Brain Alpha Dynamics Based on Exercise Types


Dirik H. B.

22. Uluslarararası Spor Bilimleri Kongresi, Ankara, Türkiye, 21 - 24 Kasım 2024, ss.281-282, (Özet Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.281-282
  • Lokman Hekim Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Beyin, insan davranışlarının ve zihinsel süreçlerin merkezinde yer alan karmaşık bir yapı olup, farklı dalga frekansları aracılığıyla birçok bilişsel işlevi düzenler. Bu frekanslar arasında yer alan alfa dalgalarının gevşeme, odaklanma ve yaratıcılık gibi zihinsel durumlarla doğrudan ilişkili olduğu bilinmektedir. Literatür incelendiğinde, düzenli egzersizin stres seviyelerini azalttığı, genel ruh halini iyileştirdiği ve bilişsel fonksiyonları geliştirdiği raporlanmıştır. Ancak, farklı antrenman türlerinin alfa dalgaları üzerindeki akut etkileri konusunda sınırlı bilgi bulunmaktadır. Bu bağlamda mevcut araştırmada farklı antrenman dinamikleri içerisinde yer alan okçuluk ve yüksek yoğunluklu antrenmanların bireysel alfa tepe frekansı üzerine akut etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmaya 11 kontrol grubu, 14 yüksek yoğunluklu antrenman grubu ve 16 okçuluk grubunda yer alan toplam 41 sporcu dahil edilmiştir. Yüksek yoğunluklu antrenman grubu, 2 set toplam 16 dakika süre ile 4 farklı hareket üzerinden Tabata protokolü, okçuluk grubu, 3 atıştan oluşan setlerden toplam 10 set atış gerçekleştirmiş, kontrol grubu ise herhangi bir aktivite yapmadan 10 dakika süre ile bekletilmiştir. Yüksek yoğunluklu antrenman grubu ve okçuluk grubuna ilişkin antrenman öncesi ve sonrası dinlenik durum EEG verileri uluslararası 10-20 elektrot sistemine göre F3, F4, C3, C4, O1, O2, T7 ve T8 bölgelerine yerleştirilen elektrotlar aracılığıyla 2 dakika boyunca gözler açık olarak kaydedilmiştir. Elde edilen verilerin güç spektrum yoğunlukları welch periodogram (%50 örtüşme, 1sn pencere uzunluğu, 0,1 frekans çözünürlüğü, Hann penceresi) yöntemi ile analiz edilmiş ve 7-13 Hz arasında yer alan alfa tepe frekansları ağırlık merkezi yöntemiyle hesaplanmıştır. Uygulanan antrenmanlara yönelik algılanan zorluk derecelerine ilişkin veriler subjektif bir yaklaşım olan görsel analog ölçek ile elde edilmiştir. 3 gruba ilişkin ön test ve son test EEG verilerinin karşılaştırılmasında Linear Karma Modeller testi uygulanmıştır. Grup (Yüksek yoğunluklu ve okçuluk) ve Zaman (Ön ve Son) sabit etki faktörü, katılımcılar rastgele etki faktörü olarak kurgulanmıştır. Algılanan zorluk derecelerine ilişkin farklılıkların karşılaştırılmasında ilişkili örneklemler t testi uygulanmıştır. Araştırma sonuçları F4, T8, O1 ve O2 konumlarından elde edilen verilerin grup faktöründe istatistiksel olarak anlamlı farklılık olduğunu (p<0,05), Mevcut farklılığa ilişkin post hoc analizi (Tukey HSD) sonuçları O1, O2, F4 konumlarındaki verilerde yüksek yoğunluklu antrenman grubunun okçuluk grubuna göre daha yüksek alfa tepe frekansına sahip olduğunu göstermektedir. T8 konumunda ise kontrol grubunun okçuluk grubuna göre daha yüksek alfa tepe frekansına sahip olduğu ortaya çıkmıştır (p<0,05). Zaman faktörü ve Zaman-Grup etkileşimlerinde istatistiksel olarak anlamlılık gözlemlenmemiştir (p>0,05). Algılanan yorgunluk derecelerinde istatistiksel olarak anlamlılık gözlemlenmemiştir (p>0,05). Bu bilgiler ışığında mevcut çalışma, farklı antrenman dinamiklerinde yer alan sporcuların alfa tepe frekanslarının farklılık gösterdiğini ve antrenman türlerinin bilişsel süreçlerle ilişkili beyin elektriksel davranışlarını farklı biçimlerde etkileyebileceğini göstermektedir.  

The brain, a complex structure at the core of human behavior and mental processes, regulates numerous cognitive functions through various wave frequencies. Among these, alpha waves are known to be directly associated with mental states such as relaxation, focus, and creativity. A review of the literature reveals that regular exercise reduces stress levels, improves overall mood, and enhances cognitive functions. However, limited information is available regarding the acute effects of different types of exercise on alpha waves. In this context, the present study aimed to examine the acute effects of different exercise modalities, specifically archery and high-intensity training, on individual alpha peak frequency. A total of 41 athletes participated in the study, comprising 11 in the control group, 14 in the high-intensity training group, and 16 in the archery group. The high-intensity training group performed a Tabata protocol with 4 different exercises for 2 sets totaling 16 minutes. The archery group completed 10 sets of shooting, with each set consisting of 3 shots, while the control group rested for 10 minutes without engaging in any activity. Pre- and post-exercise resting-state EEG data for the high-intensity and archery groups were recorded with eyes open for 2 minutes. Electrodes were placed at F3, F4, C3, C4, O1, O2, T7, and T8 positions following the international 10-20 electrode placement system. The power spectral density of the EEG data was analyzed using the Welch periodogram method (50% overlap, 1s window length, 0.1 Hz frequency resolution, Hann window), and alpha peak frequencies in the 7-13 Hz range were calculated using the center of gravity method. Data on perceived exertion levels for the exercises were obtained using a subjective approach via the visual analog scale. To compare pre-test and post-test EEG data across the three groups, a Linear Mixed Model test was applied, with Group (High-Intensity and Archery) and Time (Pre and Post) set as fixed effect factors and participants as a random effect factor. The differences in perceived exertion levels were analyzed using paired samples t-tests. The study results indicated statistically significant differences for the group factor at the F4, T8, O1, and O2 electrode locations (p<0.05). Post hoc analysis (Tukey HSD) revealed that high-intensity training yielded higher alpha peak frequencies than archery at the O1, O2, and F4 locations. At the T8 location, the control group had a higher alpha peak frequency compared to the archery group (p<0.05). No statistically significant differences were observed for the Time factor or the Time-Group interactions (p>0.05). Furthermore, there were no statistically significant differences in perceived exertion levels (p>0.05). In light of these findings, the present study demonstrates that athletes in different exercise modalities exhibit varying alpha peak frequencies, suggesting that the type of exercise may influence the brain’s electrical activity associated with cognitive processes in distinct ways.