原來運動選手的大腦不一樣！
111年10月09日
【本篇報導由體育與運動科學系 張芝雁博士候選人研究團隊提供】 競技運動選手的精湛表現與大腦運作機制息息相關，而利用大腦神經測量工具，探究人類身體最大潛能的研究領域，被稱為「競技運動認知神經科學(sport cognitive neuroscience)」。競技運動認知神經科學是以心生理學為基礎，結合運動心理學理論，並應用神經科學技術，而演變成為獨特的研究領域，其研究主軸關注於運動選手的大腦處理機制與運動表現之間的關係，主要的測量工具為「腦電波」(EEG)和「功能性磁振造影」(fMRI)。本研究從競技運動認知神經科學的歷史脈絡出發，以國內學者之研究為主軸，結合國際相關研究進行探討，盼能藉由評論性的建議，提供國內學者作為未來研究設計的參考依據。 隨著國際運動賽事的熱度提升，越來越多人重視運動表現的議題，甚至有研究學者開始對菁英運動選手所展現之絕佳的動作表現感興趣，為了探索人類大腦能夠達到的最大身體潛能，而形成新興的研究領域「競技運動認知神經科學(sport cognitive neuroscience)」。 大多數競技運動相關的科學研究都會以提升競技運動選手運動表現作為目標，競技運動認知神經科學也不例外，最初的相關研究都是從瞭解大腦活動和運動表現之間的關係開始探究，並釐清其中的神經機制，再嘗試以心理技能訓練、神經回饋訓練等方法，增強特定的大腦指標，進而改善運動表現。 大腦每個腦區負責不同功能，到底哪些腦區跟運動表現有緊密的關連性呢？我們能夠藉由腦電波來記錄運動選手動作準備期的腦波狀態，評估可能與運動表現好壞有關的大腦指標。統整相關文獻的研究結果如下(圖一)。 左側運動區alpha功率：與動作控制有關。 右側前額葉alpha功率：與視覺空間專注力有關。 左顳葉alpha功率：與動作執行無關的語言分析處理有關。 頂葉區alpha功率：與體感(somatosensory)訊息處理有關。 額中葉theta功率：與注意力歷程和資訊分配有關。 感覺動作節律(SMR)：與軀體感覺處理干擾有關。 運動技能精進往往會伴隨著大腦結構和功能改變，以功能性磁振造影作為研究工具，有助於了解人類大腦結構和功能的變化機制，相關研究的重要發現概述如下： 當運動訓練經驗增加時，在動作相關腦區的大腦灰質會隨之增加，增強該腦區的活動效益，特別是在運動輔助區最易被看到此變化，這種變化被稱為「大腦可塑性」。而由運動經驗所引起的大腦可塑性可能是以非線性的方式在變化。 運動經驗累積也會使大腦腦區之間的溝通連結產生變化，此變化常在「預設模式網路」(default mode network, DMN)、「感覺動作網路」(sensorimotor network)和「額頂網路」(frontoparietal network)等大腦連結網路被發現，然而，在不同運動類別/項目/型態所發現的研究結果並不一致。 競技運動表現與大腦腦波頻率的關係極為緊密，特別是精確性運動，在動作準備期觀察腦波頻率的變化，似乎與運動表現有一致的結果。另外，於功能性磁振造影的研究中，大部分研究結果支持運動專家在動作相關腦區會較有效率，但在不同運動種類的研究結果有所異同，仍有待未來研究加強與探究。 圖一：運動表現相關的大腦指標 原文出處：https://doi.org/10.6129/CJP.202006_62(2).0007