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研究目的: 竞技跳水项目的特点为运动员在规定技术难度情况下进行的竞技能力状态表现,训练的过程就是目标竞技能力模式时序建构的过程,即形成项目内稳态[1]。在训练经验时序建构的过程中,经验过程涉及的从能量代谢、理化到细胞转录等的所有机体相关网络信息集中映射于大脑,并对脑α产生调制波,脑α波的时序调制过程,使大脑脑电活动产生相应的变化,并形成相应的秩序或调制周期状态,因此,本文采用国产专用运动员《高级训练状态监控仪》,从神经生物学角度,以脑电的相关指标,同时以心理问卷得分、训练计划完成情况等关联指标作为研究的相关指标,采用MATLAB神经网络的分析方法,对跳水运动员的脑训练适应状态与数学分析方法进行研究,试图为训练科学监控与科学指导训练实践提供新视角与新方法。 研究方法: 本研究通过文献资料法、问卷调查法、观察记录法、MATLAB神经网络算法(聚类分析)等方法,利用高级运动训练监控仪采集32名广东省跳水队优秀跳水运动员的脑电数据,共221人次(国际健将49人次,国家健将128人次,一级健将44人次)。其中包括2013年6月~8月,参加第十二届全国运动会(以下简称十二运)赛前阶段的96个样本的脑电数据;采用时序实验法,分别记录运动员12运赛前的训练成绩、比赛成绩;通过问卷方式获得相关的心理评价、训练计划完成情况及运动员基本情况的相关数据。采用自组织特征映射神经网络(Self-Organizing Feature Map,SOM)聚类分析的方法对其训练适应状态进行分类,并将分类结果与十二运比赛成绩进行比较分析。 研究结果: (1)将跳水运动员脑序参量12 HZ水平比较发现,国际健将高于一级运动员,但无显著性差异(P<0.05);国家健将显著高于一级运动员(P<0.01);国际健将与国家健将间无显著性差异(P>0.05);脑序参量8HZ水平比较发现,一级运动员高于国家健将,且具有显著性(P<0.05)。国际健将与国家健将间熵值比较无显著性差异(P>0.05),国际健将、国家健将均显著低于一级运动员(P<0.05)。 (2)2013年6月~8月备战十二运期间,即夏训后与夏训前比较,运动员8 HZ、9HZ、10 HZ脑频功率值均显著降低(P<0.01);12HZ功率值显著升高(P<0.01)。夏训前熵值(0.749474±0.138423)高于夏训后熵值(0.748421±0.10935),但无显著性差异(P>0.05)。 (3)本文根据晏宁设计的《运动员训练状态监测量表》的统计方法将不同级别(国际健将、国家健将)跳水运动员得分进行比较发现:不同级别跳水运动员心理应激总分及分量表得分无显著性差异;国际健将的心理恢复能力得分及分量表得分均显著高于国家健将(P<0.01)。 (4)本研究基于自组织理论原理,利用MATLAB神经网络工具箱成功建立广东省优秀跳水运动员赛前脑训练适应状态的自组织特征映射神经网络模型,并将模型的分类结果与十二运的比赛成绩进行对比发现,神经网络的分类结果具有较高的准确性。 结论: (1)应用一般统计的均数计算的方法得到,现役国家健将与国际健将脑电序参量水平更接近,而一级运动员与国家健将、国际健将间差异较大。 (2)运动训练与运动员脑电变化有着直接的联系,跳水运动员的脑电会随着训练结构与标准在时间轴上的动态累积而发生改变。 (3)通过对跳水运动员训练、脑、心理等指标的定量描述及相关处理,可以客观的表现出运动员的定性(适应状态)的特征。SOM神经网络聚类分析方法可以作为跳水运动员赛前自组织适应状态的聚类分析的工具。 (4)训练适应状态优秀跳水运动员动作结构的稳定性、认知水平、调控能力状态高于训练适应状态一般运动员。