经颅直流电刺激对单手肩上投篮准确性影响的实验研究

摘要：目的：探讨经颅直流电刺激对单手肩上投篮准确性的影响。方法：实验对象随机分为实验组和对照组。实验组进行经颅直流电刺激干预，对照组进行假刺激干预。在实验的前、中、后期进行投篮测试和统计学分析。结果：干预8周后，与对照组相比，实验组定点跳投准确性极显著增加（plt;0.01）；运球急停跳投、一分钟记时跳投成绩也存在上升趋势，但没有显著性差异（pgt;0.05）。结论：经颅电刺激干预对受试者单手肩上定点跳投准确性改善效果非常显著，对运球急停跳投、一分钟记时跳投准确性也有一定的改善作用。

关键词：经颅直流电刺激；篮球；单手肩上投篮；准确性

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

如何提高投篮准确性一直是篮球运动训练中的核心问题。经颅直流电刺激（transcranial direct currentstimulation，tDCS）可以辅助提高技能习得的速度和准确性，但目前缺少复杂运动技能学习的应用证据。因此，本文设计实验，探讨tDCS对单手肩上投篮命中率的影响，为提高投篮命中率提供新的辅助训练手段和新思路，同时也为tDCS多关节复杂运动的应用，提供实践依据。

2研究背景

在篮球比赛中，投篮命中是唯一的得分方式，篮球场上一切技术，战术的运用，其目的都是为了创造更多，更好的投篮机会，力争投中得分，球员的投篮命中率直接影响比赛的胜负。因此在篮球运动教学与训练中，如何提高投篮准确性，一直是篮球运动教学与训练中的核心问题。

在训练中使用辅助器材可以使训练更加精确化，科学的使用辅助器材能够对当今的运动训练产生深远影响。通过对篮球项目辅助器材的研究，研究者发现在学习、训练和巩固对过程中，辅助器材对于学习和掌握投篮技术是必要的一环。经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）是一种无创、安全的神经调控技术，将tDCS仪的正、负极置于大脑头皮形成闭合回路，通过产生微弱的直流电刺激大脑皮质特定脑区，调节大脑皮质的神经活动和兴奋性，从而保证运动员神经活动处于兴奋状态。相关学者利用tDCS开展了较多实验性研究，已经证明了tDCS对提升人体肌肉力量，延缓身体疲劳和促进运动技能的学习有着关键性作用，该技术还可以增强大脑与肌肉的连接性，有效提高运动过程中肌肉的协调性，从而提高运动成绩。有研究表明，单次的tDCS可以有效地提高高尔夫运动员击球效果，可作为调整竞技状态，改善运动表现地新方式。美国滑雪与雪板协会在2016年首次开始尝试将tDCS技术运用到冬奥会选手的训练中去，以加速这些运动员专项技能，这也充分说明了这项技术的应用开始从实验室走向了竞技场。上海体育学院的刘宇也正在开展关于tDCS技术及其在提升运动表现中的应用的相关研究。

不难发现，tDCS结合其他的运动学习手段可能会更好提高技能习得的速度和准确性。但目前基于tDCS技术的研究，采取的任务评价设置较为简单，缺少多关节、多维度复杂运动技能的学习的证据。

因此，本文设计实验，探讨tDCS对单手肩上投篮命中率的影响，为如何提高投篮命中率提供新的辅助训练手段和新思路，同时也为tDCS扩大到多关节、多维度复杂运动的应用范围，提供实践依据。

3研究方法

3.1实验对象

本研究共招募50名在校男大学生作为研究对象，根据（身高、体重、BMI、投篮测试指标）剔除差异较大的学生，最终选取了30名篮球运动员为实验对象，均为院队篮球运动员，年龄18-22周岁。

纳入标准：（1）身体健康状态良好，无运动型伤病、重大疾病；（2）近3个月未服用过精神类或镇定类药物；（3）无皮肤过敏，体内金属植入物等经颅直流电刺激禁忌症；（4）实验前，受试者先告知本实验的目的，实验流程以及注意事项，在自愿的情况下参加本实验并签署知情同意书^[1]。

3.2实验仪器

本研究使用tDCS仪（如图1所示），采用脑超频二代（中国杭州），用于受试者刺激干预，主要专注于进行投篮训练时，增加运动皮层兴奋性，增强注意力，协调上肢运动的肌肉记忆和维持能力。

3.3篮球投篮训练方案

3.3.1定点远距离连续跳投投篮

方法：2人1球，1人连续投篮，另1人拣球传球，从篮板斜对角45度角和90度角各投20次，投篮后2人交换，每次训练10min。

3.3.2自投自拣连续跳投投篮

方法：每人1球，自投自抢，固定一点或两点投篮，规定投篮时间10min一组，每次训练10min。

3.3.3移动接球投篮

方法：球员成一路纵队站在三分线在的场中位置，除排头球员，其他球员均持球，排头球员向右侧移动接到后面一位球员的传球后投篮，投完篮立刻抢篮球运球至队尾，下一位队员向左侧移动接到后面的一位球员的传球后投篮，投完篮立刻抢篮板运球至队尾，按照上述训练步骤反复进行练习，每次训练5mis^[2]。

3.4 tDCS干预方案

根据现有的研究并结合实验目的结合确定经颅直流电刺激的方案，实验周期为8周，一周干预3次，共计24次干预，电流强度设置为2mA，时间设置为20mis，刺激区域为大脑初级运动皮质区，假刺激电方案电极放置于真刺激一致，每名受试者测试前要更换运动装备（背心、短裤和鞋），并且还要在实验前进行5min的热身，在放置电级之前，先用生理盐水将电极中的海绵片浸湿以降低电极与头皮之间的阻抗，用盐水擦拭头皮以降低刺激过程皮肤的不适感，将阳极贴敷在受试者右侧初级运动皮质区（M1），将阴级贴敷在受试者左侧上眼眶的位置，使用弹力绑带将电极与皮肤紧密贴合在一起，受试者安静的坐在椅子上，在刺激的过程中询问受试者是否感到不适，如果出现不良反应第一时间停止干预，在完成真刺激干预任务后即刻进行投篮训练练习^[3]。

假刺激方案对照组采用经颅直流电刺激仪自带的假刺激模式，无人工干预在开始和结束有30s电渐升和渐将电流，为了模拟真刺激，防止研究结果出现假阳性，在完成假刺激干预任务后即刻进行投篮训练练习。

3.5实验测试指标

3.5.1定点跳投测试：

要求篮球运动员从篮板斜对角45度角和90度角进行测试，待运动员稳定后，其他队员传球给测试对象，受试者接过球进行跳投，每个点位总计3次测试，共投篮30次，测试要求运动员接球后必须立即跳投投篮，否则成绩作废^[4]。

3.5.2运球急停跳投：

要求在三分线外接球，将球运到篮板左右45度角进行跳投，每个点进行10次投篮，总计3次测试，记录最好一次测试成绩。

3.5.3一分钟记时跳投：

距离篮圈中心点5.5--6m之间，在1分钟时间进行跳投测试，在每次跳投之后由自己抢篮板，然后将球运到规定投篮点进行投篮，每位参与测试运动员完成3次测试，记录最好的一次作为测试成绩^[5]。

4实验结果

4.1受试者基本情况组间对照

研究结果提示（如表1所示），对照组与实验组在实验开始前，基本情况组间无显著性差异。

4.2投篮准确性组内前后对比研究

4.2.1实验组干预前、后投篮准确性差异分析

根据表2可知，实验组干预前后投篮准确性结果如下：与干预前相比，8周干预后，定点跳投、运球急停跳投、一分钟计时跳投命中次数均有极显著提升，其中定点跳投命中次数由干预前的10.80±3.83提升到20.80±3.89，运球急停跳投命中次数由干预前的6.07±1.34提升到10.93±3.13，一分钟计时跳投命中次数由干预前3.80±2.14提升到8.60±2.42，都具有显著性差异（Plt;0.05）^[6]。

4.2.2对照组干预前、后投篮准确性差异分析

根据表3可知，对照组干预前、后投篮准确性结果如下：与干预前相比，8周干预后，定点跳投、一分钟计时跳投命中次数均有极显著提升（P＜0.01），运球急停跳投命中次数有显著性提升（P＜0.05）。其中定点跳投命中次数由干预前的11.20±2.90提升到16.53±4.01，运球急停跳投命中次数由干预前的7.07±3.09提升到9.93±2.67，一分钟计时跳投命中次数由干预前4.13±2.12提升到7.27±2.17。

4.2.3干预后投篮准确性组间差异研究

根据表4可知，经过8周的干预，和对照组对比，实验组定点跳投命中次数的提升具有极显著性差异（Plt; 0.01），运球急停和一分钟计时跳投投篮命中次数均有一定增长，但是差异不显著（Pgt;0.05）。

5讨论

随着社会的发展，以tDCS为代表的智能技术，为篮球运动智能化训练的发展提供了更多的可能性，国内外针对此领域的研究较少，仍处于探索阶段，传统的单手肩上投篮训练手段比较单一，在篮球训练中只注重大重量和重复的练习，在训练过程中对于辅助器材使用很少，已经无法满足运动员身体素质的需求，tDCS作为一种新型有效、充满前景的非侵入性神经调控技术，具有无创、安全、便携、自动精准等性能，通过调节神经元的静息膜电位改变大脑皮层兴奋性。，在运动训练中应用，能够保证运动员运动训练和经颅电刺激同时进行，实现最大效率地提高运动员运动能力。

本研究通过实验发现单手肩上投篮训练无论是否结合经颅直流电刺激干预均可提高投篮准确性，但是结合经颅电刺激干预后对受试者定点单手肩上跳投命中次数改善最佳，具有显著差异，证明该实验运用经颅直流电刺激结合传统的投篮训练的思路是有重要价值的，虽然在运球急停跳投、一分钟记时跳投这两个指标中没有表现出显著差异，但是从数据上来看，是存在上升趋势，可作为增强投篮准确性的辅助手段。运用在训练、比赛中促进运动表现的提升。当然，本研究仍有不足，例如，本研究中运球急停跳投、一分钟记时跳投时，可能存在诸多外界影响因素，会受到身体素质、投篮时机、心理状况等一系列影响，经颅直流电刺激的效果不明显可能和没有使用个性化刺激方案、以及人数不够多、控制实验的时间不够长也有一定的关系，在未来的研究中可以增加实验的人数，根据不同的受试人群设置个性化的刺激时长、刺激强度，可能会达到更理想的效果。在未来研究中需要重点关注，tDCS其刺激参数和刺激位置的选择和刺激时刻和体育训练方案合理结合。

参考文献

[1]乔淇淇，王新，康灵，等.经颅直流电刺激技术对运动表现影响的国外研究进展[J].体育科学，2020，40（06）：83-95.

[2]唐文静，李丹阳，胡惠莉，等.经颅直流电刺激干预运动表现：效果及应用策略[J].体育科学，2020，40（08）：74-87.

[3]高扬，黄金，马远博，等.重复经颅直流电刺激对高强度跳跃运动抗疲劳能力的影响[J].中国运动医学杂志，2023，42（11）：872-881.

[4]吴扣扣.阳极经颅直流电刺激结合单侧训练对体育院校男子大学生下肢爆发力的影响研究[D].武汉：武汉体育学院，2023.

[5]陈恺豪，黄达武，徐进.经颅直流电刺激对运动知觉表现的影响[J].体育科技文献通报，2024，32（01）：237-240，261.

[6]吴泽鑫.高校篮球运动员投篮准确性与运动感知觉能力的相关性研究[D].广州：广州体育学院，2021.

作者简介：刘洁（2001—），女，汉族，本科在读，研究方向为篮球运动技能的训练与提高。

吴钰祥（1983—）男，汉族，博士，教授，研究方向为运动人体科学。

通信作者：陈琳（1972—），女，汉族，博士，教授，研究方向为运动人体科学，邮箱：hdycl@126.com。

基金项目：2023年度湖北省大学生创新创业计划项目（编号：S202311072034），江汉大学2023年度大学生科研重点项目（编号：2023zd067）。