儀評(píng)價(jià)受試者的峰值攝氧量。

試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作做完后，開始正式試驗(yàn)，兩組受試者分別進(jìn)行整套的24式太極拳練習(xí)。在練習(xí)過程中，測試受試者的心率、呼吸頻率、腦電(EEG)、表面肌電(sEMG)。另外，在運(yùn)動(dòng)前、后的安靜休息狀態(tài)時(shí)，繼續(xù)測量受試者的心率、呼吸頻率以及EEG。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)器材與材料

體成分分析儀、32通道的Neuroscan無線腦電測量儀、表面肌電儀、全民體質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。

1.2.3 數(shù)據(jù)采集與分析

1.身高、體重、體脂百分比測試：利用身體成分分析儀通過生物阻抗法測量受試者的體重及體脂百分比。

2.體適能測試：使用國民體脂測試系統(tǒng)測試受試者的體適能指標(biāo)，主要包括：握力、縱跳、閉目單腳站立、坐位體前屈、仰臥起坐。為了消除影響因素，將握力和縱跳相對(duì)于體重進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即單位體重產(chǎn)生的力(N/kg)和克服單位體重的縱跳高度(cm/kg)。

3.心率、呼吸頻率、EEG以及sEMG數(shù)據(jù)采集：本研究要求所有受試者在開始24式太極拳運(yùn)動(dòng)前以及運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期時(shí)分別靜坐休息3 min。整套24式太極拳運(yùn)動(dòng)大約持續(xù)6 min。將運(yùn)動(dòng)前靜坐休息的3 min分為兩個(gè)時(shí)相：2 min的閉眼時(shí)相和1 min的睜眼時(shí)相。將運(yùn)動(dòng)后靜坐休息的3 min也分為兩個(gè)時(shí)相：1 min的閉眼時(shí)相和2 min的睜眼時(shí)相。

心率通過實(shí)時(shí)記錄受試者安靜以及運(yùn)動(dòng)過程中的原始心電信號(hào)進(jìn)行計(jì)算獲得，采用雙極導(dǎo)聯(lián)法采集心電，正極置于右側(cè)鎖骨正中線下1 cm，負(fù)極置于胸骨劍突下2 cm，參考電極置于左側(cè)鎖骨正中線下1 cm。首先，對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行30 Hz的低通濾波，以便去除運(yùn)動(dòng)過程中肌電干擾，然后，通過Matlab軟件根據(jù)R波出現(xiàn)的間期進(jìn)行心率計(jì)算，每隔30 s計(jì)算一個(gè)心率平均值，單位為(次/min)。

呼吸頻率(RR)以及EMG采用ME6000無線表面肌電儀記錄。其中，呼吸頻率通過長度形變傳感器測量，由呼吸波個(gè)數(shù)確定單位時(shí)間內(nèi)的呼吸次數(shù)，即呼吸頻率。每隔30 s計(jì)算一個(gè)呼吸頻率值，單位為(次/min)。

表面肌電選取股直肌、臀大肌、脛骨前肌以及腓腸肌內(nèi)側(cè)頭，采用雙極導(dǎo)聯(lián)，兩個(gè)記錄電極置于肌肉最大肌腹中心線上，兩個(gè)記錄電極的距離為2 cm，參考電極與兩個(gè)記錄電極成等邊三角形。對(duì)于肌電信號(hào)來說，取積分肌電(iEMG)作為肌電的評(píng)價(jià)指標(biāo)，時(shí)間窗口設(shè)置為0.1 s。另外，本研究取肌電信號(hào)的中值頻率(MF)觀察肌肉疲勞程度，時(shí)間窗口為30 s，即每隔30 s取一段肌電信號(hào)通過傅里葉轉(zhuǎn)換求出MF值。同時(shí)，為了減少個(gè)體差異對(duì)肌電iEMG 和MF的影響，將其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對(duì)于iEMG標(biāo)準(zhǔn)化來說，將每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的iEMG值除以在這段時(shí)間內(nèi)總的iEMG值，表示為總積分肌電的百分比。對(duì)于MF標(biāo)準(zhǔn)化來說，將每一個(gè)MF表示成為初始MF的百分比，即初始MF表示為100%。

腦電采用Neuroscan腦電采集系統(tǒng)進(jìn)行記錄，腦電電極主要選取覆蓋中央?yún)^(qū)的C3、C4以及覆蓋枕區(qū)的O1、O2。采用單極導(dǎo)聯(lián)法，參考電極設(shè)置為右側(cè)顳骨乳突。接地電極置于前額區(qū)Fz與Fpz之間。對(duì)于腦電來說，選取標(biāo)準(zhǔn)化的α%和β%作為觀察指標(biāo)。這種標(biāo)準(zhǔn)化處理的目的是為了消除不同個(gè)體自身腦電差異的影響。人體在正常情況下的腦波主要由δ波(0～3 Hz)、θ波(4～7 Hz)、α波(8～13 Hz)、β波(14～30 Hz)、γ波(30～50 Hz)組成。根據(jù)不同波形的生理意義，在本研究中主要觀察α波和β波的標(biāo)準(zhǔn)化功率百分比。計(jì)算方法如下：

α%=α/(δ+θ+α+β+γ)×100%

β%=β/(δ+θ+α+β+γ)×100%

每隔30 s計(jì)算一次α%和β%的平均值。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析

本研究使用社會(huì)學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。本研究中兩組受試者之間的比較使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，而同一指標(biāo)前后比較使用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。顯著性標(biāo)準(zhǔn)為0.05，所有數(shù)據(jù)使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

另外，本研究對(duì)效應(yīng)量(Effect Size,ES)進(jìn)行了標(biāo)記。效應(yīng)量指標(biāo)與顯著性檢驗(yàn)不同，它不受樣本容量影響，但可以反映處理效應(yīng)的程度。它在平均數(shù)檢驗(yàn)中表示的是兩組樣本分布總體的非重疊程度；ES值越大，重疊程度越小，效應(yīng)明顯；ES值越小則相反，說明效應(yīng)不明顯。ES值更能說明在實(shí)踐中人們所關(guān)心的受試群體之間的差異，而不僅是數(shù)據(jù)上的差異顯著問題。通常將ES<0.2視為小效應(yīng)，將0.20.8視為高等效應(yīng)。

2 結(jié)果

2.1 體適能指標(biāo)

表2是兩組受試者體適能指標(biāo)。盡管兩組受試者在握力相對(duì)值上沒有顯著性差異，但是，技術(shù)熟練組(SG組)受試者在縱跳相對(duì)值、閉目單腳站立時(shí)間(P<0.05)、坐位體前屈(P<0.05)以及仰臥起坐方面要顯著優(yōu)于初學(xué)者組(NG組)。同時(shí)這幾項(xiàng)指標(biāo)的效應(yīng)量值顯示，長期練習(xí)太極拳對(duì)練習(xí)者坐位體前屈指標(biāo)的影響最大。

表 2 受試者體適能指標(biāo)

注：* 表示與NG組相比，P<0.05，下同。

2.2 心率、呼吸頻率以及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度

圖1所示為兩組受試者平均心率和平均呼吸頻率周期的變化。SG組受試者呼吸頻率要顯著低于NG組，從數(shù)據(jù)來看，SG組受試者的呼吸頻率在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中、運(yùn)動(dòng)后分別為15.3±2.2次/min，22.4±2.4次/min和14.1±2.5次/min，而NG組分別為17.1±2.2次/min，24.7±2.7次/min和19.5±2.2次/min。盡管在運(yùn)動(dòng)前兩組受試者在呼吸頻率上并沒有顯現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但是，SG組受試者的呼吸頻率在運(yùn)動(dòng)前普遍低于NG組受試者，并且ES組值在0.2～0.3之間。SG組受試者的呼吸頻率在運(yùn)動(dòng)開始后的前1 min(P<0.05)及運(yùn)動(dòng)后的前2 min(P<0.05)顯著低于NG組。盡管兩組受試者在運(yùn)動(dòng)期間呼吸頻率都明顯上升，但是，NG組受試者的上升幅度要比SG組更明顯。反之，SG組受試者在運(yùn)動(dòng)過程中和運(yùn)動(dòng)后表現(xiàn)出更高的心率值(P<0.05)。SG組受試者在運(yùn)動(dòng)過程中平均心率值為137.8±6.4次/min(98～142次/min)，NG組受試者平均心率值為117.7±6.5次/min(92～126次/min)。

2.3 腦電波

圖2所示為兩組受試者運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中、運(yùn)動(dòng)后在睜眼和閉眼狀態(tài)下的α波和β波標(biāo)準(zhǔn)化功率百分比。從圖中可以看出，在太極拳練習(xí)過程中兩組受試者的α%相近，但是，SG組受試者在運(yùn)動(dòng)之前的安靜和運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的閉眼狀態(tài)下，α%顯著高于NG組受試者(P<0.05)。另外，對(duì)于β波功率來說，本研究并未發(fā)現(xiàn)兩組受試者之間存在顯著地統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但是，在運(yùn)動(dòng)過程中SG組受試者的β%要略高于NG組受試者。

圖 1 太極拳技術(shù)熟練組和初學(xué)者組受試者心率和呼吸頻率折線圖

圖 2 太極拳技術(shù)熟練組和初學(xué)者組受試者α波和β波的標(biāo)準(zhǔn)化功率折線圖

圖3所示為運(yùn)動(dòng)前安靜、運(yùn)動(dòng)中以及運(yùn)動(dòng)后安靜恢復(fù)期α%在中央?yún)^(qū)和枕區(qū)的變化情況。在運(yùn)動(dòng)前安靜狀態(tài)下，SG組受試者大腦中央?yún)^(qū)的α%顯著高于NG組受試者(P<0.05)。在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，NG組受試者枕區(qū)的α%顯著高于中央?yún)^(qū)(P<0.05)，而SG組受試者枕區(qū)和中央?yún)^(qū)沒有顯著差異。在太極拳運(yùn)動(dòng)練習(xí)結(jié)束后的休息狀態(tài)下，SG組受試者大腦中央?yún)^(qū)的α%顯著高于枕區(qū)(P<0.05)。

圖 3 太極拳技術(shù)熟練組和初學(xué)者組受試者不同腦區(qū)的α波標(biāo)準(zhǔn)化功率柱狀圖

2.4 表面肌電

圖4所示為兩組中各1名受試者做同一動(dòng)作時(shí)的一段時(shí)間內(nèi)下肢股直肌和臀大肌標(biāo)準(zhǔn)化的iEMG。如圖所示，SG組受試者的肌電活動(dòng)相對(duì)來說更加平滑，而NG組受試者的肌電活動(dòng)相對(duì)雜亂或不穩(wěn)定，尤其是臀大肌的這種差異表現(xiàn)得更為明顯。且此種差異也可以在其他受試者身上發(fā)現(xiàn)，因此，可以認(rèn)為這是一種共性的規(guī)律。

圖5所示為兩組受試者下肢股直肌經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后的MF(%)隨時(shí)間變化特點(diǎn)。從圖中可以看出，NG組受試者下肢股直肌表面肌電信號(hào)的MF(%)與太極拳的練習(xí)時(shí)間呈顯著負(fù)相關(guān)下降(r=-0.82，r2=0.68,P=0.000 9，ES=0.5)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中與初始值比較下降了-11%，而SG組受試者的MF(%)盡管也有所下降(r=-0.60,r2=0.37,P=0.04,ES=0.2)，但與初始值相比僅下降了5%，且其效應(yīng)量小于SG組受試者。

圖 4 太極拳技術(shù)熟練組和初學(xué)者組中各1名受試者下肢股直肌和臀大肌標(biāo)準(zhǔn)化的iEMG(%)示意圖

圖 5 太極拳技術(shù)熟練組和初學(xué)者組受試者下肢股直肌sEMG的標(biāo)準(zhǔn)化MF(%)變化示意圖

3 分析

3.1 體適能

本研究發(fā)現(xiàn)，SG組受試者在縱跳相對(duì)值、閉目單腳站立時(shí)間、坐位體前屈以及仰臥起坐方面要優(yōu)于NG組受試者。這與前人的研究結(jié)果基本一致[11,17]，研究發(fā)現(xiàn)，太極拳練習(xí)能夠使練習(xí)者下肢和腰部肌肉的伸肌/屈肌力量提高15%左右。太極拳運(yùn)動(dòng)以腰作為移動(dòng)中心，在一種半彎身式支撐狀態(tài)下移動(dòng)身體。這種移動(dòng)特點(diǎn)本質(zhì)上對(duì)下肢施加了一個(gè)中等負(fù)荷，有利于提高下肢或腰腹部的肌肉力量。另外，有研究表明，長期練習(xí)太極拳運(yùn)動(dòng)可以提高人體平衡能力[2,11]，這也是SG組受試者在閉目單腳站立方面表現(xiàn)得更優(yōu)秀的原因。而坐位體前屈除了與肌肉量有關(guān)外，也與太極拳運(yùn)動(dòng)中的牽拉動(dòng)作練習(xí)有關(guān)。Lan等[10]人發(fā)現(xiàn)，太極拳練習(xí)者與長期坐位者相比，軀干的伸展性更好。本研究成果再次證明，太極拳運(yùn)動(dòng)有利于發(fā)展中年練習(xí)者機(jī)體的靈敏性，柔韌性和肌肉力量。在本研究中上肢握力沒有顯著性差異的主要原因可能與太極拳運(yùn)動(dòng)主要依靠腰部和下肢運(yùn)動(dòng)為主有關(guān)，較少利用到抓握動(dòng)作，因此兩組受試者在握力方面沒有差異。

3.2 心率、呼吸頻率以及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度

SG組受試者在完成相同的24式整套太極拳運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度要大于NG組。這可能與SG組受試者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)作特征有關(guān)。視頻錄像發(fā)現(xiàn)，SG組受試者在整套動(dòng)作中注重身體始終處于一種低重穩(wěn)定的姿勢，而NG組受試者身體姿勢不穩(wěn)定。而且，從表面肌電iEMG的特征也能說明，初學(xué)者還沒有很好地掌握動(dòng)作要領(lǐng)，他們通常表現(xiàn)出忽高忽低地肌電幅值。而技術(shù)熟練組的受試者已經(jīng)掌握了動(dòng)作要領(lǐng)，動(dòng)作輕松、連貫，他們能熟練地控制下肢肌肉緩慢地進(jìn)行向心或離心收縮，同時(shí)保持軀干直立。

本研究發(fā)現(xiàn)，SG組受試者呼吸頻率在運(yùn)動(dòng)前普遍低于NG組受試者，盡管沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但是ES值在0.2～0.3之間，說明，長期進(jìn)行太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)練習(xí)者呼吸有中等效應(yīng)影響。另外，SG組受試者在練習(xí)過程中呼吸頻率低于NG組受試者，由于SG組受試者已經(jīng)能夠自如地控制運(yùn)動(dòng)，其將呼吸節(jié)律(腹式)與動(dòng)作相協(xié)調(diào)，這稱為“太極拳式呼吸(shadow-boxing-breath)”。“太極拳式呼吸”的典型動(dòng)作是屈體或收四肢時(shí)吸氣，而當(dāng)牽拉或向前移動(dòng)四肢時(shí)呼氣。腹式呼吸通常用于運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)放松緊張情緒的訓(xùn)練，或者用于建立身心合一的一種訓(xùn)練方法。鑒于太極拳運(yùn)動(dòng)過程中特有的腹式呼吸，長期練習(xí)太極拳運(yùn)動(dòng)可能會(huì)對(duì)情緒調(diào)節(jié)起到積極作用。

3.3 腦功能

EEG作為一個(gè)心理生理學(xué)變量，可以反映太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)身心放松和注意力調(diào)節(jié)起到的積極效果，本研究兩組受試者在運(yùn)動(dòng)過程中β%都有所上升。本研究結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)后α%顯著上升，這與其他有關(guān)運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦α/β波影響的研究結(jié)果一致[20]。但是，24式太極拳運(yùn)動(dòng)作為一種武術(shù)健身運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中要求練習(xí)者對(duì)肢體運(yùn)動(dòng)高度集中注意力，這會(huì)導(dǎo)致α波抑制，最終使β波比例增加。

太極拳運(yùn)動(dòng)與其他東方傳統(tǒng)身體鍛煉方法有所類似，像氣功的最終目標(biāo)是要達(dá)到一個(gè)特殊的精神境界，好比把自己融入到宇宙中。在本研究中，安靜睜眼狀態(tài)下兩組受試者基本表現(xiàn)出相同的α%變化模式，但在安靜休息和運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期時(shí)，SG組閉眼α%顯著高于NG組(P<0.05)，其部分原因可能是由于SG組受試者通常能夠在運(yùn)動(dòng)中深深陷入到沉思當(dāng)中或者能對(duì)自己的動(dòng)作高度集中，一般而言，這也是判斷一名高水平太極拳練習(xí)者的標(biāo)準(zhǔn)之一。在這種長年的高認(rèn)知狀態(tài)下，太極拳運(yùn)動(dòng)影響了練習(xí)者的EEG表現(xiàn)，從數(shù)據(jù)可見，長期的太極拳練習(xí)使SG組受試者達(dá)到了高效/快速的心理放松效果。而且，已經(jīng)有人將太極拳運(yùn)動(dòng)用于臨床腦功能損傷的治療中[12]，并取得了一定療效，而本研究的數(shù)據(jù)可能作為太極拳運(yùn)動(dòng)療法的理論基礎(chǔ)。

EEG的頻率成分通常被看作腦激活水平和生理狀態(tài)差異的一個(gè)指標(biāo)，低頻的EEG成分與大腦抑制和疲勞有關(guān)，而高頻成分與興奮有關(guān)，由于SG組受試者長年練習(xí)太極拳運(yùn)動(dòng)，無論從情感還是軀體上都產(chǎn)生了依賴。這種情感變化間接表明，24式太極拳能使長期練習(xí)者產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣。本研究認(rèn)為，SG組太極拳練習(xí)者產(chǎn)生更高的β%意味著他們可能處于一種更高的生理興奮狀態(tài)，即使在他們處于安靜狀態(tài)時(shí)。Cheng等[3]人研究發(fā)現(xiàn)，與普通人相比從事體育運(yùn)動(dòng)的人會(huì)產(chǎn)生更多的β波活動(dòng)。

一般來說，當(dāng)人體處于一種正常的生理狀態(tài)時(shí)，其枕區(qū)α波占優(yōu)勢。Kawano[7]和Sinakawa等[21]的研究分別發(fā)現(xiàn)，當(dāng)某領(lǐng)域?qū)＜壹凶⒁饬υ谧约旱念I(lǐng)域時(shí)，α波會(huì)從枕區(qū)擴(kuò)散到前額區(qū)或者與枕區(qū)同時(shí)出現(xiàn)。本研究也發(fā)現(xiàn)了一些特殊現(xiàn)象，即初學(xué)者α波主要出現(xiàn)在枕區(qū)，而長期練習(xí)者α波主要出現(xiàn)在中央?yún)^(qū)，由于在平時(shí)訓(xùn)練中練習(xí)者對(duì)自己的動(dòng)作要高度集中。SG組受試者的α波趨近于由大腦枕區(qū)向大腦中央?yún)^(qū)或前額區(qū)移動(dòng)，有學(xué)者認(rèn)為，大腦α波的移動(dòng)可能作為一種有效的評(píng)價(jià)注意力集中程度的因子[7,21]。本研究結(jié)果表明，24式太極拳運(yùn)動(dòng)可以作為一種注意力集中訓(xùn)練法來提高個(gè)體的注意力。

3.4 神經(jīng)肌肉控制功能

本研究選取分析了兩組受試者中具有代表性的股直肌和臀大肌的標(biāo)準(zhǔn)化iEMG(%)，從股直肌的肌電圖可以明顯地看出，SG組受試者的肌電平滑流暢，而NG組受試者表現(xiàn)為相對(duì)尖峰狀。SG組受試者的臀大肌肌電活動(dòng)表現(xiàn)得更加平穩(wěn)，而NG組受試者表現(xiàn)為突放式。這說明，技術(shù)熟練的太極拳練習(xí)者在完成動(dòng)作時(shí)神經(jīng)對(duì)肌肉的控制更加程序化，已經(jīng)形成了一種技術(shù)動(dòng)作動(dòng)力定型。

另外，本研究還觀察了兩組受試者在整套24式太極拳練習(xí)過程中的下肢肌肉耐疲勞能力。數(shù)據(jù)表明，NG組受試者下肢股直肌肌電信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化的MF顯著下降，盡管SG組受試者標(biāo)準(zhǔn)化的MF也顯著下降，但是，NG組受試者的下降程度更為明顯，且效應(yīng)量值也更大。在肌電信號(hào)分析中MF可以反映機(jī)體局部肌肉的疲勞程度，MF下降說明肌電的低頻成分增加，機(jī)體出現(xiàn)疲勞[4]。目前認(rèn)為，MF下降主要是因?yàn)榧∪馐湛s時(shí)產(chǎn)生的血乳酸解離出來的H+使肌細(xì)胞膜上的動(dòng)作電位傳導(dǎo)速度下降導(dǎo)致的[13]。本研究顯示，長期練習(xí)太極拳的SG組受試者M(jìn)F變化程度小，說明其肌肉收縮的耐疲勞能力強(qiáng)，其原因可能是因?yàn)槭茉囌咴陂L年練習(xí)太極拳運(yùn)動(dòng)過程中使下肢肌肉的慢肌纖維成分選擇性增加。慢肌纖維具有持續(xù)收縮時(shí)間長、強(qiáng)度小以及抗疲勞能力強(qiáng)的特點(diǎn)，而太極拳運(yùn)動(dòng)恰好符合這種運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。所以，SG組受試者在整套24式太極拳運(yùn)動(dòng)過程中主要募集的是慢肌纖維，而慢肌纖維收縮又主要以有氧代謝方式供能，其代謝產(chǎn)物不產(chǎn)生血乳酸，相對(duì)較少地動(dòng)員快肌纖維就可以完成任務(wù)，因此，MF降低程度小。而NG組受試者在整套太極拳練習(xí)過程中初始動(dòng)員的慢肌纖維疲勞后開始大量動(dòng)員快肌纖維，而快肌纖維收縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生乳酸，所以其MF值顯著下降。

4 結(jié)論

24式太極拳運(yùn)動(dòng)能提高或保持中年人身體的平衡能力、柔韌性、肌肉力量以及肌肉抗疲勞能力，它作為一種中等強(qiáng)度的有氧鍛煉對(duì)練習(xí)者的身體會(huì)產(chǎn)生良好的效果，而且長期練習(xí)24式太極拳能使練習(xí)者的腦功能得到更好地改善。

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Study on Physiological and Psychological Effects of Long term 24-style Tai Chi Chuan Exercise on Middle-aged People

QUAN Li-ming

Objective:To observe physiological and psychological effects of 24-style Tai Chi Chuan exercise on the middle-aged people.Methods:22 healthy middle-aged people participated in this study,which were divided into skilled group (SG,n=11) and novice group (NG,n=11).The heart rate,respiratory rate,exercise intensity,scalp electroencephalography (EEG),surface electromyography (sEMG),and physical quality test were combined to evaluate the physiological and psychological effects of 24-style TCC on the middle-aged people.Results:the results indicated that subjects in the SG had higher value in relative vertical jump (P<0.05),stand on one leg with closed eyes (P<0.05),sit-and reach (P<0.01),sit-ups (P<0.05) than those in the NG.And the exercise intensity of 24-style Tai Chi Chuan seemed to be higher for subjects in the SG than those in the NG.Subjects in the SG showed higher value in heart rate(P<0.05),lower RR intervals (P<0.05),higher normalized α-band power (P<0.05) during eye-closed period after exercise.The subjects in the SG presented higher α% power in the central areas of brain during pre-exercise rest (P<0.05).And α% power in the central areas of brain for the subjects in the SG was higher than occipital areas of brain.The sEMG data of lower limb muscle demonstrated that subjects had stronger resistant-fatigue during TCC exercise in the SG.Conclusion:the data indicates that the 24-style TCC could improve the physiological benefits in middle-age people,especially in brain function and capacity of neuromuscular control.

24-styleTaiChiChuan(TCC);physicalfitness;respiratoryrate;electroencephalography(EEG);surfaceelectromyography(sEMG);neuromuscularcontrol

1002-9826(2016)05-0068-07

10.16470/j.csst.201605010

2015-10-01；

2016-05-29

權(quán)黎明(1974-)，男，山西新絳人，副教授，碩士，主要研究方向?yàn)槲湫g(shù)理論與方法,Tel：(0357)3016075,E-mail:quanliming197401@163.com。

山西師范大學(xué) 體育學(xué)院，山西 臨汾 041000 Shanxi Normal University,Linfen 041000,China.

G852.11

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