楊威　廖開放　高崇　卞超　趙少聰　黎涌明

關(guān)鍵詞：腦力疲勞；運動員；競技表現(xiàn)；運動表現(xiàn)

文章編號：1001-747X（2024）01-0112-18 文獻標(biāo)志碼：A 中圖分類號：G804.21

DOI：10.16063/j.cnki.issn1001-747x.2024.01.011

1問題的提出

腦力疲勞（mental fatigue）是由長時間較高強度認知活動導(dǎo)致的一種精神生物學(xué)狀態(tài)，并可表現(xiàn)為主觀上感到疲憊和缺乏能量。腦力疲勞在生活中非常普遍，較長時間的社交媒體應(yīng)用、智能手機使用、玩電子游戲、駕駛車輛、文化學(xué)習(xí)和訓(xùn)練比賽等都有可能導(dǎo)致腦力疲勞，并且短時間（60 min）內(nèi)難以快速消退。早期有關(guān)腦力疲勞的研究發(fā)現(xiàn)，處于腦力疲勞狀態(tài)的受試者注意力難以集中、反應(yīng)時間延長、犯錯風(fēng)險增加，嚴重影響工作效率和駕駛安全。2009年，針對健康人群的研究發(fā)現(xiàn)，腦力疲勞不僅會對人體的認知表現(xiàn)產(chǎn)生負面影響，還會對人體的有氧表現(xiàn)產(chǎn)生負面影響，這引起了競技體育領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

此后10余年（2009—2023年），國外學(xué)者或科研團隊圍繞比賽和訓(xùn)練中“腦力疲勞對運動員競技表現(xiàn)的影響”這一議題開展了大量的研究，相關(guān)研究成果不僅有助于運動員更好地科學(xué)訓(xùn)練，也為其比賽表現(xiàn)的進一步優(yōu)化提供了新的視角。然而，相比國外相關(guān)研究的不斷展開和深入，國內(nèi)對于該領(lǐng)域的了解仍十分有限。對此，系統(tǒng)梳理和綜述該領(lǐng)域的前期成果不僅能為國內(nèi)運動員的訓(xùn)練和比賽提供建議，還能為后續(xù)研究的開展提供參考。

鑒于此，本研究以“mental fatigue”“mental exertion”“cognitive fatigue”“cognitive exertion”“cog-nitive task”“athletic performance”“sports”“athletes”“player”“traln”“match”為檢索詞在Pubmed、Web ofScience、Ebsco和Google Scholar等4個數(shù)據(jù)庫進行外文檢索（主要檢索前2個數(shù)據(jù)庫，后2個數(shù)據(jù)庫作為補充）。同樣以“精神疲勞”“認知疲勞”“腦力疲勞”“心理疲勞”“運動員”“競技體育”“比賽”“運動”“訓(xùn)練”“選手”“運動表現(xiàn)”為檢索詞在中國知網(wǎng)核心數(shù)據(jù)庫（北大核心、CSSCI和CSCD）進行主題檢索（上述數(shù)據(jù)庫的檢索日期均為2023年10月1日）。對檢索得到的文獻去重后依據(jù)“先標(biāo)題／摘要后正文”（依據(jù)標(biāo)題／摘要無法做出判斷的情況下閱讀正文）的順序進行篩選，文獻納入的標(biāo)準(zhǔn)需符合以下要求：（1）文獻對腦力疲勞的描述符合Marcora等人的定義；（2）文獻研究的主題為“腦力疲勞與競技表現(xiàn)”；（3）受試者為健康的運動員群體；（4）原始文獻非綜述、會議、letter等；（5）文獻發(fā)表于同行評議期刊；（6）文獻的語言為中文和英文；（7）文獻發(fā)表的時間介于2009—2023年。經(jīng)過篩選和后期閱讀過程中的文獻追溯，最終得到相關(guān)文獻68篇，其中英文65篇，中文3篇。本研究將主要基于上述文獻，并通過Stork、Researcher等科研軟件追蹤和納入最新文獻，在全面了解競技體育領(lǐng)域腦力疲勞誘導(dǎo)和測量方法的基礎(chǔ)上，重點圍繞腦力疲勞對運動員競技表現(xiàn)影響及其機制的相關(guān)研究進行分析和綜述。

2腦力疲勞的誘導(dǎo)與測量

競技體育腦力疲勞的研究范式和身體疲勞類似，即幾乎所有的研究都需要在相應(yīng)疲勞成功誘導(dǎo)的前提下才能正常開展。因此，在進行腦力疲勞與運動員競技表現(xiàn)論述之前，有必要對競技體育腦力疲勞的誘導(dǎo)環(huán)節(jié)進行較為全面的了解。

2.1腦力疲勞誘導(dǎo)

競技體育領(lǐng)域采用的腦力疲勞誘導(dǎo)方案眾多（見圖1），包括Stroop任務(wù)（不同版本）、AX-CPT測試、RVP測試、傳統(tǒng)警覺任務(wù)（Low Go/High No-Go）、反應(yīng)時任務(wù)、Axon Sports任務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)測驗、N-back任務(wù)、智能手機使用、社交媒體應(yīng)用、玩電子游戲、籃球技術(shù)視頻觀看、全身協(xié)調(diào)任務(wù)和隨機順序拉夫堡足球傳球測試等10余種。這些方案主要可以分為3類，即以Stroop任務(wù)為代表的心理認知類方案，以社交媒體應(yīng)用為代表的電子暴露類方案和以全身協(xié)調(diào)任務(wù)為代表的運動類方案。

在3類方案中，心理認知類方案是目前競技體育領(lǐng)域使用的主流方案（超過80%的研究使用該類方案）。盡管具有生態(tài)學(xué)效度不高等局限，導(dǎo)致其誘導(dǎo)的腦力疲勞與真實的運動情境不一致，但該類方案具有較為成熟的范式，易于操作和監(jiān)控，并且其誘導(dǎo)腦力疲勞的有效性已得到廣泛驗證。與此同時，電子暴露類和運動類方案應(yīng)運而生，并成為近幾年競技體育領(lǐng)域腦力疲勞誘導(dǎo)的新興方案。雖然一定程度提升了生態(tài)學(xué)效度，但與心理認知類方案相比，這2類方案并不能較好地保證誘導(dǎo)效果和控制干擾因素，造成該類方案在競技體育的應(yīng)用還有待繼續(xù)考量。Fortes等人2021年的研究測量了12名男子業(yè)余排球運動員長期社交媒體干預(yù)前后的VAS-MF分數(shù)（腦力疲勞分數(shù)），具體結(jié)果顯示，12名運動員中只有約1/3受試者的VAS-MF分數(shù)在干預(yù)后出現(xiàn)了較大幅度上升。他的另外一項研究和國內(nèi)最新發(fā)表的研究成果表明，運動員群體進行電子暴露類方案（社交媒體應(yīng)用）和運動類方案（全身協(xié)調(diào)任務(wù)）腦力疲勞的誘導(dǎo)效果遠不及相同時間的心理認知類方案（Stroop任務(wù)）。這可能與上述2類方案操作時無法較好地控制任務(wù)內(nèi)容或強度有關(guān)：社交媒體使用的操作模式為讓受試者在限定時間內(nèi)于智能手機上使用WhatsApp、Facebook和Instagram等社交軟件；全身協(xié)調(diào)任務(wù)為讓受試者根據(jù)自身情況完成7項繩梯任務(wù)。此外，Coutinho等人針對運動類方案的研究還發(fā)現(xiàn)，該類方案會帶來一定程度的身體疲勞，極大地影響了腦力疲勞研究結(jié)論的解讀（身體疲勞對運動員競技表現(xiàn)同樣存在負面影響）。另外，操作的不便利性（費時費力）同樣限制了該類方案的推廣?；谝陨献C據(jù)，采用以Stroop任務(wù)為代表的心理認知類方案似乎是現(xiàn)階段開展腦力疲勞相關(guān)研究的更合理選擇。

要想成功誘導(dǎo)腦力疲勞，除了選擇合理的方案，合適的時間設(shè)置同樣不可或缺。對腦力疲勞誘導(dǎo)的時間進行統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)（見圖1），目前競技體育腦力疲勞誘導(dǎo)的時間介于15～90 min不等，其中30～60 min是目前最為常用的腦力疲勞誘導(dǎo)時間，使用該時間長度的文獻數(shù)量為60篇，占納入統(tǒng)計文獻的88.2%。因為研究顯示，低于30 min的誘導(dǎo)時間，腦力疲勞的誘導(dǎo)效果并不穩(wěn)定。Fortes和Gantois等人就發(fā)現(xiàn)職業(yè)足球運動員進行15 min的Stroop任務(wù)和社交媒體使用并不能有效誘導(dǎo)腦力疲勞。目前，科研領(lǐng)域普遍將30 min作為能夠保障腦力疲勞誘導(dǎo)效果的時間分界點，對此，他們給出了以下理由：（1）受試者警覺水平的下降通常出現(xiàn)在其參與腦力疲勞誘導(dǎo)任務(wù)的20～30min以后：（2）受試者腦力疲勞主觀分數(shù)的上升也出現(xiàn)在類似的時間范圍（30 min）。上述證據(jù)提示，將腦力疲勞誘導(dǎo)時間的下限設(shè)置為30 min似乎能夠較好地保障誘導(dǎo)效果。相比30 min以保障誘導(dǎo)效果為目的的下限時間設(shè)置傾向，目前競技體育科研領(lǐng)域60 min的上限設(shè)置傾向可能旨在提高任務(wù)的可操作性，提升研究的效率，如任務(wù)時間太長，受試者難以堅持。Hassan等人的研究為該推測提供了支持，他的研究讓71名受試者去完成總時長2h的系列認知任務(wù)（AX-CPT與N-back等），發(fā)現(xiàn)研究過程中有接近17%的受試者在測試開始前或測試中放棄了該項測試任務(wù)。綜上所述，30～60 min似乎是目前腦力疲勞方案時間設(shè)置可供選擇的適宜時長，并且近年來有證據(jù)顯示，在此時間范圍內(nèi)，45 min的時間長度可能最具性價比。

由于很多腦力疲勞研究都涉及了隨機對照試驗，因此要想得到可靠的結(jié)論，對照組的處理也尤為關(guān)鍵。從圖1可以看出，腦力疲勞的對照處理普遍采用了相應(yīng)時間長度情緒中性或低腦力疲勞任務(wù)，具體包括紀(jì)錄片、廣告、奧運會等類型的視頻觀看（最常用），運動、旅行、汽車等主題的雜志閱讀，安靜環(huán)境靜坐休息，采用灰色鉛筆畫畫以及簡單認知任務(wù)（看屏幕中央聚焦點“+”）與靜坐休息相結(jié)合等方式。盡管如此，也有一些研究采用了其他的方式處理對照組，Martin和Filipas等人研究中30 min Stroop任務(wù)的對照處理方式分別為10 min簡單認知任務(wù)和15 min在線雜志閱讀，Coutinho和Franco-Alvarenga等人的研究沒有處理對照組，而是讓受試者直接參與接下來的測試任務(wù)。然而，由于上述對照處理方式的時間設(shè)置與實驗組相差較大，一定程度違背了隨機對照實驗原則（時間不可比），可能會影響結(jié)論的可靠性。上述研究結(jié)果顯示，讓受試者進行相同時間的情緒中性或低腦力疲勞任務(wù)，似乎是競技體育腦力疲勞研究中的合理對照處理方式。

2.2腦力疲勞測量

運動員腦力疲勞誘導(dǎo)的過程中，除了需要進行合理的方案選擇和時間設(shè)置，使用適宜的方法對腦力疲勞進行精準(zhǔn)的測量并對誘導(dǎo)效果做出合理的評判同樣尤為重要。鑒于腦力疲勞主要體現(xiàn)為主觀方面的改變（如感到疲憊和缺乏能量），因此，目前競技體育領(lǐng)域主要采用主觀測量法對運動員的腦力疲勞進行評價，使用的測量工具包括100 mm的VAS視覺模擬評分量表、BRUMS心境量表、NASA-TLX主觀工作負荷量表、10分李克特量表等11種，涉及VAS-MF、VAS-ME（大腦努力分數(shù)）、BRUMS-F（BRUMS疲勞分數(shù)，BRUMS疲勞分量表得分）、BRUMS-V（BRUMS活力分數(shù)，BRUMS活力分量表得分）、BRUMS系列（BRUMS各分量表得分）、NASA系列（NASA-TLX各分量表得分）等眾多評價指標(biāo)。其中VAS、NASA-TLX、BRUMS等3種量表是目前最為常用的主觀測量工具（尤其是VAS量表），對應(yīng)的常用評價指標(biāo)包括VAS-MF、VAS-ME、BRUMS-F、BRUMS-V、NASA系列等5項，主要通過測量受試者主觀腦力疲勞、大腦努力程度以及情緒狀態(tài)等主觀參數(shù)的變化直接或間接測量腦力疲勞。

主觀測量法風(fēng)靡科研領(lǐng)域的原因主要在于其簡單的操作、有效的測量，以及極低的設(shè)備成本，然而值得注意的是，該類方法也存在不可忽視的缺點，即測量結(jié)果容易受到受試者反應(yīng)偏倚（responsebias）的影響。這主要表現(xiàn)在以下3個方面：（1）使用VAS等主觀量表進行測量時，受試者存在贊同研究問題的傾向；（2）受試者知曉他們是腦力疲勞實驗當(dāng)中的一部分時，會傾向于做出適合實驗場景的回答／行為；（3）受試者未能完全理解腦力疲勞的含義時，會產(chǎn)生自我評價偏倚，此時會低估或高估真實的腦力疲勞。對此，有研究認為，可以通過減少受試者實驗過程中測試工具的使用頻率、把實驗組和對照組實驗任務(wù)設(shè)置的更為相似（如色詞不一致vs.一致的Stroop任務(wù)）、對受試者屏蔽真實目的（實驗過程中以混淆目的代替）、給受試者提供統(tǒng)一清晰的腦力疲勞定義等方式減小受試者的反應(yīng)偏倚。

除了主觀測量法，競技體育領(lǐng)域還會使用客觀測量法測定運動員的腦力疲勞?？陀^測量法包括認知測量法和生理測量法2種。認知測量法主要通過受試者反應(yīng)時（RT）、反應(yīng)精確性（ACC）、注意力消逝程度（LAP）等3項指標(biāo)的變化來間接測定腦力疲勞，腦力疲勞產(chǎn)生時受試者RT延長、ACC下降、LAP上升。這些指標(biāo)的采集主要有2種方式：（1）通過誘導(dǎo)任務(wù)本身。Vrijkotte等人將用于受試者腦力疲勞誘導(dǎo)的90 min Stroop任務(wù)分成了6個block，以此觀察受試者任務(wù)過程中每15 min RT和ACC的變化。（2）通過單獨設(shè)置的誘導(dǎo)任務(wù)片段。許多研究在腦力疲勞誘導(dǎo)任務(wù)及對照任務(wù)的前后用3 min Flanker任務(wù)、30個詞的Stroop任務(wù)、5～6 min Stroop任務(wù)等短時間的誘導(dǎo)任務(wù)片段，測量受試者RT、ACC和LAP指標(biāo)的變化。與認知測量法類似，生理測量法主要通過受試者任務(wù)過程或任務(wù)前后的平均心率（HR）、心率變異性（HRV）、血乳酸（BLA）、血糖濃度（GLU）、攝氧量（VO₂）、唾液皮質(zhì)醇（Cor）、唾液睪酮（T）、α-唾液淀粉酶、腦電（EEG）、瞳孔直徑等生理指標(biāo)的變化去間接測量腦力疲勞，其中HR是目前最為常用的2生理指標(biāo)，有研究顯示，腦力疲勞產(chǎn)生時受試者的HR較對照組顯著上升。

與主觀測量法相比，認知和生理測量等客觀方法很好地避免了受試者反應(yīng)偏倚的影響，然而這些方法的操作更為復(fù)雜，成本相對較高（尤其是生理測量法），并且對腦力疲勞的敏感性有限。許多研究顯示，受試者進行30 min以上腦力疲勞任務(wù)，相應(yīng)的認知和生理指標(biāo)并沒有發(fā)生明顯波動。因此，客觀測量法常作為主觀測量法的補充方法使用，結(jié)合主觀測量法一起評價腦力疲勞。

有關(guān)競技體育腦力疲勞成功誘導(dǎo)的評判標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有研究普遍將受試者任務(wù)后主觀、認知或生理等一個或多個方面的指標(biāo)較對照組或任務(wù)前出現(xiàn)顯著變化視為運動員腦力疲勞誘導(dǎo)成功的標(biāo)志，并且當(dāng)不同指標(biāo)呈現(xiàn)的結(jié)果出現(xiàn)差異時，則以主觀指標(biāo)的變化（尤其是VAS-MF指標(biāo)）作為評判的首要標(biāo)準(zhǔn)。該評判標(biāo)準(zhǔn)盡管已在競技體育領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但仍存在著不夠精準(zhǔn)等問題，這主要體現(xiàn)在以下2個方面：（1）以指標(biāo)的顯著性變化作為腦力疲勞誘導(dǎo)成功的標(biāo)準(zhǔn)可能會造成誤判，如在受試者樣本量足夠大的情況下，即使相關(guān)指標(biāo)出現(xiàn)微小的變化也有可能出現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)上的顯著性差異；（2）使用該標(biāo)準(zhǔn)只能針對腦力疲勞誘導(dǎo)成功與否做出粗略判定，無法進一步明確腦力疲勞程度上的差異，這給眾多研究之間的類比造成了諸多困擾。對此，競技體育領(lǐng)域亟需進一步細化腦力疲勞誘導(dǎo)效果的評判標(biāo)準(zhǔn)，如相關(guān)指標(biāo)的變化幅度或效應(yīng)量達到多大才算真正達到腦力疲勞，不同程度腦力疲勞各自對應(yīng)多大的指標(biāo)變化幅度或指標(biāo)水平等等。上述問題的解決，將會極大程度推進該領(lǐng)域的發(fā)展。

3腦力疲勞對運動員競技表現(xiàn)的影響

基于上述腦力疲勞的誘導(dǎo)方案和測量方法，競技體育領(lǐng)域主要圍繞腦力疲勞對運動員有氧、無氧、肌肉力量、沖刺、技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等競技表現(xiàn)的影響進行大量研究，受試者包括跑步、游泳、自行車、足球、籃球、橄欖球、羽毛球、乒乓球和拳擊等多個類型項目的不同水平運動員，涉及實驗和實踐等測試場景。下文主要參考田麥久和殷明越等的研究，將現(xiàn)有文獻中的競技表現(xiàn)歸為體能、技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等幾個方面（見圖2），同時結(jié)合項目類型和測試場景等，對該領(lǐng)域的研究成果進行逐一梳理。

3.1有氧表現(xiàn)

有氧表現(xiàn)作為一項基礎(chǔ)能力，對許多運動項目的重要性不言而喻。對于周期性耐力項目來說，良好的有氧表現(xiàn)與比賽的勝負有著高的相關(guān)性：對于集體球類、持拍類和格斗類等間歇性運動項目而言，良好的有氧表現(xiàn)有助于運動員在比賽過程中的迅速恢復(fù)。因此，運動員的有氧表現(xiàn)是否會受腦力疲勞影響引起競技體育領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

大量研究使用實驗場景下的有氧表現(xiàn)專項測試探究了腦力疲勞對運動員有氧表現(xiàn)的影響，涉及跑步、自行車、鐵人三項、賽艇、皮劃艇等周期性耐力項目和足球等團體項目，這些研究中有氧表現(xiàn)的評價方法包括運動項目對應(yīng)運動模式的恒定負荷測試、遞增負荷測試以及自我配速計時測試。這些研究顯示，腦力疲勞下運動員有氧表現(xiàn)測試成績下降，具體表現(xiàn)為恒定負荷和遞增負荷測試中的力竭時間變短，遞增負荷測試中的總完成距離、最大攝氧量（VO_2max）、最大攝氧量對應(yīng)速度、峰值功率（W_peak）等指標(biāo)下降，自我配速計時測試中的總完成距離、平均速度和平均功率輸出下降，完成時間變長。結(jié)果表明，腦力疲勞對運動員恒定負荷、遞增負荷、自我配速等測試中的有氧表現(xiàn)均具有消極影響。在此基礎(chǔ)上，Martin、Filipas、Lopes等人的研究還發(fā)現(xiàn)，腦力疲勞對低水平、女性和年長運動員有氧表現(xiàn)的影響要分別大于高水平、男性和年輕運動員，說明腦力疲勞對運動員有氧表現(xiàn)的影響大小可能還存在運動水平、性別和年齡上的差異。不同于絕大部分研究，也有少部分研究顯示，腦力疲勞不會影響運動員的有氧表現(xiàn)，Van Cutsem、Filipas和Clark等人的研究顯示，有無腦力疲勞情況下運動員自我配速計時測試中的完成時間、平均速度、平均功率輸出等指標(biāo)類似，出現(xiàn)不同結(jié)果的原因可能與這些研究的測試環(huán)境、測試安排和受試者選擇等因素的不同有關(guān)。Filipas等人的研究中使用了平均年齡為11歲的賽艇運動員；而低齡的受試者已被證實不易受到腦力疲勞的影響，其主要源于受試者尚未發(fā)育完全的大腦前額葉皮層。

上述研究盡管已經(jīng)證實腦力疲勞會對運動員實驗場景下的有氧表現(xiàn)存在消極影響，然而弄清其是否能夠進一步遷移至實踐場景導(dǎo)致運動員比賽或訓(xùn)練中的有氧表現(xiàn)受損則更有參考價值。對此，9項研究探究了腦力疲勞對運動員比賽或訓(xùn)練中有氧表現(xiàn)的影響，其中5項針對團體項目，4項針對周期性耐力項目。在團體項目實踐場景的研究中，Smith等人首先探究了腦力疲勞對運動員45 min自我配速間歇跑訓(xùn)練的影響，在該項研究中作者讓10名來自足球、橄欖球和曲棍球等項目的男性運動員分別在90 min AX-CPT測試或紀(jì)錄片觀看后，通過自我感受控制強度的方式去完成45 min特定模式的間歇訓(xùn)練。研究結(jié)果顯示，腦力疲勞時運動員訓(xùn)練中完成的總距離下降，并且總距離的下降主要源于低強度（走、慢跑、跑）訓(xùn)練部分平均跑速和完成距離的減少，由此可見腦力疲勞也會對運動員比賽和訓(xùn)練中的有氧表現(xiàn)產(chǎn)生負面影響。相似的結(jié)果同樣出現(xiàn)在了Coutinho等人研究中，該研究把10名葡萄牙業(yè)余足球運動員分成實力均衡的2隊，讓其分別在有無腦力疲勞的情況下進行18 min的5對5（配備守門員）小場地比賽（SSG）對抗，然后對2種情況下運動員的跑動參數(shù)進行比較，研究結(jié)果顯示，腦力疲勞情況下運動員全場比賽的跑動距離較對照組（無腦力疲勞情況）下降3.3%，其中低速部分（7～9.9km/h）跑動距離下降4.2%，中速部分（10～15.9 km/h）跑動距離下降10.7%。

然而，也有部分研究顯示，腦力疲勞不會影響足球運動員SSG比賽中低中速度部分的跑動表現(xiàn)，個別研究甚至還出現(xiàn)了腦力疲勞情況下足球運動員SSG比賽中低中速度部分跑動表現(xiàn)更好的情況。出現(xiàn)這種差異的原因可能與團體項目比賽中運動員的低中速度跑動表現(xiàn)的影響因素眾多有關(guān)，即團體項目運動員比賽中低中速度部分的跑動表現(xiàn)不僅與有氧表現(xiàn)相關(guān)，還與運動員比賽中的戰(zhàn)術(shù)選擇、對手情況等因素緊密相關(guān)。與團體項目比賽中的跑動指標(biāo)相比，周期性耐力項目比賽成績的變化似乎更能直觀反映腦力疲勞對運動員有氧表現(xiàn)的影響。3項針對腦力疲勞與游泳比賽成績（200 m自由泳比賽、200 m游泳測試和1500 m游泳測試賽）和1項針對腦力疲勞與半程馬拉松比賽成績的研究結(jié)果均顯示，腦力疲勞可以降低運動員比賽過程中的平均速度，最后導(dǎo)致完成比賽的時間顯著或一定程度延長。盡管如此，也有1項針對周期性耐力項目實踐場景的研究得到與大多數(shù)研究不一致的結(jié)果，在此項研究中，Penna等人讓10名大師級別男子游泳運動員分別在45 min紙質(zhì)版Stroop任務(wù)和中性視頻觀看后進行800 m自由泳測試，結(jié)果顯示，2種情況下受試者的測試成績并不存在顯著差異。對于該結(jié)果，腦力疲勞沒有產(chǎn)生負面影響的原因可能與受試者的競技水平較高有關(guān)，這進一步支持了Martin等人提出的高水平運動員有著更好腦力疲勞抵抗能力的論述。綜上，腦力疲勞同樣會負面影響運動員實踐場景下的有氧表現(xiàn)。

在明確腦力疲勞影響運動員有氧表現(xiàn)的同時，許多研究還同步采集了運動員有氧表現(xiàn)測試過程中許多指標(biāo)的數(shù)值，試圖找出腦力疲勞負面影響有氧表現(xiàn)的原因或關(guān)聯(lián)因素。這些研究采集的指標(biāo)主要包括生理和主觀感知覺2個方面，涉及測試前、測試中和測試后3個時間段，具體為測試前主要采集動機指標(biāo)，測試中主要采集HR、HR_max（最大心率）、HRV、VO₂、BLA、VE（肺通氣量）、皮質(zhì)醇、RPE等指標(biāo)，測試結(jié)束主要采集BLA、RPE、sRPE（課次RPE）、HRV等指標(biāo)。研究呈現(xiàn)的總體結(jié)果顯示，腦力疲勞不會影響運動員參加測試的動機以及測試全程的生理指標(biāo)，對有氧表現(xiàn)的負面影響主要與測試過程中更高的RPE有關(guān)，即腦力疲勞會使運動員在接下來的有氧表現(xiàn)測試中感覺更加吃力和疲憊。在腦力疲勞負面影響有氧表現(xiàn)的少部分研究中，盡管也出現(xiàn)了個別生理指標(biāo)受腦力疲勞影響的現(xiàn)象，如Staiano等人的研究發(fā)現(xiàn)，運動員2000 m賽艇測功儀時間試驗測試中的HR和測試后的BLA在腦力疲勞情況下更低，然而這些生理指標(biāo)的變化并不能作為腦力疲勞負面影響有氧表現(xiàn)的合理解釋，其可能更多與腦力疲勞情況測試強度的下降有關(guān)。綜上所述，腦力疲勞對運動員有氧表現(xiàn)存在負面影響，并且這種負面作用的大小受到受試者競技水平、年齡、性別以及測試環(huán)境等因素影響，測試中更高的RPE水平可能是腦力疲勞影響運動員有氧表現(xiàn)的重要原因。

3.2無氧表現(xiàn)

與有氧表現(xiàn)一樣，無氧表現(xiàn)也是許多運動項目需要的重要能力，對于眾多持續(xù)時間短（如短跑、短距離游泳）的運動項目而言，良好的無氧表現(xiàn)是其成功的關(guān)鍵，對于眾多持續(xù)時間較長的運動項目（如長跑、足球、越野滑雪等）而言，比賽中良好的無氧表現(xiàn)可以幫助運動員處于有利位置，從而獲得戰(zhàn)勝對手的機會或優(yōu)勢。由此，腦力疲勞是否會對運動員的無氧表現(xiàn)產(chǎn)生影響同樣值得關(guān)注。盡管目前尚未有腦力疲勞是否影響運動員無氧表現(xiàn)的相關(guān)研究，但從一項腦力疲勞與短距離游泳測試成績的研究中似乎可以看出腦力疲勞對運動員無氧表現(xiàn)的影響。在該項研究中，F(xiàn)ortes等人讓25名國際級游泳運動員分別在30 min社交媒體使用和執(zhí)教視頻觀看后參加50 m自由泳測試，結(jié)果顯示2種情況下運動員完成測試的時間類似，均為25 s左右。由于該測試的發(fā)力模式（全力）和完成時間均接近于無氧表現(xiàn)的經(jīng)典測試（30 s Wingate測試），因此可以推測，腦力疲勞對運動員的無氧表現(xiàn)似乎不存在影響。一項針對腦力疲勞與健康人群無氧表現(xiàn)的研究證實了上述觀點，在該研究中，Duncan等人讓8名經(jīng)常鍛煉的成人分別在40 min持續(xù)性認知任務(wù)或情緒中性視頻觀看后參加4組組間間歇為4 min的30 s Wingate測試，結(jié)果顯示，持續(xù)認知任務(wù)和情緒中性視頻觀看2種情況下受試者Wingate測試的功率輸出并無顯著差異。綜合上述證據(jù)，腦力疲勞對運動員的無氧表現(xiàn)可能無影響。

3.3肌肉力量

由于肌肉力量的產(chǎn)生源于神經(jīng)支配和能量供應(yīng)下的肌肉收縮，因而腦力疲勞對機體能量供應(yīng)能力的影響勢必會在肌肉力量方面得到體現(xiàn)。9項研究探究了腦力疲勞對運動員肌肉力量的影響，涉及自行車、游泳等周期性耐力項目，乒乓球、羽毛球等持拍類項目，橄欖球等團體項目以及拳擊等格斗類項目，關(guān)注的力量包括肌肉最大自主收縮力量（MVC）和爆發(fā)力2種。3項研究關(guān)注了腦力疲勞對運動員肌肉MVC的影響，其中1項關(guān)注上肢肌肉（肘屈?。┑腗VC，另外2項關(guān)注下肢肌肉（膝伸?。┑腗VC，研究結(jié)果均顯示，腦力疲勞不會影響上下肢肌肉MVC測試中的峰值扭矩，提示腦力疲勞對運動員肌肉MVC無影響。6項研究主要聚焦下肢，關(guān)注了腦力疲勞對運動員肌肉爆發(fā)力的影響，其中5項研究實驗過程中肌肉爆發(fā)力的測試采用了無擺臂的反向縱跳（CMJ）測試，另外1項研究實驗過程中肌肉爆發(fā)力的測試采用了站立垂直跳（SVJ）和跑動垂直跳（RVJ）的方式，研究結(jié)果顯示，無論采用何種方式的肌肉爆發(fā)力測試，腦力疲勞均不會影響運動員測試過程中的跳躍高度，提示腦力疲勞對運動員肌肉爆發(fā)力同樣不存在影響。

盡管上述研究顯示腦力疲勞可能會影響運動員測試過程中的RPE水平，然而其并沒有轉(zhuǎn)換成對最大力量和爆發(fā)力的負面影響。對此，有研究指出，對于持續(xù)時間短的高強度運動能力／表現(xiàn).RPE不是其主要的限制因素，另一方面，在短時間高強度的運動中受試者可能難以敏感地覺察到感知覺方面的變化。此外，還有研究從腦區(qū)激活的視角闡述了短時間高強度運動沒受影響的可能原因，即短時間高強度運動期間受試者腦區(qū)激活的主要區(qū)域為后扣帶皮層，而腦力疲勞影響的主要腦區(qū)卻為前額葉皮層（PFC）、前扣帶皮層和背外側(cè)前額葉皮層（DLPFC）等區(qū)域。上述數(shù)據(jù)進一步支持了腦力疲勞對運動員無氧表現(xiàn)無影響的推論。綜上所述，腦力疲勞對運動員最大力量和肌肉爆發(fā)力無影響。

3.4沖刺表現(xiàn)

2項研究探究了腦力疲勞對運動員沖刺表現(xiàn)的影響。在其中1項研究中，Weerakkody等人讓25名男性業(yè)余橄欖球運動員分別在30 min電腦版Stroop任務(wù)和紀(jì)錄片觀看后，以最快的速度完成20m的直線沖刺以及約22 m的變向沖刺（AFL測試，5次變向），研究結(jié)果顯示，有無腦力疲勞情況下，運動員直線沖刺（3.23 s vs.3.22 s）和變向沖刺（8.46s vs. 8.51s）的成績類似，即腦力疲勞似乎不會影響運動員的沖刺表現(xiàn)。這與另外一項研究的結(jié)果一致，在該項研究中，F(xiàn)ortes等人發(fā)現(xiàn)，無論腦力疲勞與否，16名男子短跑運動員100 m和200 m的成績均無顯著變化。上述研究呈現(xiàn)的結(jié)果同樣一定程度支持了腦力疲勞對運動員無氧表現(xiàn)無影響的推論，并且綜合上述證據(jù)似乎可以看出，腦力疲勞對短時間高強度運動表現(xiàn)或者說以無氧供能為主運動表現(xiàn)的影響較小，但對長時間次高強度運動表現(xiàn)或以有氧供能為主運動表現(xiàn)的影響較大。盡管如此，近年來也有部分研究發(fā)現(xiàn)高強度運動表現(xiàn)會受到腦力疲勞的影響。Veness等人發(fā)現(xiàn)腦力疲勞會顯著降低板球運動員run-two測試（類似變向沖刺）的成績（6.29 s vs.6.19 s），F(xiàn)ortes等人發(fā)現(xiàn)腦力疲勞情況下游泳運動員100 m自由泳的成績顯著下降（約56.5 s vs.約55.5 s）。這些研究的出現(xiàn)，使得科研領(lǐng)域需要進一步思考并細化腦力疲勞與高強度運動表現(xiàn)關(guān)系的研究，如什么情況下高強度運動表現(xiàn)會受到腦力疲勞的影響，腦力疲勞對相關(guān)運動表現(xiàn)的影響需要有氧供能的作用占比達到多大或運動時間持續(xù)多長會產(chǎn)生等等。

3.5其他體能表現(xiàn)

自2022年以來，還有少部分研究探究了腦力疲勞對運動員靈敏、平衡、協(xié)調(diào)、重復(fù)沖刺和重復(fù)靈敏等其他體能表現(xiàn)的影響。其中針對靈敏、平衡、協(xié)調(diào)3項含有認知參與體能表現(xiàn)的研究結(jié)果顯示，腦力疲勞會負面影響運動員的協(xié)調(diào)表現(xiàn)，但不會影響運動員的靈敏和平衡表現(xiàn)。對于該結(jié)果，其可能源于3項體能表現(xiàn)當(dāng)中認知的需求差異，即協(xié)調(diào)表現(xiàn)的認知需求可能要大于靈敏和平衡表現(xiàn)，因而受到了腦力疲勞的負面影響。據(jù)此也可推測，認知需求稍大的競技表現(xiàn)易受腦力疲勞影響，認知需求稍低的競技表現(xiàn)不易受腦力疲勞影響。該推測一定程度得到了Staiano等人研究的支持，該研究發(fā)現(xiàn)靈敏測試在增加了測試輪數(shù)之后（重復(fù)靈敏，增加了認知需求）受到腦力疲勞的負面影響。在上述體能表現(xiàn)以外，有學(xué)者還進一步探究了腦力疲勞對運動員重復(fù)沖刺表現(xiàn)的影響，試圖明確沖刺表現(xiàn)在增加輪數(shù)之后是否會受到腦力疲勞的影響，研究結(jié)果顯示，沖刺表現(xiàn)在增加了測試輪數(shù)以后依然不會受到腦力疲勞的負面影響。由此可以看出，重復(fù)沖刺表現(xiàn)盡管增加了沖刺輪數(shù)，但可能與單輪沖刺表現(xiàn)一樣，仍然屬于不易受腦力疲勞影響的無氧供能主導(dǎo)的高強度運動表現(xiàn)。上述證據(jù)雖然一定程度明確了腦力疲勞與運動員靈敏、平衡、協(xié)調(diào)、重復(fù)沖刺和重復(fù)靈敏之間的關(guān)系，但考慮到其涉及證據(jù)相對較少，且僅限于足球等團體項目，使得上述結(jié)論仍然需要在項目中積累證據(jù)予以確認。

3.6技術(shù)表現(xiàn)

除了關(guān)注腦力疲勞是否影響體能表現(xiàn)，在足球、籃球、板球等團體項目及乒乓球等持拍類項目中，科研人員對腦力疲勞是否影響運動員的技術(shù)表現(xiàn)也尤為關(guān)注。對腦力疲勞與運動員技術(shù)表現(xiàn)的關(guān)注始于Smith等人2016年的一項研究，在該項研究中，14名訓(xùn)練有素的男性足球運動員分別于30 min的紙質(zhì)版Stroop任務(wù)和中性雜志閱讀后，參與拉夫堡足球傳球（LSPT，主要評價傳球技術(shù)）和拉夫堡足球射門（LSST，主要評價射門技術(shù)）2項技術(shù)測試，結(jié)果顯示腦力疲勞情況下運動員LSPT測試原始時間、罰時和最終時間3項指標(biāo)中，罰時顯著上升，最終時間出現(xiàn)了上升趨勢，LSST測試射門精確性、射門速度、射門序列時3項指標(biāo)中，射門精確性和射門速度出現(xiàn)顯著下降，研究結(jié)果說明腦力疲勞會導(dǎo)致足球運動員的傳球和射門技術(shù)受到負面影響。后期針對足球運動員的多項研究證實了Smith等人的結(jié)論，在2項足球運動員技能評價同樣采用LSPT和LSST測試的相關(guān)研究中，F(xiàn)ilipas和Smith等科研人員一定程度重復(fù)了上述研究并驗證了結(jié)論：在另外2項足球運動員技術(shù)表現(xiàn)評價采用SSG比賽的相關(guān)研究中，Badin和Trecroci等科研人員發(fā)現(xiàn)，腦力疲勞不僅會負面影響足球運動員比賽中的傳球、射門技術(shù)表現(xiàn)，還會負面影響足球運動員鏟球、控球等一些技術(shù)的質(zhì)量。

隨著腦力疲勞與足球運動員技術(shù)表現(xiàn)研究的不斷展開，科研領(lǐng)域圍繞腦力疲勞與技術(shù)表現(xiàn)的研究也開始逐漸轉(zhuǎn)向其他一些受技術(shù)影響相對較大的運動項目，如團體項目中的籃球、板球、橄欖球和持拍類項目中的乒乓球，科研人員針對這些項目的研究結(jié)果與足球相似，即腦力疲勞同樣會負面影響這些項目運動員比賽或測試中的技術(shù)表現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，多個項目的研究人員還從技術(shù)動作的速度和精確性2個方面深化了腦力疲勞與技術(shù)表現(xiàn)的關(guān)系：一部分研究顯示，腦力疲勞可以通過降低運動員技術(shù)動作的速度負面影響運動員的技術(shù)表現(xiàn)或質(zhì)量：但更多研究顯示，技術(shù)表現(xiàn)或質(zhì)量的下降主要由技術(shù)動作的準(zhǔn)確性受到破壞導(dǎo)致。進一步的研究表明，上述技術(shù)動作速度和準(zhǔn)確性的變化，主要與腦力疲勞情況下運動員表現(xiàn)監(jiān)控和調(diào)整能力下降、注意力指向和聚焦能力降低、不能有效利用可用的信息為隨后的動作做準(zhǔn)備等有關(guān)，即腦力疲勞對運動員技術(shù)表現(xiàn)的負面影響主要源于腦力疲勞情況下運動員執(zhí)行功能的破壞。

3.7戰(zhàn)術(shù)和決策表現(xiàn)

腦力疲勞對普通人和運動員群體認知表現(xiàn)的負面影響已在科研領(lǐng)域得到共識，在此背景下，戰(zhàn)術(shù)作為認知需求較高的競技表現(xiàn)是否會受到腦力疲勞影響引發(fā)了科研人員較大的探索興趣。有關(guān)腦力疲勞對戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)影響的研究主要集中于周期性耐力和團體2類項目。在周期性耐力項目中（如1500m自由泳、5km跑步和1000 m靜水皮劃艇），如何合理分配體能（即配速策略）去獲取更好的成績被認為是運動員實施戰(zhàn)術(shù)的重要體現(xiàn)。對此，多項研究探究了腦力疲勞對運動員配速策略的影響，其中4項研究基于實驗室條件探究了腦力疲勞對運動員5 km跑臺跑步、1500m賽艇測功儀劃船、4km和20 km功率自行車騎行等計時（time trail）測試配速策略的影響，2項研究基于場地環(huán)境探究了腦力疲勞對運動員100m、200m自由泳模擬比賽以及1500m游泳（未報告泳姿）測試配速策略的影響。研究結(jié)果顯示，無論腦力疲勞與否，運動員上述測試中的配速策略始終為消極型、J型、J型、U型、積極型、積極型和全力型（配速策略的具體類型詳見Abbiss等人的研究），以上2種實驗條件下的研究結(jié)果均說明腦力疲勞可能不會影響運動員周期性耐力項目比拼中的戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)。然而，由于上述6項研究實驗開展過程中并未給受試者匹配角逐對象（實際比賽中對手可能對運動員的戰(zhàn)術(shù)選擇也有影響），因而腦力疲勞對周期性耐力項目運動員戰(zhàn)術(shù)影響的研究結(jié)果還需要在有對手的情況下進行進一步驗證。

在團體項目中，以Coutinho、Kunrath和Silva等人為代表的體育科研工作者主要圍繞腦力疲勞對足球項目運動員戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)的影響做了一系列研究。不同于周期性耐力項目，對足球項目的研究顯示，腦力疲勞對運動員的戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)具有一定負面影響。Coutinho等基于足球運動員有無腦力疲勞情況參加24 min（6對6）和18 min（5對5）SSG比賽中的GPS位置數(shù)據(jù)信息發(fā)現(xiàn)，腦力疲勞可以降低足球運動員比賽過程中分散、聚集速度，縱向、橫向同步化等參數(shù)的水平，并且他還發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的下降可能與腦力疲勞破壞運動員利用環(huán)境和隊員／對手位置信息的能力（尤其是后者）有關(guān)。通過GPS數(shù)據(jù)，科研人員明確了腦力疲勞對團體項目運動員整體戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)的負面影響，然而由于其不能細致到更為具體的戰(zhàn)術(shù)，限制了這些研究數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值。對此，Kunrath和Silva等人在Coutinho研究的基礎(chǔ)上引入了足球戰(zhàn)術(shù)評價系統(tǒng)（FUT-SAT），基于該系統(tǒng)他們探究了腦力疲勞對足球運動員4min、12min（3對3）SSG比賽時10種核心戰(zhàn)術(shù)（5種進攻戰(zhàn)術(shù)和5種防守戰(zhàn)術(shù)）的影響，研究結(jié)果顯示，腦力疲勞會降低進攻覆蓋面（offensive coverage）、進攻寬度與深度（width and length）和進攻統(tǒng)一性（offensive unity）3種進攻戰(zhàn)術(shù)，防守統(tǒng)一性（delay）、平衡（balance）、集中（concentration）和防守統(tǒng)一性（defensive unity）4種防守戰(zhàn)術(shù)的質(zhì)量。上述結(jié)果提示，以上7種戰(zhàn)術(shù)需要著重關(guān)注腦力疲勞的不利影響。另外，在明確腦力疲勞負面影響足球項目戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)的同時，這些結(jié)論是否可以類推到實際比賽和其他團體項目（籃球、排球等）中，則是接下來體育科研領(lǐng)域需要考慮和解決的問題。綜合上述研究，腦力疲勞對團體項目運動員的戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)存在負面影響，并且這種負面影響目前被認為主要與腦力疲勞情況下運動員視野縮小導(dǎo)致賽場信息利用能力下降和認知表現(xiàn)受損（特別是動作準(zhǔn)備和認知控制）等有關(guān)（尤其是前者）。

決策是指機體大腦感知環(huán)境信息、正確解讀信息并據(jù)此給出合理運動反應(yīng)的能力。與戰(zhàn)術(shù)一樣，決策作為另外一種認知需求較高的競技表現(xiàn)是否會受腦力疲勞的影響同樣得到了科研人員的關(guān)注。根據(jù)腦力疲勞與戰(zhàn)術(shù)的相關(guān)研究如腦力疲勞破壞運動員利用環(huán)境和隊員／對手位置信息的能力，可以推斷腦力疲勞勢必會影響運動員比賽中的決策表現(xiàn)。最近多項研究證實了此觀點，至少5項研究均以足球為突破口，探究了腦力疲勞對團體項目運動員比賽中傳球、射門和運球等決策表現(xiàn)的影響，相應(yīng)的結(jié)果表明，腦力疲勞對團體項目運動員比賽中的傳球、射門和運球等決策表現(xiàn)均具有負面影響。

此外，有研究證據(jù)顯示，腦力疲勞對格斗類項目運動員比賽中的決策表現(xiàn)也存在負面影響。Fortes等人的研究中，8名女性和13名男性業(yè)余拳擊運動員分別在30 min社交媒體應(yīng)用、30 min電子游戲暴露和30 min執(zhí)教視頻觀看3種任務(wù)處理后，進行4輪持續(xù)2min間歇1min的拳擊模擬比賽，并觀察運動員比賽中進攻和防守決策表現(xiàn)的變化，結(jié)果顯示，30min社交媒體應(yīng)用和電子游戲暴露2種情況下運動員進攻和防守的決策表現(xiàn)均較對照情況顯著下降。

綜上，腦力疲勞對周期性耐力項目運動員比賽中的戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)無影響，對格斗類項目運動員比賽中的決策表現(xiàn)有負面影響，對團體項目運動員比賽中的戰(zhàn)術(shù)和決策表現(xiàn)均具有負面影響，提示團體項目應(yīng)關(guān)注腦力疲勞對戰(zhàn)術(shù)和決策2項表現(xiàn)的負面影響，其中格斗類項目還需關(guān)注腦力疲勞對決策表現(xiàn)的負面影響。

3.8腦力疲勞與其他因素結(jié)合對運動員競技表現(xiàn)的綜合影響

近年來，還有少量研究開始關(guān)注腦力疲勞結(jié)合其他因素對運動員競技表現(xiàn)的綜合影響。Filipas等人探究了腦力疲勞結(jié)合睡眠不足對競技表現(xiàn)的綜合影響，他讓19名業(yè)余籃球運動員分別在睡眠充足有無腦力疲勞的情況下（對照組、腦力疲勞組）和睡眠剝奪有無腦力疲勞（睡眠剝奪組、腦力疲勞+睡眠剝奪組）的情況下完成60個籃球自由投射技能測試。研究結(jié)果顯示，腦力疲勞組、睡眠剝奪組和腦力疲勞+睡眠剝奪組的自由投射表現(xiàn)均較對照組顯著下降，然而腦力疲勞+睡眠剝奪兩者結(jié)合相較于單純腦力疲勞和睡眠剝奪，并不會進一步降低受試者的自由投射表現(xiàn)。由此可見睡眠剝奪的加入可能不會加劇腦力疲勞對運動員競技表現(xiàn)的負面影響。

不同于睡眠剝奪，熱應(yīng)激因素的加入可能會加劇腦力疲勞對運動員競技表現(xiàn)的負面影響。盡管目前尚無直接針對腦力疲勞結(jié)合熱應(yīng)激對運動員群體競技表現(xiàn)影響的相關(guān)研究，但是針對身體素質(zhì)較好健康男性的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，受試者在腦力疲勞+30 min 40℃的溫水浸泡（熱應(yīng)激）情況下完成80% VO_2max強度恒定負荷騎行的力竭時間（9min）要遠遠短于單純腦力疲勞（17min）、熱應(yīng)激（12min）以及對照情況（18 min）下的騎行時間。該項研究似乎顯示，熱應(yīng)激的加入可能會加重腦力疲勞對運動員競技表現(xiàn)的負面影響。綜上所述，腦力疲勞與熱應(yīng)激結(jié)合會更為嚴重地負面影響運動員的競技能力，需要重點關(guān)注和避免。

3.9小結(jié)

腦力疲勞對運動員無氧、肌肉力量、沖刺、重復(fù)沖刺、靈敏等競技表現(xiàn)無影響或影響較小，但對運動員的有氧、協(xié)調(diào)、技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等競技表現(xiàn)具有負面影響或影響較大，即：腦力疲勞對運動員無氧主導(dǎo)的短時間高強度競技表現(xiàn)和認知或執(zhí)行功能需求稍低競技表現(xiàn)的影響較小，但對有氧主導(dǎo)的長時間次高強度競技表現(xiàn)和認知或執(zhí)行功能需求稍高的競技表現(xiàn)影響較大（見圖3）。熱應(yīng)激等因素的加入可能會加重腦力疲勞的負面影響。

4腦力疲勞影響運動員競技表現(xiàn)的可能機制

上述諸多研究已明確了腦力疲勞對運動員有氧、協(xié)調(diào)、重復(fù)靈敏、技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等眾多競技表現(xiàn)的負面影響，在此基礎(chǔ)上，進一步探索其中的可能機制，將有助于后期腦力疲勞負面作用預(yù)防和消除策略的制定。本文基于現(xiàn)有文獻從腦力疲勞如何產(chǎn)生以及怎樣發(fā)揮影響2個方面梳理了其中的可能機制。

4.1腦力疲勞產(chǎn)生的可能機制

有關(guān)腦力疲勞產(chǎn)生的可能機制，目前相關(guān)研究主要從微觀和宏觀2個方面對此進行了解釋和闡述。微觀方面，一部分基于腦電圖（EEG）的研究發(fā)現(xiàn)，腦力疲勞的產(chǎn)生過程總是伴隨著前額葉皮層α波和θ波功率的增強，對此，他們認為前額葉皮層α波和θ波功率的增強可能是腦力疲勞產(chǎn)生的重要原因。另一部分基于功能性近紅外光譜技術(shù)（fNIRS）的研究認為，腦力疲勞的產(chǎn)生可能與受試者前額葉皮層氧合濃度的下降有關(guān)，即前額葉皮層氧合濃度的下降影響了該區(qū)域氧氣的供應(yīng)，從而導(dǎo)致腦力疲勞的發(fā)生。除此之外，還有科研人員發(fā)現(xiàn)大腦前扣帶皮層局部可用能源物質(zhì)減少導(dǎo)致的細胞外腺苷濃度累積、多巴胺減少也是腦力疲勞產(chǎn)生的重要原因。

不同于上述研究，Ishii等人從宏觀方面闡述了腦力疲勞產(chǎn)生的可能機制。他的研究提出了腦力疲勞的雙調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型，該模型由額葉皮層、丘腦、基底神經(jīng)節(jié)和邊緣系統(tǒng)組成的精神加強系統(tǒng)和島葉皮層、后扣帶皮層組成的精神抑制系統(tǒng)2部分構(gòu)成，其中精神加強系統(tǒng)的作用為維持或增加受試者的認知表現(xiàn)，精神抑制系統(tǒng)的作用為降低受試者的認知表現(xiàn)，維持受試者的穩(wěn)態(tài)；基于該模型，受試者腦力疲勞產(chǎn)生的原因可以歸于精神加強系統(tǒng)的激活不夠、精神抑制系統(tǒng)的活動增強以及兩者的綜合作用（前者降后者升）。

綜上，運動員腦力疲勞產(chǎn)生的可能機制從微觀方面可以歸于前額葉皮層α、β波功率的增強及氧合濃度的下降，前扣帶皮層腺苷濃度的增加及多巴胺濃度的減少，從宏觀方面可以歸于精神加強系統(tǒng)的激活不夠、精神抑制系統(tǒng)的活動增強以及兩者的綜合作用。

4.2腦力疲勞影響競技表現(xiàn)的可能機制

有關(guān)腦力疲勞影響競技表現(xiàn)的可能機制目前競技體育科研領(lǐng)域主要采用心理生物學(xué)模型和受試者執(zhí)行功能受損對其進行解釋。前者主要用于腦力疲勞對有氧表現(xiàn)影響的解釋：后者主要用于腦力疲勞對技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等競技表現(xiàn)影響的解釋。根據(jù)上述分析可知，腦力疲勞對運動員有氧表現(xiàn)的影響主要與受試者后續(xù)運動過程中更高的RPE有關(guān)。

因此，目前競技體育的科研人員主要聚焦2個問題，對腦力疲勞影響有氧表現(xiàn)的機制進行了進一步的探討和闡述：（1）腦力疲勞如何提升RPE？（2） RPE的升高如何降低有氧表現(xiàn)？針對第1個問題，目前的研究認為腦力疲勞提升RPE可能與大腦相應(yīng)區(qū)域腺苷濃度的增多有關(guān)，即長時間的認知活動引起腺苷在前扣帶皮層累積，前扣帶皮層作為重要的努力感知區(qū)域會在腺苷的作用下升高受試者在接下來運動中的努力感知（RPE） 。針對第2個問題（腦力疲勞如何降低有氧表現(xiàn)），現(xiàn)有的研究認為可以用耐力表現(xiàn)的心理生物學(xué)模型進行解釋。該模型認為，受試者耐力／有氧表現(xiàn)測試過程中的成績主要由努力感知和潛在動機（受試者在一項任務(wù)中愿意投入的最大努力）共同決定，當(dāng)測試過程中的努力感知超過潛在動機或努力感知極度強烈使繼續(xù)任務(wù)看起來不大可能時，受試者會有意識地去停止運動或下調(diào)他們投入測試的努力程度（如降低速度）。因此，在該模型中任何影響努力感知和潛在動機的因素都有可能影響受試者的有氧表現(xiàn)。

不同于有氧表現(xiàn)，現(xiàn)有研究顯示，協(xié)調(diào)、重復(fù)靈敏、技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等競技表現(xiàn)受到負面影響的原因主要與腦力疲勞破壞運動員的執(zhí)行功能有關(guān)（如RT變長、ACC下降、注意力難以集中等）。證據(jù)表明，前扣帶皮層和前額葉皮層2個腦力疲勞作用的主要腦區(qū)不僅與人體努力感知的形成有關(guān)，還決定了運動員執(zhí)行功能的發(fā)揮。研究顯示，前扣帶皮層和前額葉皮層是情緒加工與控制、自我調(diào)節(jié)、表現(xiàn)監(jiān)控、錯誤糾正／故障處理、努力／獎勵程序、堅持不懈完成任務(wù)、注意力分配、動作準(zhǔn)備和決策或計劃等一系列執(zhí)行功能的重要控制／參與腦區(qū)，并與積極主動行為和目標(biāo)導(dǎo)向練習(xí)等密切相關(guān)。因此，作為腦力疲勞產(chǎn)生涉及的主要腦區(qū)，前扣帶皮層和前額葉皮層的功能可能會受到腦力疲勞的影響，如多巴胺的減少會影響神經(jīng)細胞之間信息的傳遞能力；這其中也包括了運動員執(zhí)行功能的受損，而執(zhí)行功能作為運動員技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策表現(xiàn)發(fā)揮的重要決定因素，又進一步影響了上述競技表現(xiàn)的發(fā)揮。圖4主要基于上述機制，以足球項目為例構(gòu)建了腦力疲勞影響競技表現(xiàn)的作用模型，較為全面地展示了腦力疲勞對運動員競技表現(xiàn)的影響和作用過程。

除了上述理論，近年來，也有許多研究采用了自我控制資源消耗模型、保護模型、認知控制理論、雙調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型、內(nèi)感受理論等其他理論對腦力疲勞與運動員競技表現(xiàn)的關(guān)系進行解釋，如自我控制資源消耗模型認為人體的自我控制能力是有限的，并且決定著許多競技能力的表現(xiàn)（如有氧、技術(shù)、決策等），受試者在運動任務(wù)前進行高強度和高努力的任務(wù)（如腦力疲勞任務(wù)）會消耗此能力，該能力的下降會導(dǎo)致受試者在隨后的相關(guān)任務(wù)（有氧、技術(shù)和決策等）中不能投入更多的自我控制，從而導(dǎo)致這些任務(wù)的表現(xiàn)下降；雙調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型指出機體的身體疲勞也存在加強和抑制2個系統(tǒng)，加強系統(tǒng)的作用為維持和增加運動表現(xiàn)，抑制系統(tǒng)的作用為降低運動表現(xiàn)。身體疲勞和腦力疲勞的抑制系統(tǒng)存在重疊，因而腦力疲勞產(chǎn)生時精神抑制系統(tǒng)活動增強的同時也啟動了身體疲勞的抑制系統(tǒng)，從而導(dǎo)致接下來的運動表現(xiàn)下降。上述理論在競技體育領(lǐng)域的應(yīng)用盡管相對較少，但同樣一定程度揭示了腦力疲勞影響競技表現(xiàn)的可能機制。

5研究不足與未來展望

盡管競技體育領(lǐng)域已圍繞腦力疲勞進行了大量的研究，但仍存在以下不足亟需完善和改進。

（1）腦力疲勞誘導(dǎo)方面，現(xiàn)有的方案存在著生態(tài)學(xué)效度不佳（心理認知類）.誘導(dǎo)效果不穩(wěn)定（電子暴露和運動類）、操作復(fù)雜且存在干擾因素（運動類）等問題。對此，未來首先需明確幾種類型方案誘導(dǎo)的腦力疲勞是否存在本質(zhì)上的差異，如無明顯差異，則無需過度糾結(jié)外在表現(xiàn)或誘導(dǎo)形式上的區(qū)別，即生態(tài)學(xué)效度；如有明顯差異則需要以Stroop等心理認知類方案為基礎(chǔ)進一步研發(fā)或探索誘導(dǎo)效果好、操作簡便、干擾因素少且兼具生態(tài)學(xué)效度的腦力疲勞誘導(dǎo)方案，如進一步優(yōu)化電子暴露類方案使誘導(dǎo)效果更穩(wěn)定。

（2）腦力疲勞測量方面，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)存在著難以對腦力疲勞是否誘導(dǎo)成功以及誘導(dǎo)效果如何做出準(zhǔn)確判定等問題。對此，未來需要構(gòu)建以常用指標(biāo)（尤其是VAS-MF指標(biāo)）為基礎(chǔ)，基于效應(yīng)量、變化幅度或具體數(shù)值的腦力疲勞成功誘導(dǎo)評判標(biāo)準(zhǔn)和誘導(dǎo)效果分類標(biāo)準(zhǔn)。

（3）現(xiàn)有研究主要探究了腦力疲勞對足球、自行車、游泳等部分項目較低水平男性運動員實驗場景下有氧、無氧、肌肉力量、沖刺、協(xié)調(diào)、技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等競技表現(xiàn)的影響，所涉及的受試者群體、競技表現(xiàn)和測試場景仍然十分有限。對此，未來還需進一步開展涉及其他受試者群體（其他項目、女性等）、競技表現(xiàn)（如重復(fù)變向等）和測試場景（如高濕、低氧等）等方面的相關(guān)研究，以豐富競技體育領(lǐng)域?qū)δX力疲勞的認識。

（4）腦力疲勞影響運動員競技表現(xiàn)的許多可能機制目前仍處于假設(shè)階段，缺乏直接或間接的證據(jù)支撐，因此，未來還需采用更加多元的手段、先進的設(shè)備進行更深入的人體實驗對其予以驗證和完善，為后期更加精準(zhǔn)有效的腦力疲勞干預(yù)提供基礎(chǔ)。

6結(jié)論與建議

6.1結(jié)論

（1）競技體育腦力疲勞誘導(dǎo)方案眾多、時間設(shè)置長短不一，但以Stroop為代表的心理認知類方案和30～60 min的時間設(shè)置是現(xiàn)階段可供選擇的適宜方案和時長。

（2）競技體育腦力疲勞以主觀測量法為主、客觀測量法為輔進行測量，干預(yù)后主觀、認知或生理等一個或多個方面指標(biāo)相較對照組或任務(wù)前出現(xiàn)顯著變化，是目前腦力疲勞是否成功誘導(dǎo)的判定標(biāo)準(zhǔn)。

（3）腦力疲勞會負面影響運動員有氧、協(xié)調(diào)、重復(fù)靈敏、技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等競技表現(xiàn)，但對靈敏、無氧、肌肉力量、沖刺、重復(fù)沖刺等競技表現(xiàn)影響較小，即腦力疲勞對無氧供能主導(dǎo)的短時間高強度運動表現(xiàn)和認知或執(zhí)行功能需求稍小的競技表現(xiàn)影響較小，對有氧主導(dǎo)的長時間次高強度運動表現(xiàn)和認知或執(zhí)行功能需求稍大的競技表現(xiàn)具有負面影響。

（4）前額葉皮層α、β波功率增強和血氧濃度下降，前扣帶皮層腺苷濃度增加和多巴胺濃度下降，精神加強系統(tǒng)激活不夠，精神抑制系統(tǒng)活動增強等，是運動員腦力疲勞產(chǎn)生的可能機制，RPE升高、執(zhí)行功能破壞等是腦力疲勞負面影響運動員競技表現(xiàn)的可能機制。

（5）腦力疲勞誘導(dǎo)方案的優(yōu)化，誘導(dǎo)效果和判定標(biāo)準(zhǔn)等的細化和構(gòu)建，腦力疲勞影響運動員競技表現(xiàn)在受試者群體、競技表現(xiàn)和測試場景等方面的研究拓展以及相關(guān)機制的確認和完善等，是未來競技體育開展腦力疲勞研究的方向。

6.2建議

（1）競技體育領(lǐng)域腦力疲勞研究開展中，現(xiàn)階段可選用時長為30～60min以Stroop任務(wù)為代表的心理認知類方案去誘導(dǎo)腦力疲勞，并以主觀測量法結(jié)合客觀測量法對腦力疲勞的誘導(dǎo)效果進行判定。

（2）運動員有氧、協(xié)調(diào)、重復(fù)靈敏、技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)和決策等競技表現(xiàn)的評估、訓(xùn)練以及比賽等情況需要避免腦力疲勞，因為腦力疲勞可能會影響上述表現(xiàn)／能力評估的準(zhǔn)確性，訓(xùn)練的質(zhì)量以及其在比賽中的良好發(fā)揮，從而直接或間接影響運動員比賽的勝負。

（3）根據(jù)腦力疲勞影響運動員競技表現(xiàn)的可能機制，可以通過相應(yīng)腦區(qū)（前額葉皮層和前扣帶皮層等）和相應(yīng)關(guān)鍵因素（腺苷、RPE、執(zhí)行功能等）的干預(yù)，減輕或消除腦力疲勞的負面影響。

（4）我國競技體育領(lǐng)域可在借鑒國外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，針對腦力疲勞誘導(dǎo)、測量、對競技表現(xiàn)影響及機制等方面的不足開展研究，促進國內(nèi)該領(lǐng)域的快速發(fā)展。

作者貢獻聲明：

楊威：收集資料，制作圖表，撰寫論文。

廖開放，高崇，卞超，趙少聰：提出修改意見，參與論文審校。

黎涌明：提供論文選題和撰寫思路，修改、審校論文。