Impact of EEG neurofeedback training on EEG and sEMG signals after high-intensity exercise

عندما يدفع الرياضيون أجسادهم إلى أقصى الحدود، يصل التعب في شكلين متميزين. أحدهما هو الإحساس بالثقل والاحتراق في العضلات نفسها، وهو استنزاف موضعي حيث لا تستطيع الأنسجة الانقباض بقوة كما كانت من قبل. والآخر أكثر مراوغة، وهو ضباب يستقر في الدماغ، يبطئ الإشارات المرسلة من العقل إلى العضلات. هذا التعب المركزي ليس مجرد شعور بالإرهاق؛ بل هو آلية وقائية حيث يقوم الجهاز العصبي بخفض إنتاجه الخاص لمنع حدوث ضرر. لعقود من الزمن، سعى المدربون والعلماء لإيجاد طرق لتصفية هذا الضباب بسرعة، آملين في مساعدة الرياضيين على التعافي بشكل أسرع والأداء بشكل أفضل. وبينما توجد طرق مثل الراحة، والتغذية، والعلاج بالأكسجين، إلا أنها غالبًا ما تستغرق وقتًا أو تحمل عيوبًا أخرى. ويتضمن النهج الأحدث تدريب الدماغ نفسه، باستخدام تقنية تسمى "التغذية الراجعة العصبية" (neurofeedback)، لمعرفة ما إذا كان العقل يستطيع تعلم التخلص من الإرهاق بشكل أسرع مما يمكن للجسم فعله بمفرده.

قام فريق من الباحثين من جامعة هوبي مينزو في الصين مؤخرًا باختبار هذه الفكرة مع مجموعة مكونة من أربعة وثلاثين رياضيًا من طلاب الجامعات الذكور. أرادوا معرفة ما إذا كان نوع معين من تدريب الدماغ يمكن أن يسرع عملية التعافي بعد تمرين شاق. ولخلق حالة ثابتة وكثيفة من التعب، استخدم الباحثون طريقة تُعرف باسم "تدريب تقييد تدفق الدم". تتضمن هذه الطريقة لف حزام متخصص حول الفخذ العلوي ونفخه بضغط دقيق. هذا الضغط كافٍ لتقييد تدفق الدم العائد من الساق، مما يؤدي إلى تراكم النفايات الأيضية ونقص الأكسجين في العضلات، ولكنه منخفض بما يكفي للسماح للرياضي بالاستمرار في الحركة. ثم قام الرياضيون بأداء سلسلة من تمارين القرفصاء (squats) الثقيلة تحت هذه الظروف حتى وصلوا إلى مرحلة الإرهاق التام. ضمنت هذه العملية أن يمر كل مشارك بمستوى مماثل من كل من إرهاق العضلات وضبابية الدماغ.

بمجرد إحداث التعب، تم تقسيم الرياضيين إلى مجموعتين. سُمح للمجموعة الأولى بالراحة بشكل طبيعي لمدة ثلاثة وثلاثين دقيقة، بالجلوس بهدوء دون أي مشتتات. أما المجموعة الأخرى فقد خضعت لجلسة مدتها ثلاثة وثلاثون دقيقة من التغذية الراجعة العصبية عبر تخطيط كهربية الدماغ (EEG). خلال هذه الجلسة، ارتدى الرياضيون غطاءً مجهزًا بمستشعرات تقرأ موجاتهم الدماغية في الوقت الفعلي. تمت ترجمة هذه الإشارات إلى لعبة بصرية بسيطة على شاشة الكمبيوتر. كان الهدف للرياضيين هو التحكم في سهم متحرك على الشاشة من خلال تعديل نشاطهم الدماغي بوعي. كان عليهم إبقاء أنواع معينة من الموجات الدماغية، المرتبطة بالنعاس أو التشتت، منخفضة، مع تعزيز الموجات الأخرى المرتبطة بالتركيز واليقظة الهادئة. ومع تحقيقهم للنجاح، كانوا يتلقون مكافآت بصرية وسمعية فورية، مما يعلم أدمغتهم أساسًا كيفية التنظيم الذاتي والعودة إلى حالة أكثر كفاءة.

أظهرت نتائج الدراسة فرقًا واضحًا بين المجموعتين. فبعد فترة التعافي، كانت المجموعة التي اكتفت بالراحة لا تزال تحمل عبئًا أثقل من التعب؛ حيث احتوت دماؤهم على مستويات أعلى من حمض اللاكتيك، وهو ناتج ثانوي للتمارين المكثفة، وأفادوا بشعورهم بإرهاق أكبر من نظرائهم. في المقابل، أظهرت المجموعة التي خضعت لتدريب الدماغ مستويات أقل بكثير من علامات التعب هذه. فقد انخفضت مستويات حمض اللاكتيك في دمهم بشكل أكثر فعالية، وصنفوا مجهودهم المدرك بأنه أقل بكثير. وحكت إشارات الدماغ قصة مماثلة؛ إذ أظهرت الموجات الدماغية للرياضيين الذين تلقوا تدريب التغذية الراجعة العصبية نمطًا يشير إلى العودة إلى حالة أكثر توازنًا وتركيزًا، مع انخفاض في الموجات البطيئة والخاملة التي تظهر غالبًا أثناء التعب، وزيادة في الموجات المرتبطة باليقظة.

بدا أن هذا التحسن في وظائف الدماغ له تأثير مباشر على العضلات أيضًا. فعندما قاس الباحثون النشاط الكهربائي في عضلات أرجل الرياضيين، وجدوا أن مجموعة التغذية الراجعة العصبية قد استعادت المزيد من قوة عضلاتها. كانت الإشارات المنتقلة من الدماغ إلى العضلات أقوى وأكثر كفاءة، مما سمح للعضلات بتوليد قوة أكبر. استطاع الرياضيون في مجموعة التدريب القفز عاليًا والقفز لمسافة أبعد من أولئك الذين جلسوا واستراحوا فقط. كما استعادت أقصى قوة لأرجلهم درجة أكبر. تشير البيانات إلى أنه من خلال مساعدة الدماغ على تصفية تعبه الخاص، ساعد التدريب الجسم على تصفية تعب عضلاته أيضًا. يبدو أن النظامين، الدماغ والعضلات، مرتبطان ببعضهما البعض ارتباطًا وثيقًا بحيث أن إصلاح أحدهما يساعد الآخر.

تخلص الدراسة إلى أن هذا النوع من تدريب الدماغ يعد أداة واعدة لمساعدة الرياضيين على التعافي من المجهود البدني المكثف. فهو يقدم وسيلة لتسريع العودة إلى الوضوح الذهني والقوة البدنية دون الحاجة إلى عقاقير أو إجراءات جراحية. ومع ذلك، يشدد الباحثون على أن نتائجهم تنطبق تحديدًا على الظروف التي اختبروها. فقد أجريت الدراسة على الرياضيين الذكور فقط، وكان المعدات المستخدمة محددة، بما في ذلك عرض أحزمة تقييد تدفق الدم، في هذه التجربة. ورغم أن النتائج مشجعة، إلا أنها تشير إلى أن الدماغ يمكن تدريبه على إدارة التعب، لكن المدى الكامل لكيفية تطبيق ذلك على أشخاص مختلفين أو أنواع مختلفة من التمارين لا يزال قيد البحث. في الوقت الحالي، تقدم الدراسة برهانًا واضحًا على أنه عندما يتم مساعدة العقل على التعافي، فإن الجسد يتبع خطاه.