吳梅婷 林嶺 李克雪 吳燕

1 寧波市體育訓練工作大隊（寧波315500）

2 寧波大學體育學院（寧波315211）

3 杭州高級中學（杭州310021）

4 安徽職業(yè)技術學院（合肥 233030）

運動員在長期大負荷、高壓力的訓練競賽過程中會產(chǎn)生各種生理及心理疲勞現(xiàn)象，生理疲勞又分為中樞疲勞和外周疲勞。中樞性疲勞（也稱為腦疲勞）一般是指因為腦力負荷大而導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能下降或紊亂而呈現(xiàn)出的腦疲勞現(xiàn)象[1]。運動員中樞疲勞除了主要與訓練負荷較大有關外，可能與運動員在訓練過程中的復雜且高強度的認知負荷有關。在訓練或比賽過程中，運動員要面對記憶、注意、判斷、選擇等各種認知任務，長時間承受較大負荷的復雜認知任務會引起運動員中樞疲勞。有關實驗研究發(fā)現(xiàn)認知操作任務可以有效誘發(fā)運動員中樞疲勞，并伴發(fā)有關腦電、事件相關電位（event-related potential，ERP）等神經(jīng)生理指標的變化及認知能力的下降[2-5]。Acworth 最早提出5-羥色胺可能是導致中樞疲勞的神經(jīng)遞質[6]。基于動物實驗研究，關于運動負荷引起的中樞疲勞機制基本已經(jīng)達成共識[2-5，7-8]。而過往的研究由于缺乏針對人體的、無創(chuàng)的、有效的神經(jīng)遞質檢測手段，導致目前尚缺乏認知性中樞疲勞神經(jīng)遞質機制的人體實驗研究證據(jù)。

目前各領域關于中樞疲勞現(xiàn)象及機制研究的主流技術是神經(jīng)生理技術，如ERP、功能性磁共振成像（functional magnetic resonance image，fMRI）、近紅外（near infrared spectrum instrument，NIRS）、眼動儀等[9-11]。根據(jù)科學還原論，有關腦電生理指標的現(xiàn)象變化肯定有其更深層次的組織學或神經(jīng)化學的機制，但由于技術原理的局限，有關主流技術均難以解釋這些腦電信號變化的內(nèi)在神經(jīng)遞質機制。腦波超慢漲落技術（encephal of luctuogram technology，ET）的誕生為中樞疲勞的神經(jīng)遞質機制研究提供了一個有效手段。ET技術是我國首創(chuàng)的一種無創(chuàng)性實時腦功能研究技術，該技術能在完全自然和無創(chuàng)的條件下，獲得腦內(nèi)多種神經(jīng)遞質變化的信息，再通過對不同神經(jīng)遞質所對應的特征頻率譜線的變化分析來評價運動員中樞疲勞狀況及其神經(jīng)遞質機制[12-21]。ET 技術廣泛應用于醫(yī)學、體育等領域，在醫(yī)學領域主要應用于檢測和診斷神經(jīng)遞質相關疾病[22-26]，在體育領域主要應用于運動員選材、競技狀態(tài)評價、訓練的中樞適應及訓練性中樞疲勞等[19，27]。但針對運動員認知性中樞疲勞相關研究尚未引起充分關注。

運動員認知性中樞疲勞的實驗室研究通常將認知操作任務作為誘發(fā)手段。其中，F(xiàn)lanker 任務是中樞疲勞研究常用的比較成熟的任務范式之一，國內(nèi)外通常采用持續(xù)1～2小時的Flanker任務誘發(fā)中樞疲勞[4，8，28-29]，并結合行為學數(shù)據(jù)和心率變異指標來輔助評價中樞疲勞[30-32]，探索持續(xù)一段時間的認知任務誘發(fā)的中樞疲勞對認知等功能的影響。有關研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)45～60 min認知任務可有效誘發(fā)中樞疲勞[4，29]。中樞疲勞的判斷指標有心理、行為和生理生化三大類。其中，心理指標包括主觀評定、情緒等；行為指標包括反應時、正確率等；生理指標包括心率變異性（heart rate variability，HRV）、腦電波（electroencephalogram，EEG）等[7，33-34]。

要探索運動員認知性中樞疲勞的神經(jīng)生理機制，我們必須面對的主要問題有：采用何種實驗范式誘發(fā)運動員認知性中樞疲勞？這種實驗誘發(fā)的認知性中樞疲勞與中樞神經(jīng)遞質變化有何關系并可通過ET 技術有效測評？

為回答前述有關問題，綜合考慮前人研究、預實驗結果以及實驗目的，本研究以大學生運動員為被試，要求其執(zhí)行45 min Flanker 任務，通過行為學數(shù)據(jù)、心率變異綜合評價Flanker 任務是否能誘導出中樞疲勞，并基于ET 指標探討由認知加工任務誘導的中樞疲勞的神經(jīng)遞質機制。基于上述討論，提出如下研究假設：①45 min Flanker 任務誘導的大學生運動員中樞疲勞將伴發(fā)行為學指標正確率（accuracy，ACC）降低、反應時（reaction time，RT）延長；HRV 的交感成分升高、迷走成分降低；②45 min Flanker任務可以減弱興奮性神經(jīng)遞質活動強度，增強抑制性神經(jīng)遞質活動強度。假如研究結果驗證了有關假設，則為認知性任務誘導中樞疲勞提供了實驗依據(jù)，并可能為有效評估運動員的中樞疲勞提供一個客觀的測評手段。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

寧波大學大學生運動員（均為二級）38 名，平均年齡20.72 ± 1.34 歲，隨機分為實驗組19 名（男生13名，女生6名）、對照組19名（男生8名，女生11名）。要求：（1）被試身體健康，近期未服用藥物（包括中樞性藥物或感冒藥等）；（2）視力或矯正視力正常；（3）皆為右利手；（4）測試前24 小時內(nèi)禁止進行大強度運動；（5）測試前24 小時內(nèi)禁止飲酒；（6）測試前一晚保證正常睡眠；（7）被試從未進行過類似認知操作任務，避免學習和適應效應；（8）實驗前進行ABQ、ET 測試，根據(jù)常模（北京同仁光電公司提供）剔除有疲勞的被試，確保無心理疲勞（ABQ[33]）及中樞疲勞（ET）的被試進行實驗。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗設計

本研究以Flanker 任務參與為自變量，ET 指標、行為學數(shù)據(jù)、HRV為因變量。實驗組進行45 min Flanker 任務，采集實驗前、實驗后兩個時刻的腦電信號及HRV指標；對照組則靜坐45 min，也采集實驗前、后兩個時刻的腦電信號及HRV 指標。全程記錄實驗組操作Flanker任務過程中行為學數(shù)據(jù)。

Flanker任務編程：

通過E-Prime2.0 軟件進行Flanker 任務的編程，實驗過程中對1小時Flanker任務操作過程中的正確率和反應時進行全程記錄。該任務包括了側翼刺激與目標刺激一致情況2種（HHH和SSS），側翼刺激與目標刺激不一致情況2種（SHS和HSH），不同的刺激類型隨機呈現(xiàn)，出現(xiàn)概率相同，各為25%。

1.2.2 實驗流程

實驗于寧波大學體育學院心理學實驗室進行。時間固定、人員統(tǒng)一。實驗前告知被試實驗流程，隱去任務操作所需要時間，要求被試填寫知情同意書和基本情況調(diào)查表。準備就緒后，引導被試坐于測試位上，調(diào)整座椅高度，使被試距屏幕80 cm，視角是0.3度（垂直方向）×0.7 度（水平方向）。主試再次詳細介紹Flanker任務的流程及ET 測試的注意事項并讓被試進行15 次Flanker任務練習，待被試熟悉操作過程與實驗要求后，正式開始實驗。

Flanker 任務要求被試快速而準確的進行按鍵反應。首先呈現(xiàn)指導語，待被試明確任務后按“Enter”鍵呈現(xiàn)150 ms“+”注視點，提示被試將注意力集中于屏幕中心，緊接著呈現(xiàn)刺激任務材料，呈現(xiàn)時間為800 ms；刺激間隔呈現(xiàn)黑屏，呈現(xiàn)時間為400～600 ms，見圖1。所有刺激呈現(xiàn)為黑底白字，刺激呈現(xiàn)在屏幕中心，刺激材料為三個水平排列大寫字母，中間的字母為目標刺激，其余兩個字母為側翼干擾刺激，當中間字母是“H”時，要求被試快速按左鍵進行反應；當中間字母是“S”時，要求被試快速按右鍵進行反應。其中一半試項中側翼刺激和目標刺激一致（如HHH 或者SSS），另一半試項側翼刺激和目標刺激不一致（如SHS 或者HSH），不同的刺激類型隨機呈現(xiàn)。實驗任務由1 個15 min 的block 組成，包含830 個trials，共3 個block 時段。

實驗過程中要求被試集中注意力，盡量減少眨眼，保持身體姿勢穩(wěn)定，試驗流程由被試獨立完成，主試在旁全程觀察并記錄行為變化。實驗后被試口頭報告實驗過程中疲勞感的變化。

1.2.3 數(shù)據(jù)采集與處理

1.2.3.1 ET指標

圖1 Flanker任務流程

設備采用TRBX/12 型運動訓練狀態(tài)監(jiān)控儀（北京同仁光電技術公司研制）。按國際10-20 系統(tǒng)安置電極，選用F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T5、T6十二導聯(lián)進行單極引導，雙耳連線為參考電極，前額正中接地保護。采樣頻率1～255 mHz，時間常數(shù)0.1 秒。信號采集時間為1024秒。

ET測試時要求被試保持清醒、坐位、閉目、安靜狀態(tài)。測試前被試先靜坐10 min 左右保持基線穩(wěn)定。采樣后待信號平穩(wěn)即進入實際測試。數(shù)據(jù)采集時間為：實驗前采集18 min 的腦電信號，45 min flanker 任務后再采集18 min的腦電信號。

S譜系，包括S1系、S2系、S4系、S5系、S6系、S7系、S11系、S13系。不同的譜系代表不同的神經(jīng)遞質。其中，S1 代表γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA），S2代表谷氨酸（glutamic acid，Glu），S4系代表5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT），S5 系代表乙酰膽堿（acetylcholine，ACh），S6 系代表強興奮遞質（excitatory transmitter，EXC），S7 系代表去甲腎上腺素（norepinephrine，NE），S11 系代表多巴胺（dopamine，DA），S13 系代表深抑制遞質（inhibitory transmitter，INH）。比較實驗前后的變化。

1.2.3.2 HRV指標

Biofeedback 2000X-pert 生物反饋系統(tǒng)（Version 4.1），奧地利Schuhfried 公司生產(chǎn)，運用設備EXG module 外設藍牙硬件檢測心率變異性。電極分別置于被試兩側鎖骨頭及大椎位置。HRV參數(shù)，時域法：平均正常RR 間期的標準差（standard diviation of NN intervals，SDNN）、相鄰RR 間期差的均方根（root-meansquare of difference-value of adjacent RR interval，RMSSD）；頻域法：低頻成分（low-frequency power，LF）0.04～0.15 Hz、高頻成分（high-frequency power，HF）0.15～0.40 Hz、低頻/高頻（low-frequency power/high-frequency power，LF/HF）。

HRV 指標，根據(jù)頻域分析方法，計算頻域值：LF（單位：ms）、HF（單位：ms）、LF/HF；時域指標：SDNN、RMSSD。數(shù)據(jù)采集時間為：實驗前采集18 min HRV指標，45 min flanker 任務后再采集18 min HRV 指標。其中，實驗前采集的18 min 安靜狀態(tài)下的HRV數(shù)據(jù)作為基線。比較實驗前后的變化。

1.2.3.3 行為學數(shù)據(jù)

行為學指標包括正確率和反應時。執(zhí)行45 min Flanker 任務操作過程中全程記錄行為學數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集每15 min為一個時段，共采集3個時段，取各時段平均值分析。比較3個時間段的變化。

1.3 統(tǒng)計學分析

將實驗數(shù)據(jù)導入SPSS18.0 軟件進行方差分析，其中正確率和反應時進行單因素方差分析；HRV和ET指標進行重復測量方差分析；行為學指標、HRV 指標與ET 指標進行Pearson 相關分析。對不滿足球形檢驗的統(tǒng)計量采用Greenhouse-Geisser 法矯正自由度和P值，事后比較（Post Hoc Test）采用LSD 法，將P＜0.05 定為具有顯著性差異。

2 結果

2.1 Flanker任務的行為學數(shù)據(jù)分析

如圖2A 所示，不同時段的正確率存在顯著性差異[F（2，18）=39.810，P＜0.001;η2=0.689]，第1 時段到第3 時段正確率總體呈下降趨勢，事后檢驗顯示，3個時段的正確率均存在顯著性差異（P＜0.01）。如圖2B所示，不同時段的反應時存在顯著差異[F（2，18）=8.383，P=0.001;η2=0.318]，事后檢驗顯示，第1時段顯著高于第2 時段（P＜0.05），第1 時段與第3 時段存在非常顯著性差異（P＜0.01）。

圖2 不同時段被試正確率（A）和反應時（B）變化

2.2 HRV指標分析

不同時段HRV指標的描述性結果見表1。通過對數(shù)據(jù)進行組別（有認知操作任務、無認知操作任務）和測試時間（0 min、45 min）的重復測量方差分析可以發(fā)現(xiàn)，SDNN 在疲勞前后存在時間的主效應[F（1，36）=9.035，P＜0.01;η2=0.201]，也存在疲勞與組別的交互作用[F（1，36）=6.463，P＜0.05;η2=0.152]；簡單效應分析結果顯示，實驗前實驗組和對照組無顯著性差異；實驗后實驗組顯著高于對照組；對照組中，不同測試時間無顯著性差異；實驗組中，實驗后顯著高于實驗前。RMSSD 在疲勞前后存在時間主效應[F（1，36）=7.762，P＜0.01;η2=0.177]，也存在時間與組別的交互作用[F（1，36）=7.136，P＜0.05;η2=0.165]；簡單效應分析結果顯示，對照組的不同測試時間無顯著性差異；實驗組實驗后顯著高于實驗前。HF 在疲勞前后存在時間主效應[F（1，36）=5.200，P＜0.05;η2=0.126]，也存在疲勞與組別的交互作用[F（1，36）=6.064，P＜0.05;η2=0.144]；簡單效應分析結果顯示，對照組中，不同測試時間無顯著性差異；實驗組中，實驗前顯著高于實驗后。結果提示實驗干預任務導致SDNN、RMSSD、HF指標產(chǎn)生有意義的干預效應。

表1 不同時段HRV指標的描述性統(tǒng)計結果（±s）

表1 不同時段HRV指標的描述性統(tǒng)計結果（±s）

*P＜0.05，組內(nèi)不同時刻比較；#P＜0.05，實驗組與對照組比較

HRV指標時域指標頻域指標SDNN RMSSD LF HF LF/ HF組別（n=19）實驗組對照組實驗組對照組實驗組對照組實驗組對照組實驗組對照組實驗前70.94 ± 30.80 71.85 ± 27.55 70.99 ± 45.85 72.95 ± 45.00 39.49 ± 6.62 40.10 ± 6.19 60.51 ± 6.62 59.90 ± 6.19 0.67 ± 0.20 0.69 ± 0.19實驗后94.37 ± 33.99* #73.81 ± 24.56 93.74 ± 42.33*73.43 ± 45.40 42.63 ± 5.83 41.19 ± 6.37 57.37 ± 5.82*60.02 ± 6.22 0.76 ± 0.17 0.70 ± 0.19

2.3 ET指標分析

2.3.1 抑制性遞質的分析

不同時刻抑制性遞質的描述性結果見表2。通過對數(shù)據(jù)進行組別（有認知操作任務、無認知操作任務）和測試時間（0 min、45 min）的重復測量方差分析可見，γ-GABA和INH的測試時間和組別無顯著主效應[F（1，36）=3.042，P＞0.05;η2=0.090；F（1，36）=0.266，P＞0.05 ;η2=0.007]；測試時間與組別無顯著交互作用[F（1，36）=0.058，P＞0.05;η2=0.002]。5-HT 的測試時間影響顯著[F（1，36）=7.756，P＜0.01;η2=0.184]；組別主效應不顯著；測試時間與組別的交互作用顯著[F（1，36）=7.528，P＜0.01;η2=0.189]。簡單效應分析結果顯示，實驗前實驗組和對照組無顯著性差異；實驗后實驗組顯著高于對照組。對照組中，不同測試時間無顯著性差異；實驗組中，實驗后顯著高于實驗前。結果提示實驗干預任務導致5-HT指標產(chǎn)生有意義的干預效應。

表2 不同時刻抑制性遞質的描述性統(tǒng)計結果（±s）

表2 不同時刻抑制性遞質的描述性統(tǒng)計結果（±s）

*P＜0.05，**P＜0.01，組內(nèi)不同時刻比較；#P＜0.05，##P＜0.01，實驗組與對照組比較

抑制性遞質γ-GABA 5-HT INH組別（n=19）實驗組對照組實驗組對照組實驗組對照組實驗前8.32 ± 4.23 8.68 ± 2.24 16.84 ± 5.57 20.32 ± 7.68 6.16 ± 4.40 7.00 ± 3.67實驗后6.58 ± 3.92 7.37 ± 5.08 23.89 ± 4.90**20.26 ± 3.11##4.84 ± 4.27 7.53 ± 5.54

2.3.2 興奮性遞質的分析

不同時刻興奮性遞質的描述性結果見表3。通過對數(shù)據(jù)進行組別（有認知操作任務、無認知操作任務）和測試時間（0 min、45 min）的重復測量方差分析可以發(fā)現(xiàn)，Glu、ACh、NE、DA的測試時間和組別的主效應均不顯著，測試時間與組別無顯著交互作用。EXC 測試時間影響顯著[F（1，36）=5.968，P＜0.05;η2=0.132]；組別的主效應不顯著，測試時間與組別無顯著交互作用，提示實驗干預任務對EXC未產(chǎn)生有統(tǒng)計學意義的干預效應。

表3 不同時刻興奮性遞質的描述性統(tǒng)計結果（±s）

表3 不同時刻興奮性遞質的描述性統(tǒng)計結果（±s）

*P＜0.05，組內(nèi)不同時刻比較

興奮性遞質Glu ACh EXC NE DA組別（n=19）實驗組對照組實驗組對照組實驗組對照組實驗組對照組實驗組對照組實驗前4.32 ± 3.97 5.11 ± 4.47 14.89 ± 4.64 16.42 ± 7.00 17.47 ± 5.24 15.47 ± 5.73 13.11 ± 5.53 11.32 ± 7.65 7.74 ± 5.92 7.42 ± 4.69實驗后4.84 ± 4.26 5.26 ± 4.08 15.58 ± 5.24 15.05 ± 6.29 13.89 ± 4.43*12.89 ± 6.39*11.21 ± 5.18 10.21 ± 6.07 7.21 ± 4.80 6.32 ± 4.47

2.4 S4指標與其他指標的相關分析

對45 min Flanker 任務后S4 指標與行為學指標、心率變異性指標進行Pearson相關分析，具體結果見表4。S4 指標與RT 呈中度正相關，且差異顯著（r=0.569，P＜0.05），S4指標與HRV中的RMSSD和HF呈中度正相關，且差異顯著（r=0.496，P＜0.05;r=0.550，P＜0.05）。

表4 S4指標與行為學數(shù)據(jù)、心率變異性相關性分析

3 討論

3.1 45 min Flanker 任務誘發(fā)中樞疲勞的行為學及HRV變化

Flanker 任務是國際上常用的中樞疲勞誘導范式，該范式通常采用持續(xù)1～2小時的Flanker任務誘發(fā)中樞疲勞[4，8，28-29]。李四化[29]、朱昭紅[4]等都采用連續(xù)60 min Flanker 任務操作來誘導疲勞。本研究預實驗發(fā)現(xiàn)，由于被試的特殊性（運動員），被試很難堅持1 小時以上的Flanker任務，同時觀察到45 min后被試普遍出現(xiàn)坐立不安、注意不集中、精神煩躁或恍惚等現(xiàn)象，事后交流得知被試在任務操作后期出現(xiàn)情緒煩躁甚至憤怒，對繼續(xù)任務的厭惡感增加。綜合考慮前人研究、預實驗結果，采用持續(xù)45 min執(zhí)行Flanker任務操作來誘發(fā)疲勞。

前人研究發(fā)現(xiàn)中樞疲勞會伴發(fā)行為學和HRV 變化[3，32，35-36]，本研究通過多指標綜合判斷檢驗45 min Flanker 能否有效誘發(fā)中樞疲勞。從圖2 可知，隨著Flanker 任務操作時間的延長，正確率持續(xù)顯著下降[37-39]。表1結果表明，時域指標SDNN和RMSSD隨操作時間的延長，出現(xiàn)不斷升高的趨勢，提示疲勞后被試HRV的總體值和快變化成分升高，心率加快[40]。表2結果表明，高頻段功率值HF顯著下降。HF下降說明迷走神經(jīng)的張力降低，從而導致心率加快，與時域指標結果一致。

前人研究的反應時指標呈蓮花趨勢[3，38]，本研究反應時指標持續(xù)顯著縮短。反應時在第1 時段最慢，可能是由于操作不熟練、緊張造成的，第2時段隨著緊張感降低以及操作熟練化，反應變快，第3時段反應時縮短，原因可能是被試是運動員，他們的學習耐心差，結合事后訪談，被試在操作后期出現(xiàn)了煩躁、憤怒的情緒，可能是這種情緒使被試的自我期望和努力程度降低，并在希望盡快擺脫任務的驅動下，調(diào)整操作表現(xiàn)犧牲正確率、縮短反應時間，來盡快結束任務，緩解疲勞的不適感。被試的特殊性（運動員）和事后訪談（策略選擇），共同解釋了本研究反應時結果與前人研究不完全一致的原因。

本研究通過行為學數(shù)據(jù)、被試主觀感受和HRV 指標表明：45 min的Flanker任務成功誘發(fā)了中樞疲勞。

3.2 45 min Flanker任務誘發(fā)中樞疲勞的神經(jīng)遞質變化

根據(jù)對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用，腦內(nèi)神經(jīng)遞質分為抑制性遞質和興奮性遞質。5-HT 是一種抑制性神經(jīng)遞質，在腦內(nèi)主要分布在下丘腦、丘腦內(nèi)側核、中腦、腦干等處[41，42]。本研究結果顯示，45 min Flanker任務后，5-HT 顯著升高（P＜0.01）。5-HT 升高與反應時、RMSSD 以及HF 均呈中度正相關（P＜0.05），說明45 min Flanker 任務誘發(fā)中樞疲勞與5-HT 含量升高有關。推測其可能機制為長時間認知操作時（45 min Flanker任務），大腦過多消耗能量，腦內(nèi)ATP濃度下降，糖原作為大腦主要供能物質含量顯著減少，進而導致腦內(nèi)氧化酶活性如5-HT代謝的主要酶單胺氧化酶受到抑制[43]，5-HT 分解過程減弱進而導致腦內(nèi)5-HT 濃度升高，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生了保護性抑制作用。

不同的行為模式（如運動、認知任務）引發(fā)的神經(jīng)遞質變化可能有所不同，比如運動性中樞疲勞將導致5-HT、γ-GABA等抑制性神經(jīng)遞質含量升高[44]，DA濃度降低變化，但認知性疲勞則可能不同于運動性中樞疲勞，S4可能才是評價認知性中樞疲勞的敏感指標。45 min Flanker任務導致S4活動強度升高，且S4的升高與表征中樞疲勞的行為學、心率變異性指標呈有意義的相關關系，提示S4是評價認知性中樞疲勞的敏感指標。

4 研究的貢獻和局限性

既往研究通過Flanker 任務誘發(fā)中樞疲勞，任務時間均不短于1 小時，如李四化[29]、朱昭紅[4]等等，但是長時間的任務操作增加實驗時間成本，同時可能引起被試倦怠、厭煩等情緒反應，進而影響實驗結果。本研究被試為運動員，在預實驗過程中發(fā)現(xiàn)大部分運動員很難堅持1 小時及以上，只能堅持45 min。針對運動員特殊群體的預實驗結果，我們確定45 min 的任務時長，并成功誘發(fā)了中樞疲勞。本研究結果驗證了45 min Flanker任務可以有效誘發(fā)運動員群體的認知性中樞疲勞，縮短了時間成本，提高了實驗的可操作性。

盡管中樞疲勞的神經(jīng)遞質機制已經(jīng)基本達成共識[3-8]，但此類研究主要是基于動物實驗，以人為被試的研究，則大都運用ERP、fMRI、NIRS 等神經(jīng)生理技術，但均難涉及神經(jīng)遞質，特別是運動員認知性中樞疲勞的神經(jīng)遞質機制尚未見人體實驗研究報告。本研究結果發(fā)現(xiàn)認知操作任務可誘發(fā)運動員的中樞疲勞，且這種疲勞與5-HT升高有關，為中樞疲勞的神經(jīng)遞質機制提供了人體實驗依據(jù)。

根據(jù)科學的還原論，無論運動訓練負荷或運動員認知任務導致的中樞疲勞都可能與神經(jīng)遞質變化有關。本研究結果提示通過ET 技術可以對中樞疲勞的神經(jīng)遞質變化進行有效評價，為運動員平時訓練負荷及高強度認知加工任務誘發(fā)的中樞疲勞的監(jiān)測提供一個客觀測評技術手段。

本研究還存在以下幾點局限。第一，超過45 min的認知操作任務是否會導致中樞疲勞的進一步加深，并導致不同神經(jīng)遞質的有意義變化還有待進一步實驗探索；第二，中樞疲勞引起神經(jīng)遞質變化與高級認知功能的時間、空間變化關系還有待結合ERP 等神經(jīng)生理技術進行更深入的研究；第三，本研究只能代表大學生運動員特定群體，不同運動項目、不同運動水平的運動員中樞疲勞實驗研究范式及機制是否有差異還不得而知；第四，不同中樞疲勞誘導范式、不同范式難度對結果的影響程度尚待進一步檢驗，如不同難度的連線測驗TMT任務、語詞記憶任務、計算任務等及不同時長對ET指標變化的影響。

5 結論

（1）45 min Flanker 任務可以誘發(fā)中樞疲勞；（2）45 min Flanker任務引發(fā)的中樞疲勞與S4升高有關。