圖文來源:MDPI
研究介紹
在過去的幾十年裏，對人腦的研究主要是在高度控制和固定的實驗室環境中進行的。基於這項工作，人們已經獲得了關於大腦解剖和功能組織的基本知識。然而，這些人為的環境並不能反映日常生活中的情形，在日常生活中，人類會移動並與周圍環境互動。神經認知研究已經認識到，運 動動作有助於認知過程，而認知過程又包含在運動系統中。運 動系統和認知系統的這種相互作用通常被稱為運 動認知。 實驗裝置的技術進步使得運動中的認知科學成為可能，稱為移動大腦/身體成像。
移動式腦電圖
移動式腦電圖研究在參與者和器材移動性以及系統規格方面仍然存在很大差異。例如，一個腦電圖系統，其中所有必需的器材都是無線的、頭戴式的或由參與者攜帶的，並且可以自由移動，被稱為移動式腦電圖。
同樣的模式也可以用於腦電圖系統，其中參與者在跑步機上行走，而腦電圖帽透過電纜連線到固定放大器。雖然該系統在系統規格方面具有可用通道數或取樣率等優勢，但參與者和器材的移動性受到限制。
為了實作更 高的移動性， 同時保持當前最先進系統的時間和空間分辨率、訊號質素和記錄持續時間的水平，有必要探索在更自然的環境中使用移動 EEG 系統及其可行性。
EEG預處理流程概覽
研究方法
該科研團隊精心策劃了一項 聽覺異常刺激實驗 ，招募了11位受試者，要求他們在靜坐與遊泳兩種狀態下分別執行特定任務，並全程利用移動腦電圖裝置捕捉其大腦活動數據。
實驗中，科研人員聚焦於事件相關電位（ERPs）及時頻域特征的變化分析，以量化認知與運動互動作用（CMI）的效應。
為了保護 EEG 系統 免受水的侵蝕 ，將矽膠泳帽套在 EEG 帽和放大器上，這樣兩個裝置都被泳帽覆蓋，在泳帽上方，受試者戴著遊泳鏡和前置通氣管，這樣她無需轉頭即可呼吸。泳帽下方是腦電圖帽，放大器位於其後部。此外，受試者還戴著防水入耳式耳機，該耳機透過細長的音訊線連線到儲存在浮標中的智能電話。
遊泳期間的器材設定
研究結論
結果顯示，所有實驗條件下均 成功捕獲到N100訊號， 證實了實驗設計的合理性與有效性；然而，P 300訊號在遊泳與靜坐間的表現則顯現出差異性。
實驗組塊中標準 (Sta) 和目標 (Tar) 刺激後 P300 平均振幅總結
值得註意的是，遊泳過程中的轉彎動作前後，受試者大腦中的 α/μ與β頻段活動發生了顯著波動 ，這些變化或可視為與運動準備、執行及協調機制緊密相關的標誌。
這項先導研究不僅擴充套件了 CMI 的文獻，還表明 在水這樣惡劣的環境中測量腦電圖是可行的 。到目前為止，關於遊泳的研究要麽局限於靜止潛水、幹燥條件、人類心電圖或其他行為記錄，要麽局限於動物記錄。
未來的研究將使用更成熟的器材測量遊泳時的移動腦電圖，從而對遊泳運動進行更徹底的診斷，補充現有方法，例如錄像等一般程式，或使用更先進的技術來測量肌肉疲勞，如肌張力圖。
越來越多的研究表明 遊泳對認知和大腦健康有益 ，用人類大腦記錄的數據來補充在行為層面和動物大腦上報告的效果將會很有趣，對研究人員來說，實驗技術和實驗方法仍有待提高，在未來， 更加深入的體育和健康科學領域的移動腦電圖研究將會得以實作。
新聞來源:MDPI
