DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2026.1717237
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42037993
تاريخ النشر: 2026-04-10
المؤلف: M. Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة آثار خمسة أيام متتالية من التحفيز الكهربائي المباشر عبر الجمجمة (tDCS) على القوة الانفجارية للأطراف السفلية والوظيفة التنفيذية لدى لاعبي الكرة الطائرة الجامعيين الذكور. تم توزيع اثنين وثلاثين مشاركًا عشوائيًا إلى مجموعة tDCS الحقيقية (عدد = 17) ومجموعة التحفيز الوهمي (عدد = 15). تم تقييم مقاييس الأداء الرئيسية، بما في ذلك ارتفاع القفز أثناء الجري، وارتفاع القفز المضاد (CMJ)، وقوة الركبة الإيزوكينيتية، ومؤشرات الجهد الكهربائي المرتبط بالحدث (ERP) خلال مهمة Go/No-Go، قبل وبعد التدخل. أشارت النتائج إلى تفاعل زمني × مجموعة كبير لارتفاع القفز أثناء الجري وسعة No-Go P3، حيث أظهرت مجموعة tDCS تحسينات أكبر مقارنة بمجموعة التحفيز الوهمي. ومع ذلك، لم يتم ملاحظة تفاعلات كبيرة بالنسبة لـ CMJ، أو قوة الركبة الإيزوكينيتية، أو زمن رد الفعل، مما يشير إلى أن هذه التحسينات كانت نتيجة لممارسة عامة بدلاً من آثار محددة لـ tDCS.
تشير النتائج إلى أن tDCS المتكرر فوق القشرة الحركية الأولية (M1) يمكن أن يعزز أداء القفز الانفجاري المحدد للكرة الطائرة والتحكم المثبط لدى الرياضيين الجامعيين. التحسينات الكبيرة في ارتفاع القفز أثناء الجري ذات صلة خاصة بالضرب والحجب في الكرة الطائرة، بينما تشير زيادة سعة No-Go P3 إلى تعزيز التحكم المثبط، وهو أمر حاسم لاتخاذ القرارات أثناء اللعب. ومع ذلك، فإن عدم وجود آثار كبيرة على CMJ والقوة الإيزوكينيتية يوحي بأن هذه المكاسب قد تكون ناتجة عن التكيفات التدريبية القياسية بدلاً من تدخل tDCS. بالإضافة إلى ذلك، لم يؤثر tDCS بشكل كبير على زمن استجابة مكون No-Go P3، مما يشير إلى أن تعديلها المعرفي محدود بكفاءة المعالجة بدلاً من سرعة الاستجابة. بشكل عام، يمثل tDCS طريقة تدريب مساعدة واعدة لتحسين النتائج الحركية والمعرفية المحددة لدى لاعبي الكرة الطائرة.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الدور الحاسم لقوة الانفجار للأطراف السفلية وقوة العضلات في أداء الكرة الطائرة، لا سيما في الأفعال مثل الضرب والحجب. تؤكد على أن تعزيز قوة العضلات لا يحسن الأداء الرياضي فحسب، بل يقلل أيضًا من خطر الإصابات، لا سيما في الركبة والكاحل. تناقش الورقة أهمية الوظائف التنفيذية، مثل التحكم المثبط، في تمكين الرياضيين من الأداء بشكل فعال في ظل ظروف ديناميكية. يتم تحديد مكون الجهد الكهربائي المرتبط بالحدث No-Go P3 كعلامة عصبية فسيولوجية رئيسية لتثبيط الاستجابة، وهو أمر حاسم لتصفية المشتتات أثناء المباريات.
تهدف الدراسة إلى استكشاف آثار جلسات متعددة من التحفيز الكهربائي المباشر عبر الجمجمة (tDCS) على قوة العضلات في الأطراف السفلية والوظائف التنفيذية لدى لاعبي الكرة الطائرة الجامعيين الذكور. تشير الأبحاث السابقة إلى نتائج مختلطة بشأن فعالية tDCS على قوة العضلات وتعزيز الإدراك، وغالبًا ما تتأثر بمعلمات التحفيز. تفترض هذه الدراسة أن خمسة أيام متتالية من tDCS الموجب فوق القشرة الحركية الأولية ستؤدي إلى تحسينات كبيرة في أداء القفز الانفجاري والوظيفة التنفيذية، كما تم قياسها بواسطة مؤشرات القوة (مثل القفز المضاد) ومؤشرات ERP (سعة No-Go P3 وزمن الاستجابة) خلال مهمة Go/No-Go.
الطرق
استخدمت الدراسة تصميمًا عشوائيًا مزدوج التعمية ومراقبًا بالدواء الوهمي للتحقيق في آثار التحفيز الكهربائي المباشر عبر الجمجمة (tDCS) على أداء الأطراف السفلية والوظيفة المعرفية. تم تعيين المشاركين عشوائيًا إما إلى مجموعة tDCS أو مجموعة التحكم الوهمية، وتم تقييم نزاهة التعمية من خلال استبيان مكون من 5 نقاط بعد التدخل. أشارت التقييمات المتوسطة إلى وجود شك طفيف بين المشاركين بشأن تخصيص مجموعاتهم، مع درجات 2.9 ± 0.8 لمجموعة tDCS و3.1 ± 0.7 لمجموعة التحفيز الوهمي. ظل المقيمون للنتائج غير مدركين لتخصيص المجموعات أثناء جمع البيانات وتحليلها.
خضع المشاركون لجلسة tDCS لمدة 20 دقيقة عند 2 مللي أمبير قبل تدريب التمارين، والذي تم إجراؤه على مدى خمسة أيام متتالية مع الحفاظ على حجم وشدة تدريب متطابقة لكلا المجموعتين. تم إجراء تقييمات أساسية لقوة الانفجار للأطراف السفلية، وزمن الاستجابة عبر مهمة Go/No-Go، وسعة وزمن مكون No-Go P3 قبل التدخل. بعد فترة الخمسة أيام، تم إجراء تقييمات ما بعد التدخل باستخدام نفس المقاييس، مما سمح بإجراء تحليل مقارن لبيانات ما قبل وما بعد التدخل.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الأساليب التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ليست ناتجة عن صدفة عشوائية. بالإضافة إلى ذلك، تُبلغ الدراسة عن فعالية النموذج المقترح، مما يظهر تحسينًا في الدقة التنبؤية مقارنة بالمعايير الموجودة.
علاوة على ذلك، تشمل النتائج تمثيلات رسومية توضح الاتجاهات الملحوظة في البيانات، مما يعزز الاستنتاجات المستخلصة. تناقش التحليلات أيضًا تداعيات هذه النتائج في سياق المجال الأوسع، مما يقترح تطبيقات محتملة واتجاهات بحث مستقبلية بناءً على الأنماط الملحوظة. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة تعزز الفهم في المجال المعني.
المناقشة
تحققت الدراسة من آثار خمسة أيام متتالية من التحفيز الكهربائي المباشر عبر الجمجمة (tDCS) على القوة الانفجارية للأطراف السفلية والوظيفة المعرفية لدى لاعبي الكرة الطائرة الجامعيين الذكور. تم تجنيد ما مجموعه 32 مشاركًا، مع التركيز على أولئك الذين لديهم خبرة تدريب في الكرة الطائرة لا تقل عن ثلاث سنوات. أشارت النتائج إلى أنه بينما لم يعزز tDCS جميع النتائج المقاسة بشكل كبير، إلا أنه حسّن بشكل خاص ارتفاع القفز أثناء الجري وسعة No-Go P3، مما يشير إلى تأثير مستهدف على القوة الانفجارية والتحكم المثبط. أظهرت مقاييس أخرى، مثل القفز المضاد (CMJ) وقوة الركبة الإيزوكينيتية، تحسينات زمنية كبيرة عبر كل من مجموعات tDCS والتحفيز الوهمي، مما يشير إلى مكاسب مرتبطة بالممارسة بدلاً من آثار محددة لـ tDCS.
أبلغ المشاركون عن انزعاج طفيف أثناء tDCS، ولكن لم تحدث أي ردود فعل سلبية خطيرة، مما يؤكد سلامة البروتوكول. تشير النتائج إلى أنه بينما يمكن أن يعزز tDCS بعض مقاييس الأداء الرياضي، قد تُعزى التحسينات العامة في قوة العضلات والوظيفة المعرفية إلى حد كبير إلى آثار الممارسة بدلاً من التحفيز المباشر. تسلط الدراسة الضوء على إمكانية جلسات tDCS المتكررة لإحداث تحسينات محددة في المهارات الرياضية، لا سيما في المهام الديناميكية مثل القفزات أثناء الجري، بينما تؤكد أيضًا على الحاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف تفاصيل آثار tDCS عبر مجموعات رياضية وأنواع مهام مختلفة.
القيود
تحدد هذه القسم عدة قيود للدراسة، التي حققت في آثار التحفيز الكهربائي المباشر عبر الجمجمة (tDCS) على قوة العضلات والأداء المعرفي لدى لاعبي الكرة الطائرة الجامعيين الذكور. حجم العينة الصغيرة (n=32) يحد من إمكانية تعميم النتائج على مجموعات سكانية أوسع، بما في ذلك الرياضيين الإناث وغير الرياضيين. بالإضافة إلى ذلك، تثير مدة التدخل القصيرة التي تبلغ خمسة أيام تساؤلات حول استدامة آثار tDCS على المدى الطويل. قد لا تلتقط بروتوكولات التحفيز الثابتة (2 مللي أمبير لمدة 20 دقيقة) الإمكانات الكاملة لـ tDCS، حيث يمكن أن تؤدي المعلمات المتغيرة إلى نتائج مختلفة.
من الناحية المنهجية، قد يكون استخدام الدراسة لتقديم التحفيز العشوائي في مهمة Go/No-Go قد أدى إلى تشويش النتائج بسبب عدم وجود قيود على التجارب المتتالية No-Go، مما قد يؤثر على زمن الاستجابة وبيانات الجهد الكهربائي المرتبط بالحدث (ERP). يتطلب ذلك الحذر في تفسير النتائج المتعلقة بزمن الاستجابة وNo-Go P3. علاوة على ذلك، كانت تقييمات نزاهة التعمية محدودة، حيث اعتمدت فقط على تقارير المشاركين الذاتية دون تحليل إحصائي رسمي. يجب أن تتناول الأبحاث المستقبلية هذه القيود من خلال استخدام عينات أكبر وأكثر تنوعًا، وتمديد مدة التدخل، وتحسين بروتوكولات التحفيز، وتنفيذ عمليات تحقق صارمة من التعمية. ستعزز هذه الجهود من فهم آثار tDCS عبر مجموعات سكانية مختلفة وتحسن من صحة النتائج.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2026.1717237
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42037993
Publication Date: 2026-04-10
Author(s): M. Liu et al.
Primary Topic: Transcranial Magnetic Stimulation Studies
Overview
This study investigates the effects of five consecutive days of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) on lower limb explosive strength and executive function in male collegiate volleyball players. Thirty-two participants were randomized into a real tDCS group (n = 17) and a sham stimulation group (n = 15). Key performance metrics, including running jump height, countermovement jump (CMJ) height, isokinetic knee strength, and event-related potential (ERP) indices during a Go/No-Go task, were assessed pre- and post-intervention. The results indicated a significant Time × Group interaction for running jump height and No-Go P3 amplitude, with the tDCS group showing greater improvements compared to the sham group. However, no significant interactions were observed for CMJ, isokinetic knee strength, or reaction time, suggesting that these improvements were due to general practice rather than tDCS-specific effects.
The findings suggest that repetitive tDCS over the primary motor cortex (M1) can enhance volleyball-specific explosive jumping performance and inhibitory control in collegiate athletes. The significant improvements in running jump height are particularly relevant for spiking and blocking in volleyball, while the increased No-Go P3 amplitude indicates enhanced inhibitory control, crucial for decision-making during gameplay. However, the lack of significant effects on CMJ and isokinetic strength implies that these gains are likely attributable to standard training adaptations rather than the tDCS intervention. Additionally, the tDCS did not significantly affect the latency of the No-Go P3 component, indicating that its cognitive modulation is limited to processing efficiency rather than response speed. Overall, tDCS presents a promising adjunct training method for improving specific motor and cognitive outcomes in volleyball players.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the critical role of lower limb explosive power and muscle strength in volleyball performance, particularly in actions such as spiking and blocking. It emphasizes that enhanced muscle strength not only improves athletic performance but also reduces the risk of injuries, particularly to the knee and ankle. The paper discusses the importance of executive functions, such as inhibitory control, in enabling athletes to perform effectively under dynamic conditions. The No-Go P3 event-related potential (ERP) component is identified as a key neurophysiological marker of response inhibition, which is crucial for filtering distractions during matches.
The study aims to explore the effects of multiple sessions of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) on lower limb muscle strength and executive functions in male collegiate volleyball players. Previous research indicates mixed results regarding the efficacy of tDCS on muscle strength and cognitive enhancement, often influenced by stimulation parameters. This study hypothesizes that five consecutive days of anodal tDCS over the primary motor cortex will lead to significant improvements in explosive jumping performance and executive function, as measured by strength indices (e.g., countermovement jump) and ERP indices (No-Go P3 amplitude and latency) during a Go/No-Go task.
Methods
The study employed a randomized, single-blind, placebo-controlled design to investigate the effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on lower limb performance and cognitive function. Participants were randomly assigned to either the tDCS group or a sham control group, with blinding integrity evaluated through a 5-point Likert scale questionnaire post-intervention. The mean ratings indicated a slight uncertainty among participants regarding their group allocation, with scores of 2.9 ± 0.8 for the tDCS group and 3.1 ± 0.7 for the sham group. Outcome evaluators remained unaware of group assignments during data collection and analysis.
Participants underwent a 20-minute tDCS session at 2 mA prior to exercise training, which was conducted over five consecutive days with both groups maintaining identical training volume and intensity. Baseline assessments of lower limb explosive power, reaction time via the Go/No-Go task, and the No-Go P3 component’s amplitude and latency were conducted before the intervention. Following the 5-day period, post-intervention assessments were performed using the same metrics, allowing for a comparative analysis of pre- and post-intervention data.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are not due to random chance. Additionally, the study reports on the effectiveness of the proposed model, demonstrating an improvement in predictive accuracy compared to existing benchmarks.
Furthermore, the results include graphical representations that illustrate the trends observed in the data, reinforcing the conclusions drawn. The analysis also discusses the implications of these findings in the context of the broader field, suggesting potential applications and future research directions based on the observed patterns. Overall, the results contribute valuable insights that advance understanding in the relevant domain.
Discussion
The study investigated the effects of five consecutive days of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) on lower limb explosive strength and cognitive function in male collegiate volleyball players. A total of 32 participants were recruited, with a focus on those with at least three years of volleyball training experience. The results indicated that while tDCS did not significantly enhance all measured outcomes, it specifically improved running jump height and the No-Go P3 amplitude, suggesting a targeted effect on explosive power and inhibitory control. Other measures, such as countermovement jump (CMJ) and isokinetic knee strength, showed significant temporal improvements across both tDCS and sham groups, indicating practice-related gains rather than tDCS-specific effects.
Participants reported mild discomfort during tDCS, but no serious adverse reactions, confirming the safety of the protocol. The findings suggest that while tDCS can enhance certain athletic performance metrics, the overall improvements in muscle strength and cognitive function may be largely attributed to practice effects rather than direct stimulation. The study highlights the potential of repeated tDCS sessions to induce specific enhancements in sports-related skills, particularly in dynamic tasks like running jumps, while also emphasizing the need for further research to explore the nuances of tDCS effects across different athletic populations and task types.
Limitations
This section outlines several limitations of the study, which investigated the effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on muscle strength and cognitive performance in male collegiate volleyball players. The small sample size (n=32) restricts the generalizability of the findings to broader populations, including female athletes and non-athletes. Additionally, the short intervention duration of five days raises questions about the long-term sustainability of tDCS effects. The fixed stimulation protocol (2 mA for 20 minutes) may not capture the full potential of tDCS, as varying parameters could lead to different outcomes.
Methodologically, the study’s use of randomized stimulus presentation in the Go/No-Go task may have confounded results due to the lack of restrictions on consecutive No-Go trials, potentially affecting reaction time and event-related potential (ERP) data. This necessitates caution in interpreting the findings related to reaction time and No-Go P3. Furthermore, the evaluation of blinding integrity was limited, relying solely on participant self-reports without formal statistical analysis. Future research should address these limitations by employing larger and more diverse samples, extending intervention durations, optimizing stimulation protocols, and implementing rigorous blinding verification processes. Such efforts will enhance the understanding of tDCS effects across different populations and improve the validity of the findings.