بررسی پاسخ عصبی قشر مغز در طول خستگی ناشی از رکاب زدن متناوب با شدت بالا در زنان دوچرخه سوار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترای تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 باشگاه پژوهشگران جوان، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران

3 استادیار گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشکده علوم انسانی و علوم اجتماعی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 استاد، گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه شهید بهشتی تهران، تهران، ایران

10.22038/jpsr.2020.38361.1911

چکیده

هدف:
اهمیت نقش مغز در تنظیم قسمت ‌های مختلف بدن در اجرای فعالیت ‌های ورزشی یکی از مهم ‌ترین مباحث حل ‌نشده تمرین درمانی در افراد بیمار و سالم است. هدف از این مطالعه بررسی پاسخ عصبی فعالیت قشر مغز و ایجاد پارامترهای فیزیولوژیک ناشی از خستگی مرکزی در طی تمرین با شدت بالا است.
روش‌ بررسی:
در یک مطالعه آزمایشگاهی، چهارده زن دوچرخه‌ سوار حرفه‌‌ای سرعتی‌کار، یک جلسه تمرین با شدت بالای 60 دقیقه ‌ای را روی یک دوچرخه ارگومتر با شدت بالا تکمیل کردند. به طور متناوب؛ (90-120-60-120-60-90 دور در دقیقه) هر 10 دقیقه کدانس تغییر کرد. به ‌منظور تحلیل تغییرات فعالیت قشر مغز از الکتروانسفالوگرام (Electroencephalogram; EEG) استفاده شد. علاوه براین، ضربان قلب، لاکتات خون و میزان اعمال نیرو ادراک‌ شده (RPE) بعد از تغییر شدت رکابزنی اندازه‌ گیری و ثبت شد.
یافته ‌ها:
نتایج نشان‌داد که ضربان قلب، لاکتات خون و میزان نیروی درک‌شده (Rate of Perceived Exertion; RPE) در 120 دور در دقیقه در مقایسه با 60 دور در دقیقه افزایش بیشتری داشت. توان طیفی EEG به طور معنی ‌داری در دامنه فرکانس آلفا و بتا با تغییر کدانس بین 60 تا 120 دور در دقیقه (تتا: + 251%، آلفا: +167% و بتا: +145%) افزایش ‌یافت. با کاهش کدانس از 120 تا 60 دور در دقیقه، توان طیفی در تمام دامنه ‌های فرکانس EEG تحلیل‌ شده (تتا:- 176%، آلفا:- 145% و بتا: -78%) به ‌طور معنی‌ داری کاهش‌یافت.
نتیجه ‌گیری:
طبق داده‌های EEG پاسخ عصبی قشر مغز در طول تمرین دوچرخه‌سواری در شدت بالا، باوجود بروز خستگی در همه دامنه‌های فرکانسی به ویژه بتا افزایش یافته است. این نتایج نشان می‌دهد بر خلاف انتظار کارکرد شناختی مغز با بروز خستگی مختل نشد و تحت تاثیر افزایش شدت تمرین افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها


  1. Nakata H, Yoshie M, Miura A, Kudo K. Characteristics of the athletes’ brain: evidence from neurophysiology and neuroimaging. Brain Research Reviews 2010; 62(2): 197-211.
  2. Sidhu SK, Weavil JC, Venturelli M, Rossman MJ, et al.  Aging alters muscle reflex control of autonomic cardiovascular responses to rhythmic contractions in humans., Am J Physiol Heart Circ Physiol 2015; 309(9): 1479-89.
  3. Overton, AJ. Neuromuscular fatigue and biomechanical alterations during high-intensity, constant-load cycling. Western Australia: Doctor of Philosophy (Sport Sciences), Western Australia. Retrieved from http://ro.ecu.edu.au/theses/612., 2014.
  4. Van praag, H. Exercise and the brain: something to chew on. Trends neurosci 2009; 32(1): 283-290.
  5. HILL, R D Stornatd M, Mally M. The impact of long-term exercise training on psychological function in older adults. J Gerontol 1993; 48(1): 12–17.
  6. Cotman, C W and Berchtold, N. Exercise: a behavioral intervention to enhance brain health and plasticity. Trends in Neurosciences 2002; 25(6): 295-302.
  7. Pageaux, B and Lepers, R. The effects of mental fatigue on sport-related performance. Sport and the Brain: The Science of Preparing. Enduring and Winning: Elsevier 2018; 1(1): 1-26.
  8. Hottenrott, K, Gronwald, T. Cortical Brain Activity is Influenced by Cadence in Cyclists. The Open Sports Sciences Journal 2013; 6(1): 9-14.
  9. Dunst, B; Benedek, M; Jauk, E; Bergner, S; et al. Neural efficiency as a function of task demands. Intelligence 2014; 42: 22–30. 
  10. Noakes TD. Time to move beyond a brainless exercise physiology: The evidence for complex regulation of human exercise performance. Appl Physiol Nutr Metab 2011; 36(1): 23-35.
  11. Inzlicht, M., & Marcora, S. The Central Governor Model of Exercise Regulation Teaches Us Precious Little about the Nature of Mental Fatigue and Self-Control Failure. Front. Psychol, 2016; 1(1): 1-12.
  12. Nobrega AC, O'Leary D, Silva BM, Marongiu E, et al. Neural regulation of cardiovascular response to exercise: role of central command and peripheral afferents, Biomed Res Int. 2014.
  13. Borg, G. Borg’s perceived exertion and pain scales. Champaign. IL, US: 1998; 32-34.
  14. Faul F, Erdfelder E, Buchner A, Lang AG. Statistical power analyses using G*Power 3.1: tests for correlation and regression analyses. Behav Res Methods 2009; 41(1): 1149-1160.
  15. Amann, M. Central and peripheral fatigue: interaction during cycling exercise in humans. Med Sci Sports Exerc. 2011; 43(11): 2039-2045.
  16. Gronwald, T, Hoos, O and Hottenrott, K. Effects of a Short-Term Cycling Interval Session and Active Recovery on Non-Linear Dynamics of Cardiac Autonomic Activity in Endurance Trained Cyclists. Journal of Clinical Medicine 2019; 8(2): 12-24
  17. Janet L. Taylor, Markus Amann, Jacques Duchateau, et al. Neural contributions to muscle fatigue: from the brain to the muscle and back again. Med Sci Sports Exercise 2016: 48(11): 2294-2306.
  18. Abdelhalem AM, Shabana AM, Onsy AM, Gaafar AE. High intensity interval training exercise as a novel protocol for cardiac rehabilitation program in ischemic Egyptian patients with mild left ventricular dysfunction. Egypt Heart J 2018; 70(4): 287-294.
  19. Saucedo Marquez CM, Vanaudenaerde B, Troosters T, Wenderoth N. High-intensity interval training evokes larger serum BDNF levels compared with intense continuous exercise. J Appl Physiol, 2015; 119(12): 1363-73.
  20. Gutmann B, Zimmer P, Hülsdünker T, Lefebvre J, et al. The effects of exercise intensity and post-exercise recovery time on cortical activation as revealed by EEG alpha peak frequency. Neuroscience Letters 2018; 6(668): 159-163.
  21. Le Mansec Y, Pageaux B, Nordez A, Dorel S, et al. Mental fatigue alters the speed and the accuracy of the ball in table tennis., Journal of Sports Sciences 2018; 36(23) :2751-2759.
  22. Silva-Cavalcante MD, Couto PG, Azevedo RA, Silva RG, et al. Mental fatigue does not alter performance or neuromuscular fatigue development during self-paced exercise in recreationally trained cyclists. European Journal of Applied Physiology 2018; 118(11): 2477-2487.
  23. Goodall, S, Howatson, G and Thomas, K. Modulation of specific inhibitory networks in fatigued locomotor muscles of healthy males, Exp Brain Res 2018; 236(2): 463-473.