周成林，趙洪朋，張 怡

運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中的認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)研究進(jìn)展

周成林1，趙洪朋2，張 怡3

隨著研究技術(shù)手段的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知問(wèn)題開(kāi)始受到關(guān)注。近年來(lái)，學(xué)者們采用事件相關(guān)電位、功能磁共振等技術(shù)探討運(yùn)動(dòng)員在空間注意、注意瞬脫、視覺(jué)搜索、時(shí)間知覺(jué)、知覺(jué)預(yù)測(cè)、運(yùn)動(dòng)決策、自動(dòng)加工、執(zhí)行控制等認(rèn)知過(guò)程中的神經(jīng)特征和腦空間定位，并在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上構(gòu)建了知覺(jué)動(dòng)作技能認(rèn)知加工的理論模型。該領(lǐng)域今后發(fā)展趨勢(shì)有：注重建立明確的研究假設(shè)，統(tǒng)一研究設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，真正實(shí)現(xiàn)研究的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性和可重復(fù)性；改進(jìn)專(zhuān)家—新手范式，增加研究對(duì)象的不同層級(jí)；綜合運(yùn)用各種研究方法及技術(shù)手段，進(jìn)一步完善各種技術(shù)整合聯(lián)動(dòng)方案，在同一時(shí)間內(nèi)記錄認(rèn)知過(guò)程的行為、眼動(dòng)和腦神經(jīng)變化的特點(diǎn)；在相同研究任務(wù)情況下，拓展縱向追蹤研究和應(yīng)用訓(xùn)練研究；使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬比賽情境，使試驗(yàn)任務(wù)更接近于現(xiàn)實(shí)；設(shè)置不同任務(wù)及不同任務(wù)試驗(yàn)之間的聯(lián)系及整合，努力剝離認(rèn)知各部分的獨(dú)特特征及各部分之間關(guān)系的神經(jīng)機(jī)制。

運(yùn)動(dòng)認(rèn)知；研究技術(shù)；認(rèn)識(shí)神經(jīng)心理學(xué)

選手在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中認(rèn)知加工方式的優(yōu)化不僅反映了運(yùn)動(dòng)員技能水平的高低，而且決定著比賽的勝負(fù)。近年來(lái)，這一領(lǐng)域受到運(yùn)動(dòng)心理學(xué)研究者越來(lái)越多的關(guān)注。國(guó)內(nèi)在運(yùn)動(dòng)認(rèn)知領(lǐng)域的研究涉及運(yùn)動(dòng)注意、運(yùn)動(dòng)知覺(jué)、運(yùn)動(dòng)記憶、運(yùn)動(dòng)直覺(jué)、運(yùn)動(dòng)思維與運(yùn)動(dòng)決策等方面，以跨運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的專(zhuān)家與新手的認(rèn)知差異為主要研究思路。

1 運(yùn)動(dòng)認(rèn)知理論的突破性及發(fā)展趨勢(shì)

運(yùn)動(dòng)認(rèn)知的早期研究集中在刻意訓(xùn)練（Deliberate practice）理論方面，其基礎(chǔ)是運(yùn)動(dòng)專(zhuān)長(zhǎng)的能力觀（強(qiáng)調(diào)心理控制能力）、知識(shí)觀（強(qiáng)調(diào)知識(shí)獲得）和信息加工觀（強(qiáng)調(diào)知識(shí)應(yīng)用過(guò)程）。我國(guó)學(xué)者周成林[1]及其科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步整合了運(yùn)動(dòng)認(rèn)知的相關(guān)理論，并在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上構(gòu)建了“知覺(jué)動(dòng)作技能認(rèn)知加工理論模型”（見(jiàn)圖1），認(rèn)為選擇性注意與工作記憶是一種相互作用的關(guān)系，選擇性注意在工作記憶的多個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要作用[2]，但是兩者的關(guān)系在運(yùn)動(dòng)認(rèn)知的研究中并未涉及。其可能原因是：（1）研究者沒(méi)有意識(shí)到兩者關(guān)系的價(jià)值；（2）運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景難以把握，即使復(fù)制了“情景”也無(wú)法復(fù)制“情境”；（3）缺乏先進(jìn)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)及儀器與設(shè)備，實(shí)驗(yàn)研究與效度控制較為復(fù)雜。

作者單位：1.運(yùn)動(dòng)健身科技省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海體育學(xué)院上海200438；2.沈陽(yáng)體育學(xué)院體育教育系，沈陽(yáng)110102；3.上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院，上海200438。

圖1 知覺(jué)動(dòng)作技能認(rèn)知加工理論模型[3]

2 運(yùn)動(dòng)認(rèn)知領(lǐng)域研究新技術(shù)運(yùn)用效果及前景

經(jīng)過(guò)理論梳理與分析，運(yùn)動(dòng)認(rèn)知領(lǐng)域研究今后可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步突破：（1）知覺(jué)動(dòng)作技能獲得是知識(shí)與技能在某種機(jī)制上的改變而導(dǎo)致優(yōu)勢(shì)的獲得，其實(shí)質(zhì)是在認(rèn)知信息加工過(guò)程的某一階段，其結(jié)構(gòu)機(jī)制方面發(fā)生了改變所致。（2）知覺(jué)動(dòng)作技能作為動(dòng)作技能與認(rèn)知發(fā)展的結(jié)合體，并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的理論對(duì)知覺(jué)動(dòng)作技能獲得的認(rèn)知加工特征進(jìn)行闡釋。運(yùn)動(dòng)專(zhuān)家認(rèn)知優(yōu)勢(shì)的行為表現(xiàn)特征為研究者提供了較為充足的評(píng)定指標(biāo)，但是他們并沒(méi)有從內(nèi)在信息加工特征上對(duì)其進(jìn)行詮釋。（3）國(guó)內(nèi)外對(duì)認(rèn)知領(lǐng)域的研究比較龐雜，無(wú)論是運(yùn)動(dòng)決策研究，還是知覺(jué)預(yù)測(cè)研究或是視覺(jué)搜索研究，從認(rèn)知心理學(xué)的宏觀視角出發(fā)，都是知覺(jué)動(dòng)作技能研究的一個(gè)組成部分。因此，未來(lái)研究可從視覺(jué)搜索、識(shí)別、預(yù)判、決策等信息加工整體過(guò)程的行為表現(xiàn)及機(jī)制進(jìn)行切入展開(kāi)。（4）在知覺(jué)動(dòng)作技能研究中，對(duì)知覺(jué)學(xué)習(xí)和知覺(jué)訓(xùn)練的探討并不全面，理論依據(jù)尚顯不足。從信息加工視角出發(fā)，綜合考察知覺(jué)動(dòng)作技能的發(fā)展可能更有利于運(yùn)動(dòng)優(yōu)勢(shì)的獲得。

2.1 事件相關(guān)電位技術(shù)應(yīng)用與效果

事件相關(guān)電位（Event-related brain potentials，ERP）是給感覺(jué)系統(tǒng)或腦的某一部位施加或撤消特定刺激時(shí)，在腦區(qū)引起的電位變化[4]。該技術(shù)通過(guò)記錄分析誘發(fā)電位的潛伏期和波幅等信息，揭示人類(lèi)認(rèn)知加工的腦機(jī)制。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者應(yīng)用該技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中的空間注意、注意瞬脫、視覺(jué)搜索、時(shí)間視覺(jué)、知覺(jué)預(yù)測(cè)、運(yùn)動(dòng)決策等方面進(jìn)行了大量研究，取得了豐碩的成果。

2.1.1 空間注意特征的研究 該領(lǐng)域研究主要采用提示范式，考察不同提示情況下運(yùn)動(dòng)員與非運(yùn)動(dòng)員的注意加工特征。楊?lèi)?ài)華，殷小川[5]采用有效提示、無(wú)效提示和中性提示對(duì)一般大學(xué)生和二級(jí)乒乓球運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間注意特征進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）有效提示條件下的反應(yīng)時(shí)快于無(wú)效提示和中性提示條件下的反應(yīng)時(shí)，乒乓球運(yùn)動(dòng)員比一般大學(xué)生的大腦加工視覺(jué)信息的速度快；其可能的神經(jīng)機(jī)制是乒乓球運(yùn)動(dòng)員對(duì)視覺(jué)刺激的反應(yīng)敏感，正向活化的波幅大、范圍廣，負(fù)向活化波幅小、范圍窄；（2）P1、N1有對(duì)側(cè)腦區(qū)效應(yīng)，對(duì)側(cè)腦區(qū)波幅更大，潛伏期更短；兩組被試P1、N1成分波幅大小的顯著區(qū)別表現(xiàn)在左側(cè)視野；（3）P2成分體現(xiàn)出了顯著的提示效應(yīng)，兩組被試在有效提示條件下的波幅小于無(wú)效提示條件下的波幅。

2.1.2 知覺(jué)預(yù)測(cè)的研究 運(yùn)動(dòng)員的知覺(jué)預(yù)測(cè)是指在對(duì)手動(dòng)作啟動(dòng)前，利用部分信息或先行信息預(yù)測(cè)對(duì)手戰(zhàn)術(shù)意圖，進(jìn)而提前選擇應(yīng)對(duì)策略或啟動(dòng)應(yīng)答行為的信息加工過(guò)程。趙洪朋，周成林[6]將知覺(jué)預(yù)測(cè)過(guò)程分為視覺(jué)搜索、動(dòng)作識(shí)別、預(yù)判3個(gè)環(huán)節(jié)，采用專(zhuān)家—新手范式，綜合運(yùn)用事件相關(guān)電位技術(shù)和眼動(dòng)記錄技術(shù)，對(duì)優(yōu)秀散打運(yùn)動(dòng)員信息加工各階段的認(rèn)知特征與神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行了探索性研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員通過(guò)動(dòng)用較多的心理資源對(duì)有效進(jìn)攻點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)加工，進(jìn)而提高了視覺(jué)搜索的速度和準(zhǔn)確性；搜索難度越大，動(dòng)用的心理資源越多，加工速度越慢；（2）優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作識(shí)別時(shí)通過(guò)動(dòng)用較多的心理資源，有效抑制了無(wú)關(guān)刺激的干擾，將注意指向關(guān)鍵信息，使信息匹配速度加快，從而提高了技術(shù)動(dòng)作識(shí)別效率；信息量越大，識(shí)別動(dòng)用的心理資源越多，準(zhǔn)確率越高；（3）優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員預(yù)判早期動(dòng)用的心理資源多，注意集中程度高，記憶系統(tǒng)中的心理模式激活速度快，進(jìn)而提高了預(yù)判效率；信息量越大，預(yù)判動(dòng)用的心理資源越多，認(rèn)知加工準(zhǔn)確率越高；（4）基于視覺(jué)搜索和預(yù)判任務(wù)的專(zhuān)項(xiàng)情境知覺(jué)訓(xùn)練能使散打初學(xué)者掌握經(jīng)濟(jì)合理的搜索策略，有效提高預(yù)判效率。

2.1.3 注意瞬脫的研究 注意瞬脫（Attention blink）是在多重任務(wù)的系列快速視覺(jué)呈現(xiàn)中，主體對(duì)目標(biāo)刺激的正確辨認(rèn)阻礙其對(duì)時(shí)間上與它相近的后繼刺激的辨認(rèn)現(xiàn)象。王小春，周成林[7]采用事件相關(guān)電位記錄技術(shù)，對(duì)女子散打運(yùn)動(dòng)員注意瞬脫期間的注意加工特點(diǎn)以及神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行探討。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：女子散打運(yùn)動(dòng)員與普通女大學(xué)生均有注意瞬脫現(xiàn)象，前者出現(xiàn)時(shí)間點(diǎn)較晚，持續(xù)時(shí)間較短；其大腦皮層額區(qū)和頂區(qū)誘發(fā)的N100、P300峰波幅較小，N400峰波幅較大，P300峰潛伏期較短。

2.1.4 時(shí)間知覺(jué)的研究 運(yùn)動(dòng)員的時(shí)間知覺(jué)是指在比賽中預(yù)先估計(jì)、判斷和掌握自己和對(duì)手行動(dòng)的開(kāi)始時(shí)間和動(dòng)作的終止時(shí)間。馮琰，周成林[8]采用時(shí)間復(fù)制和專(zhuān)家—新手范式，運(yùn)用事件相關(guān)電位記錄技術(shù)，對(duì)高水平花劍運(yùn)動(dòng)員的時(shí)間感優(yōu)勢(shì)特征及可能的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行探索性研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高水平花劍運(yùn)動(dòng)員時(shí)間知覺(jué)過(guò)程既經(jīng)濟(jì)又有效，其復(fù)制短時(shí)距的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備過(guò)程短、控制加工啟動(dòng)早、投入的注意資源少、控制加工的自動(dòng)化程度高。其時(shí)間感優(yōu)勢(shì)的可能機(jī)制為，特定腦區(qū)誘發(fā)CNV的腦神經(jīng)活動(dòng)水平較低、誘發(fā)產(chǎn)生CNV的時(shí)間較早。而且，花劍運(yùn)動(dòng)員的時(shí)間感知能力存在一定“低估”傾向，前額葉處存在顯著的大腦右半球優(yōu)勢(shì)效應(yīng)。

鄔米娜，殷小川[9]通過(guò)比較乒乓球運(yùn)動(dòng)員與普通大學(xué)生在不同任務(wù)要求下對(duì)長(zhǎng)、短時(shí)距進(jìn)行知覺(jué)反應(yīng)時(shí)的腦神經(jīng)活動(dòng)變化特點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）乒乓球運(yùn)動(dòng)員時(shí)間知覺(jué)的準(zhǔn)確性?xún)?yōu)于普通大學(xué)生；（2）CNV波幅可能與時(shí)間知覺(jué)的準(zhǔn)確性有關(guān)，CNV波幅越大，對(duì)時(shí)間的知覺(jué)越準(zhǔn)確；（3）在時(shí)間復(fù)制法中，被試的CNV的波峰潛伏期與靶時(shí)距越接近，時(shí)間知覺(jué)的準(zhǔn)確性越好；（4）CNV的波峰潛伏期可以作為時(shí)間知覺(jué)準(zhǔn)確性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.5 視覺(jué)搜索的研究 視覺(jué)搜索描述了將視覺(jué)注意指向環(huán)境相關(guān)線(xiàn)索的過(guò)程[10]。運(yùn)動(dòng)心理學(xué)家對(duì)視覺(jué)搜索行為的關(guān)注是源于恰當(dāng)線(xiàn)索信息的利用和有效的搜索策略，可幫助運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中贏得時(shí)間，進(jìn)而獲得勝利。趙洪朋，周成林[11]采用專(zhuān)家—新手范式和事件相關(guān)電位記錄技術(shù)研究了散打運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)搜索的特點(diǎn)及神經(jīng)機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在特征搜索時(shí)具有速度快的特點(diǎn)，主要與其大腦皮層頂區(qū)、枕區(qū)激活時(shí)程較短、付出的心理能量較多有關(guān)；優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員采用了以追求速度為主的反應(yīng)策略；任務(wù)難度不影響其特征搜索的反應(yīng)速度，但影響心理資源的消耗量。李曉娜，李安民[12]以乒乓球運(yùn)動(dòng)員發(fā)球動(dòng)作視頻為實(shí)驗(yàn)材料，探討視覺(jué)搜索的認(rèn)知加工過(guò)程及認(rèn)知機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）乒乓球運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)信息加工效率高于普通大學(xué)生；（2）乒乓球運(yùn)動(dòng)員采用自上而下的知覺(jué)加工方式，普通大學(xué)生采用自下而上的知覺(jué)加工方式；（3）波幅上的差異主要是由乒乓球運(yùn)動(dòng)員與普通大學(xué)生知覺(jué)分析過(guò)程引起的，乒乓球運(yùn)動(dòng)員的知覺(jué)分析是基于對(duì)有效信息的分析，而普通大學(xué)生則是基于對(duì)無(wú)目的搜索與猜測(cè)的信息的加工。

2.1.6 運(yùn)動(dòng)決策的研究 運(yùn)動(dòng)決策是在時(shí)間壓力下，根據(jù)有限的信息，在運(yùn)動(dòng)情境中感知信息、加工信息和采取行動(dòng)的過(guò)程[13]。徐璐，李安民[14]從決策特點(diǎn)和決策過(guò)程兩個(gè)角度出發(fā)，探討了乒乓球運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)情境中的決策認(rèn)知加工特點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）運(yùn)動(dòng)員的決策是基于對(duì)運(yùn)動(dòng)信息認(rèn)知加工的結(jié)果，而大學(xué)生會(huì)受到反應(yīng)選擇偏好的影響；（2）運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)信息知覺(jué)過(guò)程，是一個(gè)模式識(shí)別的過(guò)程，在這一過(guò)程中特征匹配起著重要的作用；（3）當(dāng)運(yùn)動(dòng)員知覺(jué)到的特征與頭腦中預(yù)存模式的特征差異越大時(shí)，就需要分配更多的中樞資源于視覺(jué)搜索過(guò)程中，以提取更多的關(guān)鍵特征來(lái)完成識(shí)別，從而使反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)；（4）在速度和準(zhǔn)確性?xún)梢蛩厣?，運(yùn)動(dòng)員更傾向于快速反應(yīng)；（5）運(yùn)動(dòng)員在中樞資源容量有限的前提下，除了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的加工外，還對(duì)運(yùn)動(dòng)情境的模式識(shí)別進(jìn)行了概念驅(qū)動(dòng)的加工，將更多的中樞資源分配于特定信息的搜索和提取中，這也使得運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)搜索模式更為經(jīng)濟(jì)有效；（6）運(yùn)動(dòng)員的決策過(guò)程可以概括為：提取特異性特征→激活相關(guān)模式→搜尋關(guān)鍵特征→模式識(shí)別→做出決策→運(yùn)動(dòng)輸出。如果搜索到的特征不足以完成模式識(shí)別，則中樞加工過(guò)程需要返回到對(duì)關(guān)鍵特征的搜索和提取上，直至模式識(shí)別的完成，繼而做出決策，完成運(yùn)動(dòng)輸出。張玉慧，李安民[15]以乒乓球發(fā)球?yàn)檎J(rèn)知情境，探討不同運(yùn)動(dòng)水平運(yùn)動(dòng)員在不同決策任務(wù)下認(rèn)知加工特征及神經(jīng)加工通路。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）國(guó)際健將組在發(fā)球旋轉(zhuǎn)判斷中出現(xiàn)兩兩混淆，即“轉(zhuǎn)”、“不轉(zhuǎn)”容易混淆，“側(cè)上”、“側(cè)下”容易混淆，而二級(jí)組則是4種發(fā)球旋轉(zhuǎn)都出現(xiàn)混淆；（2）在視覺(jué)信息加工提取階段，大腦頂區(qū)在視覺(jué)信息加工初期有對(duì)信息的引導(dǎo)作用，在這階段國(guó)際健將組運(yùn)動(dòng)員頂區(qū)激活程度比二級(jí)組高，是一種“自上而下”的加工模式；（3）國(guó)際健將組運(yùn)動(dòng)員左右半腦對(duì)視覺(jué)信息的加工上表現(xiàn)出不對(duì)稱(chēng)性，國(guó)際健將組運(yùn)動(dòng)員主要啟用了右腦枕區(qū)資源，而二級(jí)運(yùn)動(dòng)員左右枕區(qū)都有激活；（4）運(yùn)動(dòng)員大腦信息加工的通路具有方向性且不可逆，視覺(jué)刺激信息沿枕—頂通路傳導(dǎo)，國(guó)際健將組在枕區(qū)激活到頂區(qū)激活消退的時(shí)間短于二級(jí)組，這為正確做出決策節(jié)省了時(shí)間；（5）在發(fā)球判斷過(guò)程中，國(guó)際健將組完成認(rèn)知活動(dòng)是一種節(jié)省模式，表現(xiàn)為動(dòng)用大腦枕區(qū)和頂區(qū)資源較少，效率更高。

2.1.7 不同情緒狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)員認(rèn)知優(yōu)勢(shì)的研究 情緒作為腦內(nèi)持續(xù)存在的狀態(tài)對(duì)認(rèn)知加工起驅(qū)動(dòng)作用。于潔，周成林[16]以情緒的動(dòng)機(jī)分化理論和激活抑制模型作為理論依據(jù)，以體育圖片為誘發(fā)材料，采用西蒙任務(wù)，運(yùn)用事件相關(guān)電位技術(shù)，研究了不同情緒狀態(tài)（正性、中性和負(fù)性）對(duì)運(yùn)動(dòng)員執(zhí)行控制的影響和內(nèi)在機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）與中性情緒狀態(tài)相比，運(yùn)動(dòng)員在正性情緒狀態(tài)下決策速度慢，負(fù)性情緒狀態(tài)下決策速度快，隨著決策難度的增加決策效率下降；（2）與中性情緒狀態(tài)相比，正性情緒狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)員沖突控制發(fā)生慢但控制力高，而負(fù)性情緒狀態(tài)下沖突控制發(fā)生快但控制力弱；（3）正性情緒使運(yùn)動(dòng)員注意、識(shí)別和抑制更充分，負(fù)性情緒使運(yùn)動(dòng)員注意、識(shí)別和抑制更快速，中性情緒對(duì)認(rèn)知加工的速度和強(qiáng)度的影響較小。在上述研究基礎(chǔ)上，黃琳，周成林[17]采用專(zhuān)家—新手范式、西蒙任務(wù)，運(yùn)用事件相關(guān)電位記錄技術(shù)，探討了不同情緒狀態(tài)條件下籃球運(yùn)動(dòng)員的沖突控制能力的變化特點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）情緒狀態(tài)、任務(wù)難度影響籃球運(yùn)動(dòng)員任務(wù)執(zhí)行的反應(yīng)時(shí)和信息加工的進(jìn)程，且表現(xiàn)出男女的差異；（2）在運(yùn)動(dòng)情境下，負(fù)性情緒比正性情緒對(duì)認(rèn)知過(guò)程產(chǎn)生更多的干擾和負(fù)面影響，這可能是由于認(rèn)知與負(fù)性情緒爭(zhēng)奪注意資源有關(guān)；（3）與執(zhí)行一致性任務(wù)相比，執(zhí)行沖突性任務(wù)需要投入更多的認(rèn)知資源；負(fù)性情緒對(duì)沖突控制能力的影響大于正性情緒的影響；在負(fù)性情緒狀態(tài)下執(zhí)行沖突性任務(wù)，運(yùn)動(dòng)員并沒(méi)有表現(xiàn)出優(yōu)于普通大學(xué)生的控制能力。

2.1.8 自動(dòng)加工的研究 高水平運(yùn)動(dòng)技能來(lái)自長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和條件反射引起的適應(yīng)性變化，以及比賽實(shí)踐中成功和失敗的體驗(yàn)與總結(jié)，這些外部變化反過(guò)來(lái)也影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。因此，研究運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作技能的自動(dòng)化與其腦機(jī)能之間的關(guān)系成為國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)心理生理學(xué)的一個(gè)重要領(lǐng)域。如王崢，任未多[18]在前人研究基礎(chǔ)上，采用ERP成分—失匹配負(fù)波（MMN）探討閉鎖與開(kāi)放性項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員大腦自動(dòng)化加工過(guò)程的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）在經(jīng)典范式下，與射擊組相比，籃球組大腦皮層對(duì)聽(tīng)覺(jué)信息的早期預(yù)處理活動(dòng)相對(duì)較弱；（2）無(wú)論經(jīng)典還是優(yōu)化范式下，射箭組MMN的潛伏期分布均較籃球組集中，說(shuō)明射箭組辨別聲音刺激間差異的時(shí)間短，辨別差異的能力較強(qiáng)；（3）優(yōu)化范式較經(jīng)典范式下誘發(fā)的MMN波下平均面積大，表明MMN完全消除了N1成分的影響，所得到的波形更加純粹。

2.1.9 ERP成分P300作為監(jiān)控手段的研究 ERP成分P300是反映大腦認(rèn)知功能的一個(gè)重要指標(biāo)，已經(jīng)被證實(shí)可以用來(lái)測(cè)定包括注意、判斷、思維、記憶、動(dòng)機(jī)、感覺(jué)、推理等高級(jí)的心理活動(dòng)。目前，該成分除了用于說(shuō)明認(rèn)知加工過(guò)程快慢、心理負(fù)荷量的大小，還用于監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知狀態(tài)。如鄒軍等[19]對(duì)散打運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行心境狀態(tài)量表（POMS）問(wèn)卷調(diào)查及視覺(jué)事件相關(guān)電位測(cè)試發(fā)現(xiàn)，健將、非健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)事件相關(guān)電位P300潛伏期賽前和冬訓(xùn)期間相比無(wú)明顯變化，健將運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)事件相關(guān)電位P300振幅賽前和冬訓(xùn)期間相比變化不明顯，非健將運(yùn)動(dòng)員在多點(diǎn)有顯著性差異。藍(lán)永生，趙敬國(guó)[20]探討太極拳鍛煉對(duì)視覺(jué)事件相關(guān)電位P300的影響發(fā)現(xiàn)：（1）長(zhǎng)期從事太極拳運(yùn)動(dòng)可以提高受試者對(duì)外界刺激的信息加工速度，表現(xiàn)為P300潛伏期顯著縮短；（2）為期6周的太極拳鍛煉可使P300潛伏期呈降低趨勢(shì)，而幅度呈升高趨勢(shì)，顯示太極拳鍛煉對(duì)認(rèn)知功能具有正向影響效應(yīng)；從影響效果看，每周運(yùn)動(dòng)5次的太極拳鍛煉效果好于每周3次的鍛煉；（3）太極拳鍛煉對(duì)Pz、Cz和Fz各記錄點(diǎn)P300的影響效果有所不同。花小艷，趙敬國(guó)[21]探討廣播體操鍛煉對(duì)認(rèn)知功能的影響發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)6周的廣播體操鍛煉，受試者對(duì)外界刺激的信息加工速度得到優(yōu)化，增加了注意力資源投入，表現(xiàn)為廣播體操鍛煉使P300潛伏期逐漸縮短，波幅逐漸增大；5次/周的鍛煉效果明顯優(yōu)于3次/周。宋國(guó)萍，張侃[22]探討了駕駛疲勞對(duì)聽(tīng)覺(jué)注意的影響，發(fā)現(xiàn)駕駛疲勞后新異刺激引起額中央?yún)^(qū)的P3a潛伏期沒(méi)有顯著變化，幅值顯著降低；駕駛疲勞后靶刺激引起中央頂區(qū)的P3b潛伏期沒(méi)有顯著變化，幅值顯著降低。說(shuō)明駕駛疲勞后聽(tīng)覺(jué)非隨意注意能力、注意加工能力下降。

2.2 功能磁共振技術(shù)應(yīng)用及效果

功能磁共振（Functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI）是在MRI的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)量個(gè)體完成特定認(rèn)知任務(wù)時(shí)，局部腦區(qū)磁化率的改變，了解與功能相關(guān)的腦區(qū)結(jié)構(gòu)功能狀況。其基本原理是，檢測(cè)大腦皮層血流動(dòng)力應(yīng)答過(guò)程的一過(guò)性磁場(chǎng)，即檢測(cè)局部腦血流內(nèi)去氧血紅蛋白變化水平。田旻露，周成林[23]以?xún)和J(rèn)知發(fā)展理論、信息加工理論和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，以漢語(yǔ)語(yǔ)義流暢性測(cè)驗(yàn)為言語(yǔ)任務(wù)，運(yùn)用功能磁共振技術(shù)研究了兒童言語(yǔ)流暢的加工腦區(qū)，并在此基礎(chǔ)之上探討動(dòng)作技能訓(xùn)練對(duì)言語(yǔ)流暢的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）中國(guó)兒童漢語(yǔ)言語(yǔ)流暢加工呈大腦雙側(cè)化激活，顯著性激活腦區(qū)有：左額下回、左額上回、左側(cè)蒼白球、左葉下區(qū)、左丘腦、左側(cè)頂葉楔前葉、右葉下神經(jīng)核團(tuán)外、右小腦后葉、右額下回，這些腦區(qū)分別同言語(yǔ)流暢任務(wù)中的工作記憶、長(zhǎng)時(shí)記憶、選擇性注意和執(zhí)行控制中的選擇—抑制等認(rèn)知加工相聯(lián)系；（2）12歲以下兒童大腦激活模式具備了漢語(yǔ)加工的基本特征；12歲以上兒童具有較強(qiáng)的特征搜索和選擇能力，主要和左額中回的強(qiáng)烈激活有關(guān)；不同年齡階段兒童言語(yǔ)發(fā)展的過(guò)程呈現(xiàn)出從部分向整體發(fā)展，學(xué)會(huì)字形和字音的轉(zhuǎn)化，加強(qiáng)言語(yǔ)工作記憶這一特征；（3）右額下回在男性和女性言語(yǔ)流暢加工過(guò)程中起著重要作用，女性的左額下回激活更加強(qiáng)烈，印證了女性在完成與執(zhí)行功能相關(guān)的言語(yǔ)任務(wù)中表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)可能是因?yàn)榫哂懈`活的詞匯搜索策略；（4）長(zhǎng)期的動(dòng)作技能訓(xùn)練會(huì)改變個(gè)體的言語(yǔ)神經(jīng)加工模式，運(yùn)動(dòng)區(qū)和言語(yǔ)區(qū)具有相互激活的特征。漢語(yǔ)加工主要集中在雙側(cè)額下回，即是大腦功能的布洛卡區(qū)。由于加工腦區(qū)接近運(yùn)動(dòng)腦區(qū)，因此動(dòng)作技能訓(xùn)練對(duì)漢語(yǔ)加工的影響可能會(huì)更為明顯。

2.3 多種技術(shù)的綜合應(yīng)用及效果

競(jìng)技比賽中會(huì)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)往往是以外在的運(yùn)動(dòng)操作來(lái)展現(xiàn)的，常常是心—眼—手高度協(xié)同。由此可以假設(shè)，運(yùn)動(dòng)員的肢體行為、眼動(dòng)變化、腦神經(jīng)活動(dòng)一定具有同步性。但是如何證明這種一致性呢？為此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者綜合運(yùn)用反應(yīng)時(shí)技術(shù)、眼動(dòng)記錄技術(shù)和事件相關(guān)電位記錄技術(shù)開(kāi)展了一系列探索性研究，試圖證明運(yùn)動(dòng)員認(rèn)知優(yōu)勢(shì)的內(nèi)外一致性。如擊劍運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)決策研究[14，31-32]、散打運(yùn)動(dòng)員知覺(jué)預(yù)測(cè)研究[6]、乒乓球運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)搜索研究[12]均嘗試性地使用3種技術(shù)的結(jié)合。

當(dāng)然，更多學(xué)者單獨(dú)采用眼動(dòng)記錄技術(shù)來(lái)研究運(yùn)動(dòng)專(zhuān)家的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)。如段宇昉等[24]，王麗巖等[25]研究乒乓球運(yùn)動(dòng)員發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員采用了相對(duì)合理的搜索模式，即注視時(shí)間越短、注視次數(shù)越少、眼跳距離越小，注視分配和注視軌跡比較簡(jiǎn)單、集中，更專(zhuān)注對(duì)手的胸（肩）部、手腕和球拍部位。廖彥罡等[26]研究排球運(yùn)動(dòng)員發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)家組被試首次注視點(diǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，注視次數(shù)少，注視持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；專(zhuān)家組的注視范圍較為寬廣，注視點(diǎn)少而分散；專(zhuān)家組的注視多以球的位置為中心，向四周呈放射狀散開(kāi)，重要信息區(qū)內(nèi)都有較多的視覺(jué)注視。趙用強(qiáng)等[27]研究網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員發(fā)現(xiàn)，中小學(xué)生網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的決策準(zhǔn)確性隨著年齡的增長(zhǎng)而提高，其眼動(dòng)模式更有效化，具體表現(xiàn)為注視次數(shù)、注視時(shí)間、眼跳距離等眼動(dòng)指標(biāo)的提高，即能更快、更有效地注視到網(wǎng)球信息。張帆，李京誠(chéng)[27]研究羽毛球運(yùn)動(dòng)員發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)業(yè)組被試比非專(zhuān)業(yè)組被試能夠搜索到更多的有效信息。劉翠娟[29]研究散打運(yùn)動(dòng)員發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)家組比新手組注視時(shí)間長(zhǎng)，注視頻率多，專(zhuān)家組的觀察行為更趨建設(shè)性和一致性。李安民等[30]研究重劍運(yùn)動(dòng)員發(fā)現(xiàn)：（1）個(gè)體的視覺(jué)搜索過(guò)程可以根據(jù)興趣區(qū)內(nèi)首注視點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間劃分為視覺(jué)搜索前期和視覺(jué)搜索期兩個(gè)階段；（2）在視覺(jué)搜索前期，個(gè)體的認(rèn)知加工方式為平行加工，不需要中樞視覺(jué)系統(tǒng)的參與，而在視覺(jué)搜索期，個(gè)體的認(rèn)知加工方式為序列加工，并且需要注意的大量參與；（3）在視覺(jué)搜索前期，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的引導(dǎo)下獲得更多更有效的視覺(jué)信息，使其在興趣區(qū)內(nèi)首注視點(diǎn)的形成，進(jìn)入視覺(jué)搜索過(guò)程表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)；（4）在視覺(jué)搜索期，運(yùn)動(dòng)員在視覺(jué)搜索過(guò)程中具有顯著的時(shí)間和空間優(yōu)勢(shì)：時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在搜索到有效視覺(jué)線(xiàn)索所用的時(shí)間和對(duì)有效視覺(jué)線(xiàn)索進(jìn)行視覺(jué)分析加工所用的時(shí)間更短，空間上的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在其搜索到的線(xiàn)索更有效及對(duì)視覺(jué)線(xiàn)索的分析更經(jīng)濟(jì)、快捷。

2.4 運(yùn)動(dòng)認(rèn)知領(lǐng)域研究新技術(shù)前景

通過(guò)對(duì)上述研究的梳理與分析可以發(fā)現(xiàn)，事件相關(guān)電位技術(shù)在運(yùn)動(dòng)認(rèn)知各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用取得了卓有成效的結(jié)果，在一定程度上揭示了運(yùn)動(dòng)專(zhuān)家認(rèn)知優(yōu)勢(shì)的神經(jīng)活動(dòng)特點(diǎn)。未來(lái)研究的發(fā)展趨勢(shì)主要有：（1）由于研究者視角和切入點(diǎn)不同，研究假設(shè)各異，加之該技術(shù)的儀器設(shè)備型號(hào)特點(diǎn)的差異，致使該領(lǐng)域的研究缺少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)論的可信度有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。因此今后在解決相同任務(wù)時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一研究設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，增加驗(yàn)證性研究。（2）運(yùn)動(dòng)專(zhuān)家的認(rèn)知特點(diǎn)主要體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)情境中，雖然現(xiàn)有研究也在模擬運(yùn)動(dòng)情景，但是與現(xiàn)實(shí)狀態(tài)還存在一定差距，因此在這種情境下所得出結(jié)論應(yīng)用與推廣時(shí)應(yīng)考慮偏差性。而在計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的今天，可以使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬比賽情境，使實(shí)驗(yàn)任務(wù)更接近于現(xiàn)實(shí)。（3）事件相關(guān)電位技術(shù)雖然時(shí)間精度高，可以較好地記錄大腦信息加工的時(shí)程，但是在溯源方面卻存在精度不夠的問(wèn)題，因此，要想更好判斷高水平運(yùn)動(dòng)選手的認(rèn)知過(guò)程中大腦哪一區(qū)域參與活動(dòng)，必須使用空間定位更高的功能核磁共振（fMRI）技術(shù)，或運(yùn)用時(shí)間和空間同時(shí)采集的技術(shù)。（4）由于研究運(yùn)動(dòng)認(rèn)知的每種技術(shù)均具有一定的局限性，只能說(shuō)明認(rèn)知加工的個(gè)別特點(diǎn)，因此今后應(yīng)進(jìn)一步完善各種技術(shù)整合聯(lián)動(dòng)方案（同一任務(wù)多種實(shí)驗(yàn)方案），在同一時(shí)間內(nèi)記錄認(rèn)知過(guò)程的行為、眼動(dòng)和腦神經(jīng)變化的特點(diǎn)。（5）認(rèn)知過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，認(rèn)知各環(huán)節(jié)間必然有內(nèi)在聯(lián)系，但是現(xiàn)有研究似乎并沒(méi)有完全剝離出某種認(rèn)知過(guò)程的特點(diǎn)，同時(shí)也缺乏各部分間關(guān)系的神經(jīng)機(jī)制研究。因此，設(shè)置不同任務(wù)及不同任務(wù)實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系及整合，將是運(yùn)動(dòng)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究今后努力的方向。

3 運(yùn)動(dòng)認(rèn)知研究方案設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

3.1 研究方案設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

科學(xué)的研究必然有其科學(xué)的范式。在運(yùn)動(dòng)認(rèn)知研究領(lǐng)域中，學(xué)者們多數(shù)采用專(zhuān)家—新手范式，也有學(xué)者在專(zhuān)家—新手范式中加入非專(zhuān)家層級(jí)，如馮琰[31]在其研究中將研究對(duì)象分為健將組、一級(jí)組、二級(jí)組和無(wú)等級(jí)組，進(jìn)而探索在新手向?qū)＜业陌l(fā)展過(guò)程中，哪些因素是導(dǎo)致專(zhuān)家優(yōu)于新手的原因。在研究設(shè)計(jì)方面，學(xué)者們主要采用混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，試圖通過(guò)比較組間差異證明運(yùn)動(dòng)專(zhuān)家的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)，通過(guò)組內(nèi)差異說(shuō)明認(rèn)知難度、認(rèn)知情境對(duì)認(rèn)知特點(diǎn)的不同影響[32]。研究中的自變量主要是刺激情境，即采用電腦屏幕呈現(xiàn)一般情境或運(yùn)動(dòng)情境，要求被試對(duì)情境任務(wù)快速做出判斷。因變量主要有正確率、反應(yīng)時(shí)、眼動(dòng)指標(biāo)和ERPs波形的潛伏期、波幅。主要研究方法有口語(yǔ)報(bào)告法、眼動(dòng)記錄法、反應(yīng)時(shí)記錄法、事件相關(guān)電位記錄技術(shù)和空間、時(shí)間遮蔽技術(shù)等。

3.2 未來(lái)發(fā)展方向

縱觀目前運(yùn)動(dòng)認(rèn)知研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，體育運(yùn)動(dòng)復(fù)雜與動(dòng)態(tài)性使很多研究設(shè)計(jì)過(guò)程中的任務(wù)還不夠明確，導(dǎo)致結(jié)論比較宏觀，缺乏完成具體任務(wù)所得出行為與機(jī)制的確切指標(biāo)。因此今后應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（1）注重實(shí)驗(yàn)假設(shè)的確立，使實(shí)驗(yàn)任務(wù)簡(jiǎn)明、具體，并能反映認(rèn)知加工的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)方案操作性強(qiáng)，體現(xiàn)研究設(shè)計(jì)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性和可重復(fù)性。（2）進(jìn)一步改進(jìn)“專(zhuān)家—新手”范式，通過(guò)增加研究對(duì)象的不同層級(jí)，獲得更多的變量信息，進(jìn)而說(shuō)明運(yùn)動(dòng)認(rèn)知發(fā)展的階段性特點(diǎn)及神經(jīng)機(jī)制。（3）根據(jù)研究任務(wù)，綜合運(yùn)用各種研究方法及技術(shù)手段，彌補(bǔ)單一方法的缺陷，全方位證明運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)及機(jī)制。（4）在相同研究任務(wù)的橫向比較研究中，拓展縱向追蹤研究及在實(shí)踐中的應(yīng)用訓(xùn)練研究。

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Advance of Cognitive Neuropsychology in Sport

ZHOU Chenglin1，ZHAO Hongpeng2，ZHANG Yi3
（1.Dept.of Scientific Research，Shanghai University of Sport Shanghai 200438，China；2.Dept.of PE，Shenyang Sport University，Shenyang 110102，China；3.School of Kinesiology，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China）

With the development of technology，sport cognitive neuropsychology has attracted more attention.Event-related potential（ERP）and functional magnetic resonance imaging（fMRI）have been used to study the neuropsychological features and brain spatial map of spatial attention，attention blink，visual search，time perception，perceptual prediction，decision-making，automatic process，and executive control in athletes.The future study in this field is supposed to focus on：（1）Putting forward specific hypotheses，centralizing design standards for the scientificness，rigorous，and repeatability；（2）Improving expert-novice paradigm，and extending study sample；（3）Combining different techniques to study the characteristics of behaviors，eye movement，and neural change during cognitive process.（4）Developing longitudinal studies and practical training with the same task；（5）Using virtual reality technique to simulate the sport situation；（6）Designing different tasks，and isolating the unique characteristics and the related neural mechanism.

sport cognitive；research techniques；sport cognitive neuropsychology

G804.87

A

1005-0000（2012）03-197-05

2012-04-20；

2012-05-01；錄用日期：2012-05-03

上海市教育委員會(huì)科技創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：11zz158）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2009BAK62B02）

周成林（1960－），男，遼寧沈陽(yáng)人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)認(rèn)知理論與應(yīng)用。