ХАРАКТЕРИСТИКИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА У СПОРТСМЕНОВ ПРИ СОЧЕТАНИИ КОГНИТИВНОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗОК

PDF

DOI: https://doi.org/10.14529/hsm210308

Аннотация

Цель исследования – изучить биоэлектрическую активность головного мозга у спортсменов различных специализаций на фоне сочетания когнитивной и физической нагрузок. Материалы и методы. Было обследовано 30 мужчин в возрасте 18–20 лет, которые были разделены на три группы – контроль, спортсмены-легкоатлеты и тяжелоатлеты. Электроэнцефалографическое обследование выполнялось на программно-аппаратном комплексе «Нейрон-спектр 4/П» (Нейрософт, Россия), оценивалась средняя мощность частотных спектров для альфа-, высоко- и низкочастотных бета-, тета- и дельта-диапазонов. На первом этапе у испытуемого регистрировалась электроэнцефалограмма в состоянии покоя с закрытыми глазами. На втором этапе испытуемому предлагалось выполнить Айова-тест (IGT) на компьютере, ЭЭГ регистрировалась во время выполнения теста. После этого обследуемый выполнял физическую нагрузку в виде теста PWC170. На третьем этапе, сразу после выполнения нагрузки, испытуемые повторно выполняли тест, во время которого регистрировалась ЭЭГ. Результаты. Показано, что у спортсменов различных специализаций реакция биоэлектрической активности головного мозга на когнитивную и физическую нагрузку по многим показателям количественно и качественно отличается от нетренированных волонтеров. При выполнении когнитивной пробы у спортсменов отмечается усиление мощности спектров дельта- (а у тяжелоатлетов – и тета-) диапазона в большей степени, чем в контроле. В отличие от контрольной группы физическая нагрузка у спортсменов чаще способствует снижению мощности спектров ЭЭГ, особенно в бета- и дельта-диапазонах. Заключение. Полученные результаты позволяют говорить об определенных паттернах ритмики ЭЭГ для спортсменов различных специализаций при выполнении когнитивных и физических нагрузок. Изменение показателей биоэлектрической активности головного мозга при переходе от состояния покоя к выполнению когнитивного теста до и после физической нагрузки у спортсменов различных специализаций отражает функциональное состояние корковых и подкорковых структур, которые непосредственно связаны с обеспечением оптимальной деятельности в созданных условиях.

Литература

1. Попова, Т.В. Вариабельность био-электрической активности мозга при различных состояниях спортсменов / Т.В. Попова, Ю.И. Корюкалов, О.Г. Коурова // Теория и практика физ. культуры. – 2006. – № 8. – С. 28–30.
2. Bechara, A. The Iowa Gambling Task and the somatic marker hypothesis: some questions and answers / A. Bechara, H. Damasio, D. Tranel, A.R. Damasio // Trends in Cognitive Sciences. – 2005. – Vol. 9 (4). – P. 159–162.
3. Brain activation patterns during visuomotor adaptation in motor experts and novices: An FDG PET study with unrestricted movements / G.Blazhenetsa, A.Kurzb, L.Fringsa et al. // Journal of Neuroscience Methods. – 2021. – Vol. 350. – P. 109061.
4. Brain oscillations in sport: toward EEG biomarkers of performance / G.Cheron, G.Petit, J.Cheron et al. // Front. Psychol. – 2016. – Vol. 7. – P. 246.
5. Characteristics of brain bioelectric activity in disabled students: Combining cognitive and physical loads / K.V.Davletyarova, E.V. Medvedeva, N.A. Ovchinnikova et.al. // Novosibirsk State Pedagogical University Bulletin. – 2018. – Vol. 8 (5). – P. 245–265.
6. Detrended Fluctuation, Coherence, and Spectral Power Analysis of Activation Re-arrangement in EEG Dynamics during Cognitive Workload // I. Seleznov, I. Zyma, K. Kiyono et al. // Front. Hum. Neurosci. – 2019. – Vol. 3. – P. 270.
7. EEG alpha rhythm spatial distribution depending on level of motor activity / A.V. Kabachkova, G.S. Lalaeva, A.N. Zakharova, L.V. Kapilevich // Teoriya i praktika fizicheskoy kultury. – 2016. – No. 2. – P. 83–85.
8. Enhanced response inhibition in experienced fencers / D. Zhang, H. Ding, X. Wang et al. // Sci. Rep. – 2015. – Vol. 5. – P. 16282.
9. Freeman, W.J. The electrical activity of a primary sensory cortex: the analysis of EEG waves / W.J. Freeman // Intern. Rev. Neurobiol. – 1963. – Vol. 5. – P. 53–119.
10. Furley, P. Working memory, attentional control, and expertise in sports: a review of current literature and directions for future research / P. Furley, G. Wood // J. Appl. Res. Memory Cogn. – 2016. – Vol. 5. – P. 415–425.
11. Illarionova, A.V. Characteristics of brain bioelectrical activity during feedback training / A.V. Illarionova, L.V. Kapilevich // Human Sport Medicine. – 2019. – Vol. 19 (S1). – P. 7–17.
12. Mirifar, A. Neurofeedback as supplementary training for optimizing athletes’ performance: a systematic review with implications for future research / A. Mirifar, J. Beckmann, F. Ehrlenspiel // Neurosci. Biobehav. – 2017. – Rev. 75, P. 419–432.
13. Older People’s Experiences of Mobility and Mood in an Urban Environment: A Mixed Methods Approach Using Electroen-cephalography (EEG) and Interviews / S. Tilley, Ch. Neale, A. Patuano, S. Cinderby // Int. J. Environ. Res. Public. Health. – 2017. – Vol. 14 (2). – Р. 151.
14. Park, J.L. Making the case for mobile cognition: EEG and sports performance / J.L. Parka, M.M. Fairweatherb, D.I. Donaldson // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. – 2015. – Vol. 52. – P. 117–130.
15. Perrey, S. Studying brain activity in sports performance: contributions and issues / S.Perrey, P.Besson // Progr. Brain Res. – 2018. – Vol. 240. – P. 247–267.
16. Psycho-physiological and cognitive abilities rating versus individual motor activity levels / A.V. Kabachkova, G.S. Lalaeva, A.N. Zakharova, L.V. Kapilevich // Teoriya i praktika fizicheskoy kultury. – 2016. – No. 12. – P. 85–86.
17. Psychophysiological features of cyclic and endurance athletes / G.S. Lalaeva, A.N. Zakharova, A.V. Kabachkova et al. // Teoriya i praktika fizicheskoy kultury. – 2015. – No. 11. – P. 73–75.
18. Sensorimotor rhythm neurofeedback enhances golf putting performance / M.Y. Cheng, C.J. Huang, Y.K. Chang et al. // Sport Exerc. Psychol. – 2015. – Vol. 37. – P. 626–636.
19. The effect of neurofeedback training for sport performance in athletes: a meta analysis / M.Q. Xiang, X.H. Hou, B.G. Liao et al. // Psychol. Sport Exerc. – 2018. – Vol. 36. – P. 114–122.
20. The Impact of Vigorous Cycling Exercise on Visual Attention: A Study with the BR8 Wireless Dry EEG System / C-T. Lin, J-T. King, A.R. John et.al. // Front. Neurosci. – 2021. – Vol. 15. – P. 621365.
21. Wang, C.H. From the lab to the field: potential applications of dry EEG systems to understand the brain-behavior relationship in sports / C.H. Wang, D. Moreau, S.C. Kao Front // Neurosci. – 2019. – Vol. 13. – Р. 893.
22. Wang, C.H. Neural correlates of expert behavior during a domain-specific attentional cueing task in badminton players / C.H. Wang, K.C. Tu // J. Sport Exerc. Psychol. – 2017. – Vol. 39. – P. 209–221.
23. Yezhova, G.S. Brain Bioelectrical Activity and Cerebral Hemodynamics in Athletes under Combined Cognitive and Physical Loading / G.S.Yezhova, A.N.Zakharova, A.V. Kabachkova et al. // Human Physiology. – 2019. – Vol. 45 (2). – P. 164–173.