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研究背景与目的:当今科技日新月异,将运动训练与新科技技术相结合已经是大势所趋,成为竞技体育训练的发展方向。经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)是一种非侵入性的脑神经刺激技术,可以通过将电极片放置在头颅部位,传递低强度的电流作用于特定脑区,最终达到对大脑运动皮层神经兴奋性调节的目的。近些年来,关于tDCS对人体运动能力的影响及其时效性逐渐成为研究热点。然而,前人关于tDCS对运动表现的影响观点不一。且将tDCS技术与纵跳运动相结合,并对其内在影响机理进行研究仍存在空缺。本研究的目的是使用不同tDCS刺激方式作为干预手段,对tDCS干预前后各时间段的纵跳动作进行相关测试,探究tDCS对健康男性纵跳高度的影响及其时效性,并配合表面肌电检测手段,尝试从神经肌肉的角度探讨tDCS对人体纵跳能力的影响机制,为将tDCS技术运用到相关的运动训练中提供理论与实验基础。研究方法:招募21名健康男性大学生参与本项实验。采用Vicon红外高速运动捕捉系统(100Hz)、Kistler三维测力台(1000Hz)和Delsys表面肌电采集系统(2000Hz),对受试者在tDCS干预前、干预后0min、干预后30min和干预后60min的纵跳动作进行采集。每名受试者共进行3次测试,每次测试接受一种刺激模式,共有阳极刺激、阴极刺激和假刺激三种刺激模式,每两次测试之间间隔至少为48-72h。对纵跳动作进行阶段划分,并计算下肢股直肌、胫骨前肌、股二头肌、腓肠肌外侧和腓肠肌内侧肌电数据在离心和向心阶段的均方根振幅(最大值标准化)。计算指标包括纵跳高度,肌肉贡献率以及肌肉共激活。采用双因素重复测量方差分析(two-way repeated ANOVA),显著性水平定义为p<0.05。研究结果:(1)纵跳高度:阳极tDCS后0min,受试者的纵跳高度比刺激前显著提高了1.22cm(p<0.05),阴极tDCS后0min、30min和60min,纵跳高度与刺激前相比有显著下降(p<0.05),假tDCS干预前后受试者纵跳高度无显著性变化。纵跳高度不存在组间差异性。(2)肌肉激活水平:在纵跳离心阶段,胫骨前肌的激活水平在阳极tDCS后0min有显著增加(p<0.05),在阴极tDCS后0min、30min和60min有显著降低(p<0.05)。在纵跳向心阶段,股直肌和腓肠肌的激活水平在阳极tDCS后0min有显著增加(p<0.05),在阴极tDCS后0min、30min和60min有显著降低(p<0.05)。(3)肌肉贡献率:在纵跳离心阶段,胫骨前肌的贡献率在阳极tDCS后0min有显著增加(p<0.05),在阴极tDCS后0min、30min和60min有显著降低(p<0.05)。在纵跳向心阶段,腓肠肌的贡献率在阳极tDCS后0min有显著增加(p<0.05),在阴极tDCS后0min、30min和60min有显著降低(p<0.05)。(4)肌肉共激活:阳极tDCS后,髋关节和踝关节肌肉共激活在纵跳向心阶段有显著下降(p<0.05)。阴极tDCS后,髋关节和踝关节肌肉共激活在纵跳向心阶段有显著上升(p<0.05)。研究结论:阳极tDCS可以提高人体纵跳高度,对人体运动表现的改善具有积极作用。阴极tDCS会降低人体纵跳高度,在一定程度上抑制人体的运动表现。tDCS的后效应可能持续一个小时,但由于本研究中阳极tDCS与阴极tDCS干预后纵跳高度发生显著性变化的持续时间不同,所以关于tDCS的后效应应该进一步进行研究。阳极tDCS可以提升肌肉的激活水平,提高纵跳过程中主要发力肌肉的贡献率,提高肌肉协调控制能力,对人体纵跳表现产生正向影响。综上,阳极tDCS对人体的纵跳表现有提升作用,为将tDCS用在提高与纵跳能力相关的运动项目上提供了一定的理论依据。