Respiratory frequency does not track perceived fatigue independently of time-on-task during a half-marathon: a wearable-sensor field study
这项利用可穿戴传感器对业余半程马拉松跑者进行的研究表明，尽管呼吸频率与感知疲劳度相关，但这种关系并非独立于任务持续时间，这表明未来的研究必须将疲劳与经过的时间进行分离，以准确评估呼吸模式作为疲劳指标的有效性。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
当人类奔跑时，他们的身体会进入一种剧烈且协调的活动状态。心脏跳动加快，肌肉消耗更多能量，呼吸也变得更加深沉和快速，以供应氧气。几十年来，科学家们一直知道一个人的呼吸方式会随着疲劳程度的增加而改变。在实验室环境下，当跑步者不断增加速度直到无法继续时，呼吸频率会随着跑步者感受到的运动强度同步上升。这导致了一个普遍的假设：如果你能够实时测量跑步者的呼吸，你就能立刻知道他们感到多么疲惫，无论他们已经跑了多久。这种观点认为，呼吸本身就是窥探大脑感知努力程度的一个直接窗口。
然而，现实世界很少像实验室那样受控。在长距离比赛中，跑步者不仅因为强度增加而感到疲劳，仅仅是因为时间的流逝也会让他们感到疲劳。随着分钟的跳动，身体积累着压力，疲劳感也随之增长。这为研究人员制造了一个令人困惑的局面：如果呼吸变快且疲劳感加剧是同时发生的，那么呼吸变快是因为跑步者感到疲劳，还是两者都仅仅是因为比赛已经进行了很长时间？在没有办法在不干扰其节奏的情况下，自然地观察一名跑步者在长时间内如何呼吸之前，区分这两者一直非常困难。
一个研究小组试图通过观察业余跑步者进行半程马拉松的过程来解决这个谜题。他们为十二名男性配备了一件带有传感器的特制衬衫，这些传感器可以追踪胸廓的扩张和腹部的运动，从而有效地测量每一次呼吸，而无需使用面罩或软管。在跑步者完成21.1公里的赛程过程中，他们每隔五分钟会被提示通过智能手机应用程序报告当前的疲劳程度，评分范围从一到十。其目标是观察记录在衬衫中的呼吸模式是否能比仅仅了解从比赛开始经过了多少时间更好地预测这些疲劳评分。
结果揭示了一个关于耐力跑清晰却又令人惊讶的事实。数据显示，随着比赛的进行，跑步者的呼吸频率确实增加了，他们的疲劳评分也在稳步上升。乍看之下，两者似乎紧密相连。研究人员发现，跑步者的呼吸速度与他们自述的疲劳程度之间存在强烈的统计学联系。然而，当研究团队考虑到时间流逝这一简单事实时，这种联系消失了。呼吸频率的增加并不是跑步者内在疲劳状态的一个独立信号；相反，它是由于运动持续时间而产生的自然结果。一旦研究人员对“任务时长”进行了调整，呼吸速率就不再能提供关于特定跑步者感到多么疲劳的任何额外信息。一个跑了一个小时的跑步者比刚开始跑的跑步者呼吸更快、感觉更累，但呼吸速率本身并没有提供任何时钟所未能揭示的新信息。
该研究还观察了呼吸的其他方面，例如胸廓和腹部如何协同运动，以及跑步者是否将步伐与呼吸同步。跑步者确实表现出将步频与呼吸挂钩的倾向，通常每呼吸一次对应四步，这种模式随着比赛的进行变得越来越普遍。他们也改变了呼吸机制，随着比赛的推进，更多地依赖胸廓而非腹部进行呼吸。然而，就像呼吸速度一样，这些变化本身并不能作为可靠的疲劳指标。数据显示，不同跑步者的反应差异极大。有些人随着疲劳而表现出明显的呼吸模式变化，而有些人则没有。由于这些个体差异如此之大，呼吸模式无法像速度计测量速度那样，被用作衡量疲劳的通用标准。
研究人员得出结论，在像半程马拉松这样持续且由自身掌控节奏的比赛中，疲劳感和呼吸速度都是由同一个潜在因素驱动的：时间的流逝。这并不意味着呼吸不重要，但它确实意味着在这种特定语境下，呼吸不能脱离时钟独立地用来追踪疲劳。这项研究表明，为了真正理解呼吸与跑步者感受到的运动强度之间的联系，科学家需要设计那些能将运动持续时间与运动强度分离开来的实验。在此之前，对于一名处于比赛中的跑步者来说，衡量自己已坚持了多久最准确的指标仍然是手表上的时间，而非呼吸的节奏。
您所在领域的论文太多了？
获取与您研究关键词匹配的最新论文每日摘要——附技术摘要，使用您的语言。