劉 剛
(曲阜師范大學(xué)體育教學(xué)部,山東 日照 276826)
近年來,運(yùn)動(dòng)與腦健康之間的關(guān)系逐漸成為研究熱點(diǎn)。國內(nèi)外專家、學(xué)者通過研究證實(shí)運(yùn)動(dòng)對(duì)腦健康具有積極的影響,從而帶動(dòng)了腦科學(xué)與體育教育相關(guān)研究的開展。但在眾多研究中,有關(guān)腦、神經(jīng)科學(xué)方面的研究成果與體育教育之間聯(lián)系的研究較少。西方研究腦科學(xué)與教育關(guān)系問題的專家凱恩夫婦指出,在教育領(lǐng)域中以腦為基礎(chǔ)的研究不是一個(gè)孤立的研究,它是一種方法,會(huì)使教育最終獲益無窮。我國青少年校園足球需要科學(xué)地進(jìn)行改革,在腦健康的視域下,以腦科學(xué)的研究成果作為指導(dǎo)青少年校園足球的理論基礎(chǔ)之一,積極探索腦科學(xué)對(duì)青少年校園足球的干預(yù)方案,對(duì)深化青少年校園足球改革具有重要意義。
世界衛(wèi)生組織指出,健康是一種在身體上、精神上的完滿狀態(tài),并具有良好的適應(yīng)力,而不僅僅是沒有疾病和衰弱的狀態(tài)。將健康歸納為身體、精神與適應(yīng)力的健康,即為身體與腦的健康。美國國會(huì)提出,腦健康是腦的器質(zhì)完整無損和生理、生化處于相對(duì)平衡的狀態(tài),是外部刺激與腦的反映過程和結(jié)果之間具有相對(duì)的一致性,并維持著動(dòng)態(tài)平衡。因此,腦健康是指人具有正常的腦生理結(jié)構(gòu),穩(wěn)定的心理狀態(tài)以及良好的認(rèn)知能力。
足球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)集體力、智力、意志、品德、交往等于一體、有氧與無氧相結(jié)合的體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,具有一些獨(dú)特的特點(diǎn),如足球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)遠(yuǎn)離大腦的肢體運(yùn)動(dòng),足球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)既需要腳的支撐又需要腳控制球的運(yùn)動(dòng)。荷蘭皇家足球協(xié)會(huì)指出,在規(guī)則框架下,足球比賽具有行為方式的可選擇性、自由性、流動(dòng)性的特點(diǎn),因此更需要足球運(yùn)動(dòng)員具有創(chuàng)造性,這些特點(diǎn)證明足球需要人腦的高度參與,離不開運(yùn)動(dòng)員的智慧與創(chuàng)造。
分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展、磁共振以及電壓成像等腦成像技術(shù)的應(yīng)用,為人們進(jìn)行無創(chuàng)性的腦科學(xué)實(shí)驗(yàn),獲取準(zhǔn)確的研究數(shù)據(jù)提供了支持。本文從生物系統(tǒng)、心理系統(tǒng)、認(rèn)知系統(tǒng)等層面,對(duì)足球運(yùn)動(dòng)促進(jìn)青少年足球運(yùn)動(dòng)員腦健康的機(jī)制和生物學(xué)基礎(chǔ)等進(jìn)行研究與探索,為研究、利用腦科學(xué)成果,指導(dǎo)青少年校園足球改革具有重要意義。
2.1.1 促進(jìn)大腦的可塑性大腦的可塑性是指大腦結(jié)構(gòu)和功能,隨著內(nèi)外環(huán)境變化而不斷修飾和重組的能力。雖然腦發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)是由遺傳學(xué)特征所決定的,但腦的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)因外界刺激的影響發(fā)生變化,因此,腦的可塑性是一種終身的能力。大量研究表明,運(yùn)動(dòng)可以通過系統(tǒng)水平、細(xì)胞水平、分子水平等途徑影響腦的可塑性。例如,跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)成年小鼠海馬齒狀回顆粒細(xì)胞下層神經(jīng)干細(xì)胞的分化和新生細(xì)胞的生長。突觸可塑性是指神經(jīng)細(xì)胞之間的連接,是細(xì)胞水平的腦可塑性的主要表現(xiàn)之一。而運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)長時(shí)程增強(qiáng)(LTP)效應(yīng)的發(fā)生和突觸可塑性增強(qiáng),并通過增強(qiáng)海馬突觸可塑性和樹突分支進(jìn)而促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)學(xué)的變化,因此青少年足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行持續(xù)的運(yùn)動(dòng)可以提升大腦的可塑性。
2.1.2 過度訓(xùn)練影響腦健康大量研究顯示,過度的體育運(yùn)動(dòng)可引發(fā)腦損傷。過度負(fù)荷訓(xùn)練會(huì)造成海馬神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的輕微損傷,可導(dǎo)致海馬神經(jīng)元組織學(xué)與細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使海馬神經(jīng)元排列松散、紊亂,并與周圍神經(jīng)元聯(lián)絡(luò)減少。過度訓(xùn)練亦可導(dǎo)致大腦海馬神經(jīng)細(xì)胞的損傷和凋亡,對(duì)腦結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生損傷。另外,大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可產(chǎn)生大量的一氧化氮,影響青少年足球運(yùn)動(dòng)員大腦的功能 。青少年時(shí)期是人生理發(fā)展的重要階段,足球過度訓(xùn)練和比賽對(duì)會(huì)造成青少年足球運(yùn)動(dòng)員腦結(jié)構(gòu)、功能、器質(zhì)等方面的損傷,導(dǎo)致難以修復(fù)的后果。因此,青少年足球運(yùn)動(dòng)員應(yīng)重視大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)腦健康的影響。
2.1.3 頭頂球?qū)挂l(fā)腦損傷足球運(yùn)動(dòng)規(guī)則允許青少年足球運(yùn)動(dòng)員頭部接觸球、控制球,在足球比賽朝著高度立體化方向發(fā)展的今天,頭頂球技術(shù)在比賽中的應(yīng)用也越來越多,頭頂球訓(xùn)練已經(jīng)常態(tài)化,有關(guān)足球頭頂球?qū)Υ竽X功能的負(fù)面影響的報(bào)道受到人們的關(guān)注。 Tysvaer等對(duì)來自6個(gè)挪威甲級(jí)聯(lián)賽賽區(qū)的69名足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了一次神經(jīng)系統(tǒng)和腦電圖檢查,發(fā)現(xiàn)足球運(yùn)動(dòng)員中頭部受傷的腦電圖發(fā)生率較對(duì)照組顯著增加。Giannotti等指出,加拿大15~19歲的青少年足球運(yùn)動(dòng)員頭部受傷入院率幾乎比同齡人高出2倍。另一項(xiàng)研究表明,頭部受傷是由于接觸、碰撞,并非有目的的擊球行為而導(dǎo)致的腦震蕩。因此,正確的頭頂球技術(shù)對(duì)青少年足球運(yùn)動(dòng)員腦健康的影響不大,青少年足球運(yùn)動(dòng)員腦損傷的原因應(yīng)來自比賽時(shí)頭部的激烈接觸與碰撞。
人腦的認(rèn)知包括感知、記憶、想象、思維、決策、注意等相關(guān)行為。青少年參與足球運(yùn)動(dòng),在強(qiáng)身健體的同時(shí),還能促進(jìn)其大腦認(rèn)知水平的提高。足球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)以有氧為主,并結(jié)合無氧的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。有氧運(yùn)動(dòng)改善認(rèn)知功能的機(jī)制包括,促進(jìn)血管生成、增加腦組織血液循環(huán)、促進(jìn)神經(jīng)再生、增強(qiáng)突觸可塑性、抑制氧化應(yīng)激和調(diào)控自噬通路等。越來越多的研究表明,足球運(yùn)動(dòng)可以從腦功能和認(rèn)知水平方面增加青少年足球運(yùn)動(dòng)員大腦的健康。
2.2.1 提高大腦的記憶力足球運(yùn)動(dòng)通過改善腦組織血液循環(huán)可提高大腦記憶。一方面,青少年足球運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)(最大心率的65%~75%)時(shí),肌肉會(huì)釋放出血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和成纖維細(xì)胞生長因子(FGF-2),這些因子能激活細(xì)胞生成更多的血管,從而增加腦皮質(zhì)毛細(xì)血管的血液供給,帶去更多的腦營養(yǎng)和能量,提高大腦記憶。另一方面,增強(qiáng)海馬神經(jīng)發(fā)生是體育運(yùn)動(dòng)促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶力的重要機(jī)制,海馬與學(xué)習(xí)記憶的聯(lián)系密切。其中,海馬突觸的可塑性和長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)是空間學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)功能基礎(chǔ),大腦杏仁核如果發(fā)現(xiàn)突出的情感體驗(yàn),就會(huì)讓海馬神經(jīng)進(jìn)行加強(qiáng),要求海馬記住這個(gè)時(shí)刻,當(dāng)神經(jīng)信號(hào)足夠強(qiáng)(超過某一閾值)時(shí),才能抵達(dá)負(fù)責(zé)高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的前額葉皮層。因此,青少年足球運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)時(shí)其強(qiáng)烈的情緒記憶會(huì)增強(qiáng)大腦記憶。另外,海馬中的神經(jīng)元可以通過對(duì)相近足球習(xí)得的聯(lián)系做出反應(yīng),大腦突觸聯(lián)系越多,越容易形成神經(jīng)回路網(wǎng)絡(luò),大腦記憶便越牢固。
2.2.2 提高大腦的快速?zèng)Q策認(rèn)知決策能力包括洞察力、分析和判斷比賽場景的能力,是青少年足球運(yùn)動(dòng)員在壓力下能做出正確的決策。足球比賽的攻防節(jié)奏快,比賽情境千變?nèi)f化,必然要求青少年足球運(yùn)動(dòng)員能快速追蹤、發(fā)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)、思維快速運(yùn)轉(zhuǎn)、快速做出判斷與決策。科學(xué)家借助腦成像技術(shù)發(fā)現(xiàn),多客體追蹤與額葉眼區(qū)、顳中回運(yùn)動(dòng)區(qū)等多腦區(qū)有關(guān),而運(yùn)動(dòng)能加快神經(jīng)纖維髓鞘化,可使神經(jīng)傳導(dǎo)速度更快,快速的神經(jīng)傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)大腦的快速接收信息并分析,為快速?zèng)Q策能力提供保障。在運(yùn)動(dòng)中青少年足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行快速判斷與決策時(shí),其大腦的運(yùn)動(dòng)開關(guān)“紋狀體”的部位活動(dòng)會(huì)變得活躍。
2.2.3 增強(qiáng)大腦的想象力與創(chuàng)造力豐富的想象力與創(chuàng)造力是腦健康的高級(jí)體現(xiàn)。青少年足球運(yùn)動(dòng)員在養(yǎng)成復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)意識(shí)時(shí),能激發(fā)想象力和創(chuàng)造力。運(yùn)動(dòng)時(shí),創(chuàng)造力的產(chǎn)生過程會(huì)有多個(gè)腦區(qū)參與其中,最主要的是前額葉皮層,其工作記憶、認(rèn)知靈活性和引導(dǎo)注意力3項(xiàng)功能對(duì)青少年足球運(yùn)動(dòng)員的創(chuàng)造力而言是非常重要的。有研究顯示,海馬除以長時(shí)記憶的形式為前額葉皮層提供信息,還在想象力與創(chuàng)造力中發(fā)揮著作用,并指出想象力是創(chuàng)造力發(fā)展的一種形式。
心理健康是青少年足球運(yùn)動(dòng)員成長過程的重要培養(yǎng)目標(biāo)。足球運(yùn)動(dòng)與人的情緒和心理密切關(guān)聯(lián)。有研究指出,經(jīng)常從事體力活動(dòng)的人患精神疾病的概率明顯低于較少進(jìn)行體力活動(dòng)的人。而習(xí)慣于久坐少動(dòng)者的抑郁、焦慮等負(fù)性情緒得分均明顯高于經(jīng)常運(yùn)動(dòng)者。Newman等的研究顯示,有氧體育鍛煉可降低個(gè)體抑郁和焦慮情緒。而規(guī)律性體力運(yùn)動(dòng)可有效降低抑郁、焦慮和憤怒等負(fù)性情緒,具有改善情緒、調(diào)節(jié)心情的作用。
壓力是產(chǎn)生心理疾病的重要因素之一。有效的減壓、抗壓,是促進(jìn)青少年足球運(yùn)動(dòng)員心理健康的關(guān)鍵。Monika Fleshner教授提出,運(yùn)動(dòng)和益生菌飲食結(jié)合可以使個(gè)體更好的抗壓,以緩解緊張情緒,他指出這種結(jié)合可以增加腸內(nèi)的應(yīng)激保護(hù)細(xì)菌的數(shù)量,由這些細(xì)菌產(chǎn)生的丁酸鹽可以經(jīng)血液循環(huán)通過血腦屏障,使抗壓力的基因得到修飾和維持以發(fā)生表觀遺傳學(xué)改變,從而潛在地產(chǎn)生更持久和更強(qiáng)勁的壓力抵抗,為運(yùn)動(dòng)與腦健康的研究提供了全新的視角。
足球運(yùn)動(dòng)可以減輕肌肉的張力,并促進(jìn)大腦分泌多巴胺、內(nèi)啡肽等物質(zhì)達(dá)到極高水平,有助于青少年足球運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生愉悅心情,緩解各種壓力帶來的緊張情緒,使其大腦放松并處于最佳狀態(tài)。
大腦是學(xué)習(xí)的重要器官。教師只有掌握腦工作的原理和規(guī)律,才能提供適合于腦科學(xué)的訓(xùn)練設(shè)計(jì),訓(xùn)練方法以及訓(xùn)練環(huán)境。一方面,教師需要掌握相關(guān)的腦科學(xué)知識(shí),了解腦學(xué)習(xí)的規(guī)律,把青少年校園足球?qū)嵺`建立在腦科學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)上,進(jìn)行適合腦發(fā)展的足球科學(xué)化訓(xùn)練。另一方面,建立教師和腦科學(xué)家的交流和聯(lián)系,使教師可以將最新的腦科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為青少年足球運(yùn)動(dòng)員能接受的內(nèi)容與形式進(jìn)行傳播,對(duì)青少年足球運(yùn)動(dòng)員了解腦科學(xué),理解、利用科學(xué)化的足球訓(xùn)練意義重大。
豐富的訓(xùn)練場景能激發(fā)青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的好奇心,使其產(chǎn)生積極探索的心理傾向,保證大腦充分運(yùn)轉(zhuǎn),提升腦的認(rèn)知。因此,在訓(xùn)練中,教師可通過安排多樣的游戲性訓(xùn)練,提升青少年足球運(yùn)動(dòng)員的興趣,吸引其積極參與訓(xùn)練;使用多樣化的教學(xué)器材與教具,提高青少年足球運(yùn)動(dòng)員參與訓(xùn)練的新鮮感與積極性,使之快速融入足球教學(xué)中;設(shè)置開放的情景訓(xùn)練,通過控制人數(shù)、時(shí)間、控球次數(shù)等變量的變化,由封閉的學(xué)習(xí)狀態(tài),逐步轉(zhuǎn)向不確定、快速多變的訓(xùn)練情景,增進(jìn)腦神經(jīng)的聯(lián)結(jié),提升青少年足球運(yùn)動(dòng)員的足球智商。
有氧運(yùn)動(dòng)可從生理、認(rèn)知以及降低、控制抑郁和焦慮等方面促進(jìn)身、腦健康。并且,與年齡相符的中(最大心率的65%~75%)、高(最大心率75%~90%)等強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)不僅能促進(jìn)骨骼健康,還可增進(jìn)大腦神經(jīng)連接和神經(jīng)發(fā)生,增大腦容量,平衡大腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)水平,促進(jìn)生長因子的產(chǎn)生。因此,針對(duì)青少年的足球訓(xùn)練,應(yīng)以不同強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)為主,結(jié)合每周至少進(jìn)行3次的適量的肌肉和骨骼強(qiáng)化活動(dòng),來設(shè)計(jì)、優(yōu)化足球體能訓(xùn)練策略,更有益于青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的身心健康。
新生的神經(jīng)元需進(jìn)行持續(xù)的練習(xí),以保證其生長為神經(jīng)細(xì)胞,增強(qiáng)大腦的可塑性。因此,青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練應(yīng)進(jìn)行定量的重復(fù)性訓(xùn)練,針對(duì)某一技術(shù)進(jìn)行無對(duì)抗的重復(fù)訓(xùn)練也是必不可少的。另外,通過改變各種條件、各種變量、增加不同對(duì)抗等方式,以達(dá)到相同訓(xùn)練主題為目的的重復(fù)技能訓(xùn)練更需得到一定的重視。
想象力與創(chuàng)造力主要基于大腦的認(rèn)知。比利時(shí)足球協(xié)會(huì)提出“以大腦為中心的學(xué)習(xí)”計(jì)劃,注重對(duì)小球員頭腦和球商的培養(yǎng),以發(fā)展其想象力與創(chuàng)造力作為一個(gè)重要目標(biāo)。我國青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練可多采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式訓(xùn)練。教師設(shè)置開放的訓(xùn)練場景,提出問題,讓青少年足球運(yùn)動(dòng)員帶著問題參與訓(xùn)練,在訓(xùn)練中想象、嘗試并創(chuàng)造,引導(dǎo)青少年足球運(yùn)動(dòng)員養(yǎng)成主動(dòng)探索、發(fā)現(xiàn)、思考的習(xí)慣。另一方面,教師要教會(huì)青少年足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行想象,引導(dǎo)青少年足球運(yùn)動(dòng)員在腦海當(dāng)中浮現(xiàn)比賽場景畫面,聯(lián)想一個(gè)動(dòng)作在多種比賽場景中的應(yīng)用,構(gòu)思比賽情景下隊(duì)員的多種選擇,包括多樣的傳球路線,多樣的突破方向等,提高青少年足球運(yùn)動(dòng)員大腦的想象力與創(chuàng)造力。
3.6.1 避免過度訓(xùn)練青少年的身體和大腦正處于生長階段,應(yīng)避免對(duì)其進(jìn)行大負(fù)荷的過度訓(xùn)練,防止青少年足球運(yùn)動(dòng)員的腦損傷。教師在足球訓(xùn)練中,應(yīng)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)量與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,并通過觀察青少年足球運(yùn)動(dòng)員的學(xué)習(xí)反饋或利用科學(xué)儀器監(jiān)測,及時(shí)調(diào)整運(yùn)動(dòng)量與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,避免出現(xiàn)過度運(yùn)動(dòng),影響青少年足球運(yùn)動(dòng)員的腦和身體健康。
3.6.2 科學(xué)、適量地進(jìn)行頭頂球訓(xùn)練與對(duì)抗接觸和碰撞是形成腦震蕩,引發(fā)腦損傷的主要因素。因此,青少年足球運(yùn)動(dòng)員在足球訓(xùn)練和競賽中,首先要了解錯(cuò)誤的頭頂球動(dòng)作會(huì)帶來的潛在傷害,從而規(guī)范頭部觸球部位和動(dòng)作的學(xué)習(xí)。其次,教師對(duì)不同年齡的青少年足球運(yùn)動(dòng)員要安排適量的頭頂球訓(xùn)練,避免單次長時(shí)間的頭頂球的實(shí)踐與對(duì)抗。再次,增強(qiáng)核心穩(wěn)定性訓(xùn)練,進(jìn)行適合青少年足球運(yùn)動(dòng)員的核心力量與身體平衡訓(xùn)練,避免其在受傷后倒地引發(fā)腦損傷。最后,教會(huì)青少年足球運(yùn)動(dòng)員如何使用規(guī)范的動(dòng)作保護(hù)頭部,如觀察、判斷對(duì)方動(dòng)作,并做出聳肩動(dòng)作以擴(kuò)大頭部安全范圍等,避免發(fā)生頭部接觸與碰撞,降低青少年足球運(yùn)動(dòng)員腦損傷的可能性。
壓力較大的比賽環(huán)境,易導(dǎo)致賽前焦慮,致使心態(tài)失衡。如何減壓、抗壓,有效控制情緒,對(duì)青少年足球運(yùn)動(dòng)員的健康成長和比賽中的正常發(fā)揮具有重要意義。首先,教師可通過設(shè)置游戲性、有氧性的相關(guān)訓(xùn)練,使青少年足球運(yùn)動(dòng)員保持大腦放松、冷靜,減小、控制相關(guān)的壓力。其次,在低年齡的青少年足球比賽中,教師通過要求注重比賽參與過程,合理對(duì)待比賽結(jié)果,不公布比賽名次等安排,制造一種低壓力、高挑戰(zhàn)的比賽環(huán)境,避免壓力對(duì)青少年足球運(yùn)動(dòng)員參與的影響。最后,指導(dǎo)青少年足球運(yùn)動(dòng)員將的足球訓(xùn)練與益生菌飲食結(jié)合,提高個(gè)體的抗壓能力,舒緩緊張情緒。
眾多研究與實(shí)踐表明,足球運(yùn)動(dòng)促進(jìn)腦健康存在多方面的神經(jīng)機(jī)制和生物學(xué)基礎(chǔ)。利用腦健康科學(xué)成果指導(dǎo)青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練具有重要意義。青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練應(yīng)在順應(yīng)腦健康的研究成果的基礎(chǔ)上,以促進(jìn)青少年足球運(yùn)動(dòng)員身心發(fā)展、認(rèn)知發(fā)展、心理發(fā)展、傳播發(fā)展等方面,以有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練為基礎(chǔ),以培養(yǎng)球商為核心,通過青少年足球發(fā)展與腦健康發(fā)展關(guān)聯(lián)互進(jìn)的角度考量和實(shí)施,使青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練更科學(xué)、規(guī)范。