生物反馈和运动能力提升

如果仅仅探讨脑电在体育运动应用中的处理方法而不提生物反馈似乎不够完整。以前的很多研究表明：专家级选手的脑电与非专家级选手之间有差别。我们可以假设生物反馈技术通过训练受试者的脑电波可以提高其运动水平。随着便携式生物反馈仪的出现，通过听觉或者视觉可以实时地呈现给练习者脑电功率谱中某一个特点成分的变化特征。视觉生物反馈法通常是将EEG中某一个特定波段脑波功率以柱状图的形式表现出来，其柱状图的高低代表该脑波成分的多少，通过大脑控制某一种脑波。这种形式也可以通过听觉刺激呈现。这样可以保证练习者通过视觉或听觉的信息反馈来控制自身脑活动。经典的柱状图升高时表示某频率功率增加，但同时还有其他频率代表的柱状图幅值降低，表示该频率段脑波要受到抑制。因此，随着练习者可以通过视频影像来调控自身大脑皮层活动。

尽管理论上可以实现生物反馈，但是在实践中很少有实验能直接证明生物反馈能够提高运动员的运动能力。事实上，根据文献报道，仅仅查阅到两项研究证明了生物反馈能够提高运动员运动水平。Landers等探究了生物反馈是否能提高射箭运动员的运动水平。一组接受生物反馈治疗，给予一定的奖励，对其左侧大脑半球进行低频脑波的训练。选择此种类型的训练是建立在脑电研究基础之上，有人研究发现技术水平较高的射箭手其左侧大脑半球的低频成分功率较高。在Landers的研究中，经过生物反馈治疗组受试者的技能水平提高得更加明显，变现为更好的射箭成绩。而在另外一组受试者右侧大脑半球施加生物反馈治疗的其成绩没有提高。在最近的一项研究中，Arn等检查了给予生物反馈和不给予生物反馈对高尔夫运动员推杆技术的影响。在进行生物反馈干预之前，首先确定训练的脑波频段，将高尔夫运动员在成功推杆时的脑波确定为生物反馈时的脑波。结果发现在经过生物反馈治疗后其推杆成功率显著提高。

尽管通过实验证明，生物反馈治疗对提高运动成绩方面的研究很少，但是很多控制实验已经开始去探究生物反馈治疗对运动能力的影响。生物反馈干预已经引起记忆能力、注意力、创造力以及情绪的积极变化，这提示生物反馈治疗对提高运动员的竞技能力可能具有潜在的作用。目前关于生物反馈治疗有效性的研究主要集中在提高认知水平方面。这些研究发现，通过生物反馈提高与认知功能相关的脑波后其认知功能水平提高。这些研究生物反馈与认知能力的研究主要是观察β波（13～30Hz）与注意力之间的关系，这些研究可能可以直接应用在运动员认知能力方面的研究。

持续注意过程中快波成分时邻近频带会有明显的生理学效应差别，例如，12～14Hz称为感觉运动节律（SMR），15～20Hz为低频β。在一项研究中，经过SMR频率段脑波的生物反馈训练后，其语义记忆过程中持续注意能力会显著提升。SMR频率带是一个特殊的频率带，它可以降低感觉运动皮质区的兴奋性，使人体处于一种长时间的放松注意状态，提高记忆空间，可以为运动学习准备提供更大的贮备能力。快波训练可能与闭眼状态下慢波训练得到相反的效果。在闭眼状态下，声音反馈主要取决于θ（4～8Hz）和α（8～12Hz）频段。目的是通过制造与θ波相关的声音来提高θ/α的比率，引导练习者放松（例如，海浪拍打海岸的声音）。大约有2/3的受试者在开始的时候是α波高于θ波。为了进入一个放松的状态，在初期的时候，α波的奖励阈值要低于θ波。这样做的目的是为了诱发练习者的放松状态进而引起其创造力的提高。慢波训练已经使一些竞技舞蹈运动员竞技能力提高，通过训练α/θ比例使这些受试者的竞技能力提高。慢波训练有很多启示。它提高了自信感觉、幸福状态以及感觉自身充满了能量。这在音乐家身上得到了一种最好的体现，美妙的音乐常常使得他们非常自信。慢波训练对运动能力其他方面也有显著的作用，例如，呼吸控制。但是快波训练，尤其是SMR波对需要视觉运动能力的项目运动员能力的提高具有重要的作用。