《Frontiers in Physiology》：The acute effects of esports on heart rate variability: a systematic review and meta-analysis
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本篇系統(tǒng)綜述與Meta分析旨在通過整合現(xiàn)有研究，量化分析電子競技對心率變異性（HRV）的急性影響。研究發(fā)現(xiàn)，與靜息狀態(tài)相比，游戲期間RMSSD與HF顯著降低，表明這項久坐性活動可引發(fā)顯著的自主神經(jīng)系統(tǒng)反應，其中心理應激是關鍵驅(qū)動因素。這為優(yōu)化選手健康管理、訓練策略及心理調(diào)節(jié)提供了重要的生理學依據(jù)。
電子競技急性期心率變異性變化：自主神經(jīng)系統(tǒng)應激反應的系統(tǒng)綜述與元分析
引言
近年來，電子競技的迅猛發(fā)展吸引了大量觀眾與參與者，使其成為最受關注的競技活動之一。電子競技本質(zhì)上是基于電子設備的競技性視頻游戲。盡管通常被視為久坐活動，但職業(yè)選手身處與傳統(tǒng)體育運動員類似的高壓競技環(huán)境中。游戲中的競爭性壓力已被證實可激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，引發(fā)心率加快、血壓升高等生理反應。這些壓力源主要源自表現(xiàn)、團隊、社會、組織及個人等多個維度，其中與表現(xiàn)相關的壓力是現(xiàn)有研究中最常報告的壓力來源。
在心理生理學研究中，心率變異性（HRV）作為一種非侵入性、易于測量且成本可控的指標，其價值日益凸顯。HRV被定義為連續(xù)心跳間期（NN間期）的變異，其變化可敏感反映個體對應激、情緒調(diào)節(jié)及生理需求的適應性改變。HRV指標，特別是迷走神經(jīng)介導的參數(shù)，對于評估與游戲誘發(fā)壓力及表現(xiàn)相關的自主神經(jīng)系統(tǒng)（ANS）功能具有重要價值。在傳統(tǒng)運動研究中，HRV已被廣泛用于評估個體的壓力應對能力和情緒調(diào)節(jié)。既往研究關于電子競技對HRV的影響尚未達成共識，因此，進行系統(tǒng)綜述與元分析，通過整合多項研究的數(shù)據(jù)來克服單個研究的局限性，得出更穩(wěn)健可靠的結論，顯得尤為必要。
方法
本系統(tǒng)綜述遵循PRISMA指南原則。檢索了截至2025年7月20日的PubMed、Web of Science和Scopus數(shù)據(jù)庫。通過布爾運算符組合特定檢索詞，并使用滾雪球法手動篩選相關研究的參考文獻以確保全面性。納入標準依據(jù)PICOS框架制定：研究對象為全年齡段人群；干預措施為與電子競技相關的急性干預；對照為游戲期間的HRV數(shù)據(jù)與靜息狀態(tài)明確對比；結局指標為至少報告一項HRV參數(shù)；研究設計為自身對照或組間對照設計。排除標準包括：非電子競技干預研究、元分析或綜述、非同行評議期刊發(fā)表的文獻及非英文出版物。
文獻篩選與數(shù)據(jù)提取由兩名評審員獨立完成。使用美國國立心肺血液研究所（NHLBI）的研究質(zhì)量評估工具評估偏倚風險，并使用GRADE工具評估證據(jù)質(zhì)量。當至少有三項或以上研究報告相同結局指標時，使用Review Manager 5.4進行元分析，采用隨機效應模型。效應量以標準化均數(shù)差（SMD）表示。研究間的異質(zhì)性通過I2統(tǒng)計量評估，I2值低于40%視為低異質(zhì)性，40%-69%為中等，大于等于70%為高異質(zhì)性。通過敏感性分析和亞組分析探索異質(zhì)性來源。發(fā)表偏倚通過漏斗圖目視檢查與Egger's回歸檢驗評估。
結果
文獻篩選與納入研究特征
通過系統(tǒng)檢索共獲得1011篇文獻，去除重復后剩余555篇，經(jīng)標題和摘要初篩及全文復評，最終納入12項研究。文獻篩選流程見下圖：
所有納入研究發(fā)表于2017年至2025年間，共涉及489名參與者。研究地區(qū)包括韓國、美國、中國臺灣、德國、瑞士、中國大陸及土耳其。12項研究均比較了電子競技干預前后結局，其中8項采用自身對照設計，4項采用組間對照設計。
心率變異性參數(shù)結果
時域參數(shù)
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連續(xù)差值的均方根（RMSSD）：納入的12項研究中有10項探討了電子競技對RMSSD的影響。匯總分析表明，與靜息狀態(tài)相比，電子競技干預后RMSSD顯著降低，效應量為中等（SMD = 0.24；95% CI: 0.10–0.38；P < 0.001），研究間異質(zhì)性低（I2= 4%）。
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正常竇性心搏間期的標準差（SDNN）：9項研究（13個效應量估計）納入元分析。匯總結果顯示，游戲狀態(tài)與靜息狀態(tài)間的SDNN無顯著差異，效應量小（SMD = 0.14；95% CI: ?0.08 to 0.35；P = 0.21），研究間異質(zhì)性中等（I2= 38%）。
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相鄰NN間期差值大于50ms的比例（pNN50）：3項研究納入元分析。匯總結果顯示，游戲與靜息狀態(tài)間的pNN50無顯著差異（SMD = 0.14；95% CI: ?0.12 to 0.41；P = 0.29），研究間無異質(zhì)性（I2= 0%）。
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相鄰NN間期差值大于50ms的個數(shù)（NN50）：兩項研究報告了電子競技對NN50的影響，數(shù)據(jù)不足進行元分析，結果不一致。
頻域參數(shù)
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高頻功率（HF）：8項研究（排除兩項數(shù)據(jù)報告方式特殊或數(shù)據(jù)缺失的研究）納入元分析。匯總結果顯示，與靜息狀態(tài)相比，電子競技活動后HF顯著降低，效應量為中等（SMD = 0.47；95% CI: 0.14–0.81；P = 0.006），研究間異質(zhì)性高（I2= 72%）。
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低頻功率（LF）：7項研究納入元分析。匯總結果顯示，電子競技對LF無顯著影響（SMD = 0.04；95% CI: ?0.19 to 0.28；P = 0.71），研究間異質(zhì)性中等（I2= 40%）。
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低頻與高頻功率比值（LF/HF）：5項研究納入元分析。匯總結果顯示，電子競技對LF/HF無顯著影響（SMD = ?0.35；95% CI: ?0.87 to 0.16；P = 0.18），研究間異質(zhì)性高（I2= 81%）。
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極低頻功率（VLF）：僅一項研究報告，數(shù)據(jù)不足進行元分析。
亞組分析、質(zhì)量評估與敏感性分析
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游戲類型亞組分析：根據(jù)游戲類型（如MOBA、體育游戲、移動游戲等）進行亞組分析。結果顯示，對于RMSSD、SDNN、HF、LF及LF/HF等參數(shù)，不同游戲類型亞組間的效應量差異均無統(tǒng)計學意義。
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HRV分析時長亞組分析：根據(jù)HRV分析時長是否超過5分鐘進行亞組分析。結果顯示，對于RMSSD、SDNN、pNN50、HF、LF及LF/HF等參數(shù)，不同分析時長亞組間的效應量差異均無統(tǒng)計學意義。
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偏倚風險評估：使用NHLBI工具評估顯示，納入的研究在隨機化、盲法實施等方面存在不足，可能引入性能偏倚并影響結果的客觀性。
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證據(jù)質(zhì)量評估：使用GRADE工具評估，RMSSD的證據(jù)質(zhì)量為中等，SDNN和HF為低，pNN50、LF和LF/HF為極低。
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敏感性分析：采用留一法交叉驗證，逐一排除各項研究后重復元分析，整體結果的顯著性未發(fā)生改變，表明元分析結果穩(wěn)健。值得注意的是，排除Wu等人（2025）的研究后，RMSSD、SDNN、LF和HF的異質(zhì)性降至0%，LF/HF的異質(zhì)性降至60%，提示該研究是觀察到的異質(zhì)性的主要來源，可能與其長達約1.5小時的HRV記錄時長有關。
討論
本研究是首項針對電子競技背景下的HRV進行的元分析。結果表明，與靜息狀態(tài)相比，游戲期間的RMSSD和HF顯著降低，而SDNN、pNN50、LF和LF/HF則未觀察到顯著差異。RMSSD、HF和pNN50是評估迷走神經(jīng)介導的副交感神經(jīng)活動的關鍵指標。游戲期間RMSSD和HF的降低提示，在此情境下，自主神經(jīng)調(diào)節(jié)表現(xiàn)為交感神經(jīng)活動占優(yōu)勢，同時伴有副交感神經(jīng)活動的抑制。這一現(xiàn)象很可能歸因于電子競技固有的高強度、高壓環(huán)境。急性應激下，血壓和心率上升，而迷走神經(jīng)張力和HRV下降。盡管電子競技被視為久坐活動，但其高競爭性和激烈環(huán)境可能誘發(fā)一定程度的應激，并在競技比賽中達到頂峰。選手通常需要保持高度注意力集中，快速處理視聽信息，并在極短時間內(nèi)做出決策。這種高認知負荷與情緒緊張相結合，常伴隨生理應激反應，這或許能解釋觀察到的HRV指標變化。
令人意外的是，參與電子競技并未對pNN50產(chǎn)生顯著影響。這可能與游戲類型、游戲內(nèi)角色或身體活動水平的差異所導致的生理差異有關。同時，游戲期間呼吸頻率、身體用力等潛在混雜因素未得到一致控制，可能給結果引入了偏倚。
值得注意的是，參與電子競技在本研究中未對LF或LF/HF比值產(chǎn)生顯著影響。目前，文獻中對LF和LF/HF比值的解釋仍存爭議。一些學者認為LF參數(shù)是心臟交感神經(jīng)調(diào)節(jié)的指標，而另一些則認為它反映了交感和副交感神經(jīng)的共同調(diào)節(jié)。此外，盡管LF/HF比值常被用作交感-迷走平衡的指標，但越來越多的證據(jù)表明，該指標過度簡化了自主神經(jīng)系統(tǒng)中交感與副交感活動之間復雜的非線性相互作用。近期研究也強調(diào)了該指標解釋的爭議性，建議避免使用或謹慎解讀LF/HF比值。
與傳統(tǒng)運動員相比，電子競技選手在高壓力條件下的生理反應與傳統(tǒng)運動員表現(xiàn)出高度相似性。這種觀點與現(xiàn)有研究一致，即電子競技選手在心理壓力和競爭心態(tài)方面面臨的挑戰(zhàn)與傳統(tǒng)運動員相當。然而，值得注意的是，盡管電子競技選手和傳統(tǒng)運動員在整體自主神經(jīng)反應上存在相似性，但在具體的誘發(fā)因素上仍存在差異。傳統(tǒng)運動員的自主神經(jīng)反應也受壓力源影響，但這些壓力源與肌肉負荷、身體用力及外部身體接觸更為相關。相比之下，電子競技選手的自主神經(jīng)反應主要受感知壓力和情緒調(diào)節(jié)的影響。這種理解有助于洞察電子競技與傳統(tǒng)體育之間的差異。
研究意義與局限性
本研究具有多方面意義。首先，通過系統(tǒng)綜述與元分析整合了多項研究發(fā)現(xiàn)，增強了結論的可靠性與有效性。其次，研究結果為優(yōu)化電子競技運動員的訓練策略提供了科學依據(jù)。具體而言，在強化訓練期或連續(xù)比賽期間，HRV長時間處于低水平可能使選手暴露于認知疲勞、情緒波動和心血管負荷增加等潛在風險中。對電子競技教練而言，監(jiān)測HRV是一種有價值的無創(chuàng)工具，可用于實時追蹤選手的壓力與恢復狀態(tài)，從而更精準地調(diào)整訓練負荷和比賽日程。最后，結果表明電子競技中的心理生理應激與傳統(tǒng)競技體育中的應激具有可比性，這可能有助于電子競技在更廣泛的體育領域中獲得更恰當?shù)亩ㄎ弧?/div>
本研究也存在若干局限。首先，使用單組前后對照設計證據(jù)質(zhì)量相對較低，與隨機對照試驗相比更容易受到混雜因素的影響。其次，HRV測量方案存在異質(zhì)性，包括記錄時長、設備和分析方法等方面的差異，導致了不一致性，并在一定程度上削弱了元分析證據(jù)的整體強度。第三，當前文獻缺乏對電子競技的標準化定義，可能導致排除了一些潛在符合條件的研究。最后，本研究的總體樣本量相對有限，且某些HRV指標表現(xiàn)出顯著的異質(zhì)性，可能限制研究結果的普遍性。
未來研究應優(yōu)先考慮隨機對照試驗或其他高質(zhì)量實驗設計，以盡量減少潛在混雜因素的影響。同時，有必要建立更一致、更精細的電子競技概念化定義，以確保研究間的可比性。此外，需要進行更大規(guī)模、采用相似研究設計的研究，以減少異質(zhì)性對結果的影響。縱向研究可進一步為電子競技健康管理和表現(xiàn)優(yōu)化提供更強有力的科學證據(jù)。
結論
本研究通過系統(tǒng)綜述與元分析探討了電子競技對HRV的急性影響，觀察到RMSSD和HF發(fā)生了顯著變化。這些發(fā)現(xiàn)表明，電子競技對自主神經(jīng)系統(tǒng)（ANS）產(chǎn)生了可測量的影響。這種模式與某些認知需求較高的身體活動相似，提示盡管電子競技主要是久坐性的，但在生理層面上能夠引發(fā)明顯的自主神經(jīng)反應。這些結果不僅增進了我們對電子競技生理機制的理解，也為選手健康管理、訓練優(yōu)化及心理調(diào)節(jié)策略提供了經(jīng)驗證據(jù)。
