精神疲劳对气手枪项目运动员身体稳定性的影响研究

王旭

摘 要：文章通过模拟比赛分析运动员的心率变异性、平衡能力、据枪稳定性指标的变化，探讨了精神疲劳对气手枪项目运动员身体稳定性的影响。随机抽取8名气手枪运动员为受试者，测试其精神疲劳前后安静状态下的心率变异性、平衡能力及据枪稳定性。运动员经过模拟比赛后会产生精神疲劳，RMSSD显著降低、LF/HF比值显著增加。平衡能力在A值与重心包络面积上无显著性差异，但在前后、左右晃动指标值上存在显著性差异，其对气手枪运动员专项平衡能力无明显影响。结果表明：精神疲劳会导致运动员据枪能力及身体稳定性下降。

关键词：精神疲劳；气手枪项目运动员；平衡能力；据枪稳定性；身体稳定性

气手枪项目是以技能为主导的准确性项目。气手枪技术动作中的身体稳定性是指运动员所表现出来的身体动作的稳定程度，其涉及姿势控制、据枪、瞄准、击发等动作环节，其中，据枪是所有动作的基础，正确地据枪为瞄准和击发创造了条件。精神疲劳是人体长时间进行认知活动导致的生理及心理状态的变化，其内在反应为脑电波、瞳孔、心率变异性、情绪发生变化，分析性信息处理的倾向性增加。外在表现为疲惫感增加、控制能力和平衡能力下降、反应时间延长等。本研究通过模拟比赛诱导运动员产生精神疲劳，以了解精神疲劳对气手枪项目运动员身体稳定性的影响。

1 研究对象与方法

1.1研究对象

以8名男性气手枪二级运动员为研究对象，受试者年龄18±1.2岁，身高174±3.4cm，体重69±4.3kg，训练年限为2.38±0.52年。经体格检查，受试者均无下肢运动损伤史。在进行实验前，研究者明确告知受试者实验的具体流程和相关注意事项，并邀请受试者填写知情同意书。

1.2 实验测试

1.2.1 实验仪器

BTS P-WALK三维运动捕捉系统、Firstbeat心率测试系统与俄罗斯SCATT激光测试系统、75%酒精、棉球等。

1.2.2 心率变异性测试

在测试开始前，运动员仰卧并保持安静状态。实验人员帮助运动员佩戴Firstbeat心率带至胸骨柄位置，通过电脑搜集信号并连接至数据端。当心率变异性测试开始时，运动员应在安静状态下保持5min，等测试结束后通过计算机导出其心率变异性的原始数据，测试指标包括时域指标：SDNN、RMSSD与频域指标：LF、LF/HF。

1.2.3 平衡能力测试

心率变异性测试结束后，运动员站立，双臂自然下垂于身体两侧，双脚与肩同宽，站立测试时间为1min，采集前5个10s和后3s的平衡测试数据。测试指标为：左右方向晃动（mm）、前后方向晃动（mm）、重心晃动长度（mm）、重心包络面积（mm2）、A=（晃动长度/包络面积）。

1.2.4 据枪稳定性测试

采用俄罗斯SCATT激光测试系统，输入运动员的身高、体重、性别、年龄等，运动员预先进行15min试射后，进行75min计分射60发的模拟比赛。测试指标为：10环内瞄准时间占瞄准总时间的百分比。

1.2.5 实验步骤

为防止运动员等待时间过长影响测试结果，本次实验分为4次，每次两位运动员同时进行。预先调试设备，组织运动员进入场地并进行常规准备活动，测试运动员安静状态下的心率变异性及平衡能力，测试完成后进行第一次模拟比赛。当完成第一次模拟比赛后，随即测试心率变异性、平衡能力，然后进行第二次模拟比赛，分析两次举枪的稳定性，方式与之前相同。

2 研究结果

2.1 模拟比赛前后心率变异性的变化

运动员在完成75min 60次射击后，其心率变异性指标中的时域指标RMSSD由模拟比赛前的28.34±12.49降低到16.11±4.85，具有显著性差异（P<0.05）；频域指标LF/HF由赛前的1.13±1.1增加至4.08±0.75，具有非常显著性差异（P<0.01）。这说明长时间的射击练习会对运动员心率变异性产生影响，导致疲劳的产生，同时，完成射击后运动员SDNN与LF指标虽有变化，SDNN指标由射击前的41.58±14.34下降到34±13.88，而LF由测试前的431.99±195.6上升到611.54±433.37，但两组指标的变化并未产生显著性差异（P>0.05）。

2.2 模拟比赛前后平衡能力的变化

模拟比赛前后，运动员站立重心晃动长度由47.54±0.52mm增加至50.71±1.92mm，左右方向晃动由4.45±0.26mm增加到5.49±0.5mm、前后方向晃动由4.42±0.32mm增加到5.42±0.81mm，三项指标均存在显著性差异（P<0.05）；而A值由13.6±0.98mm增加至13.36±1.05mm，重心包络面积由3.49±0.19mm增加到3.81±0.3mm，指标虽有增加，但无显著性差异（P>0.05）。

2.3 两次模拟比赛据枪稳定性的变化

两次模拟比赛射击过程中据枪稳定性指标由52.40±3.08降低至50.25±3.69，且出现非常显著性差异（P<0.01），这表明运动员在击发10环内的持枪臂瞄准时间下降或瞄准总时间增加。

3 分析与讨论

3.1 模拟比赛对精神疲劳的影响

心率变异性是指相邻两次心跳的时间差RR随时间的变化所产生的差异性，其以自主神经对心脏窦房结跳动节律的调节能力为基础，间接评估人体交感神经与副交感神经的平衡状态，以监控人体对外界刺激所做出的反应。RMSSD表示副交感神经状态，SDNN表示心率变异总的变化，LF反映自主神经的综合调节能力，LF/HF则反映交感神经与副交感神经的均衡性。本研究发现，经过模拟比赛后，RMSSD下降明显且具有显著性差异，说明赛后运动员的副交感神经受到抑制，心率变异性降低。LF反映自主神经综合调节能力，LF/HF则反映交感神经与副交感神经的均衡性，越接近1则两者的均衡性越好。从实验结果看，模拟比赛后，运动员心率变异性中的频域指标LF/HF增加，且具有非常显著性差异（P<0.01），表明由于疲劳导致运动员自主神经调节能力减弱，交感神经活动增强。有学者的研究显示，当产生精神疲劳时，交感神经处于主导地位，交感张力增加，副交感神经受到抑制，导致心率变异性中的RMSSD与SDNN下降、LF、LF/HF上升，该研究与本研究结果相似。

本研究结果表明，运动员经过长时间模拟比赛后会产生精神疲劳，导致心率变异性降低，副交感神经受到抑制，LF/HF比值增加。

3.2 精神疲劳对站立平衡能力的影响

平衡是指身体所处的一种姿态以及在运动或受到外力作用时能够自动调整并维持姿势的能力，常常通过重心晃动长度、前后、左右方向晃动、包络面积等指标反映静态平衡能力，但气手枪项目要求运动员在规律的重心晃动中击发。因此，晃动长度/包络面积对气手枪项目平衡及身体控制能力的评价更为合理，并且该项目的运动员通常具备很强的平衡能力及姿势控制能力，所以，重心晃动长度、前后、左右方向晃动幅度不符合射击项目特点。因此，可将A值=晃动长度/包络面积作为专项平衡能力评价指标，以反映运动员自身平衡及姿势调节能力。研究表明，在晃动面积不变的前提下，轨迹越长则表明运动员身体自我调节能力越好、反应时间越短，而晃动频率越快，则表明运动员击发时对枪支稳定性的干扰越小，反映出运动员自身平衡能力越强。通过实验结果可知，重心晃动长度、前后、左右方向晃动幅度都出现显著性增加（P>0.05），说明经过模拟赛后，运动员自身稳定调节能力减弱，导致其静态平衡能力出现一定的下降，表现为前后及左右晃动幅度增加，A值=晃动长度/包络面积与重心包络面积虽然有一定的增加，但是没有出现显著性差异。综上所述，长时间模拟比赛后，气手枪运动员站立平衡能力未受到显著影响。

3.3 精神疲劳对据枪稳定性的影响

气手枪运动员射击动作包含据枪、瞄准、击发三个步骤，而据枪动作是击发动作的基础。运动员据枪稳定性反映在其射击时核心区的控制及降低代偿性动作的能力，良好的据枪稳定性是创造优异射击成绩的基础，并且该指标对射击成绩存在显著性影响。研究通过前后两次对比分析发现，第二次模拟比赛中的据枪稳定性低于第一次模拟比赛，且具有非常显著性差异（P<0.01），这充分说明运动员完成第一次模拟比赛后，其躯干稳定性及姿势控制能力有所下降。

结合气手枪项目比赛特征，对模拟比赛后心率变异性、平衡能力及举枪稳定性结果分析得出，长时间高专注的射击练习及比赛会导致运动员心率变异性降低而产生精神疲劳，从而导致他们的局部肌肉耐力下降，主观疲劳度上升，使其精细化动作控制能力下降，同时长时间的视觉疲劳会导致运动员反应时间增加和决策准确率降低，从而降低运动员的运动表现力。

4 结论

综上所述，本研究得出以下结论：其一，气手枪运动员模拟比赛后，由于其心率变异性降低，导致他们产生精神疲劳。其二，模拟比赛后，气手枪运动员专项平衡能力无显著性差异，可能是由于项目需求及长时间练习所致。其三，气手枪运动员精神疲劳，会导致其举枪稳定性显著降低，可能是由于决策准确率下降及精细化控制能力下降导致。其四，精神疲劳会导致运动员举枪能力下降、静态平衡阀前后左右晃动，从而导致运动员身体稳定性下降。

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课题项目：

河北省体育局2024年体育科技研究项目“精神疲劳对手枪项目运动员平衡能力及据枪稳定性的影响研究”（课题编号：2024JT14）