王小春，周成林

Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China.

1 前言

有關視覺注意的研究一直是運動心理學家們所關注的主要領域之一（Abernethy，1990；Nougier和Rossi，1999；Williams等，1999）。在對抗性比賽項目中，如何更準確地判斷對手空間位置的變化嚴重影響比賽的成績。在網球運動中，運動員對環(huán)境信息的空間定位和判斷至關重要，而視覺注意是其中的關鍵性因素。已有很多相關研究證明，運動專家能夠根據(jù)對手動作位置的視覺線索進行分析，從而做出準確的判斷（Williams和Davids，1998）。從已有的研究結論來看，運動專家必須具備卓越的視覺系統(tǒng)，但是Starkes等人研究證實，專家與新手相比，并未有特殊的“硬件”成分，如深度知覺、色覺、外周視覺和眼部肌肉平衡能力等（Starkes和Deakin，1996）。大多數(shù)類似的研究表明，運動專家和新手之間存在視覺處理的基本差異，但是還不足以解釋專家和新手之間的運動技能差異特征。視注意與視知覺雖然有著密切的聯(lián)系，但是它們仍然是不同的。視注意提供了感官輸入，從而才能得到其他的認知加工，所以，知覺與認知的加工必然要高于感官系統(tǒng)。因此，運動專家在具有優(yōu)勢的視覺注意能力的基礎上，必然擁有優(yōu)于普通運動員的與項目特點匹配的視知覺加工能力。

有研究認為，專家的空間知覺判斷優(yōu)勢主要因為其視覺搜索的策略來源于存儲在長時記憶中的特殊任務知識結構（Bruce等，1996），其中，大多關于空間知覺的研究主要借助眼動技術來闡述任務加工的策略。眼動技術通過記錄眼球的運動軌跡來證明視覺注視點在空間位置中的轉移特征。相關研究結果發(fā)現(xiàn)，運動專家視覺搜索率較低，主要體現(xiàn)在視覺注視點的數(shù)量少、持續(xù)的時間短，證明運動專家具有高效的視覺搜索策略（Helsen 和Pauwels，1993）。眼動的注視軌跡可以用來解釋預判的方式和策略（Becker和Fuchs，1985），使我們了解和掌握專家級運動員視覺空間運動軌跡對完成任務效率的特點。

針對專家表現(xiàn)優(yōu)勢的研究越來越多，許多研究結果均證明了專家優(yōu)勢與其專業(yè)知識記憶相關，其中有使用情景記憶任務（Jacoby，1991；Yonelinas，2001），證實了回憶檢索的過程是任務加工處理中專家區(qū)別于新手的關鍵環(huán)節(jié)。Goldin（1979）通過對國際象棋專家的研究，提出專業(yè)知識對識別記憶性能和識別的信心存在影響。早先的研究也曾證明，專業(yè)知識影響短時記憶任務的自由回憶結果（Chase和Simon，1973；De Groot，1966）。

總之，前人的研究均說明了專家優(yōu)勢存在的客觀性，但是，關于專家優(yōu)勢特征所涉及回憶檢索的神經機制仍然未能得到很好的解釋，特別是在運動專家領域，情境預判中回憶檢索的特征以及運動專家空間知覺記憶的模式，值得我們不斷探索。

事件相關電位技術（Event－Related Potentials，ERP）可以用來驗證專家記憶識別和編碼的行為研究結果，揭示其神經生理機制。一些新的ERP 數(shù)據(jù)表明，大腦皮層外側前額葉和后頂葉皮層在需要記憶驅動的任務中發(fā)揮著重要的功能。所以，本研究借助ERP 技術來解釋網球專家空間知覺記憶線索及其神經機制。研究通過兩種空間遮蔽技術，比較網球專家、經驗選手與新手的空間知覺預判差別，結合眼動與ERP數(shù)據(jù)進行相關分析。

本研究預期假設：網球專家在預判過程中信息提取速度快且準確性高，其視覺搜索過程中以整體視覺搜索策略為主，且具備與專業(yè)知識相關的空間記憶系統(tǒng)，在空間信息檢索過程中，大腦皮層頂葉和枕葉發(fā)揮著重要的作用。

2 方法

2.1 被試

42名被試（男22 名，女20 名）自愿參加本實驗，按照運動經歷將他們分為3組（專家組、經驗組和新手組，表1）。專家組被試來自江蘇網球隊，其中2 人獲得全國網球巡回賽冠軍，5 人曾在全運會網球團體賽中奪冠；經驗組來自江蘇網球隊和上海體育學院網球專項運動員，訓練年限6年以上；新手組來自上海體育學院非網球專業(yè)本科生，均無網球訓練經驗。全部被試視力或矯正視力均正常，身體健康，無腦部損傷和神經系統(tǒng)疾病史。所有被試均簽署了知情同意書，做完實驗后獲取適量報酬。

2.2 實驗設計

實驗采用3×2 兩因素混合設計。因素1 為組間變量，即被試組別，分為3個水平：專家組、經驗組和新手組。因素2為組內變量，即空間遮蔽技術，分2 個水平：遮蓋式遮蔽（MO）和背景式遮蔽（BO）。

2.3 實驗設備

ERP 實驗設備為德國Brain Products公司的64導ERP記錄與分析系統(tǒng)。Ag／AgCI記錄電極固定于64 導電極帽，電極點采用國際10～20 標準電極系統(tǒng)定位。參考電極設置在電極點FCz處，接地點設置在電極點AFz處。在被試右眼外側1cm 處安置電極記錄水平眼電（EOG），在右眼下眼眶中下處1cm 處安置電極記錄垂直眼電（ECG）。頭皮與每個電極之間的阻抗小于5kΩ。腦電信號經過放大器放大后被連續(xù)記錄，采樣頻率為500Hz／導。

表1 本研究被試情況統(tǒng)計一覽表Table 1.Information of Participants （D）

表1 本研究被試情況統(tǒng)計一覽表Table 1.Information of Participants （D）

眼動實驗設備為美國應用科學實驗室生產的ASL Eye Tracker 6000 系列的R6 型紅外遙感眼動跟蹤系統(tǒng)。該眼部跟蹤系統(tǒng)的采樣頻率為120Hz，使用瞳孔和角膜反射點來追蹤眼球運動。在ERPs記錄系統(tǒng)工作同時，通過E－prime軟件和Eye－trac 6000 用戶使用軟件，實現(xiàn)同步記錄眼動數(shù)據(jù)和ERP數(shù)據(jù)。

實驗用計算機為2臺DELL 臺式機和2臺DELL 筆記本；臺式機CPU 主頻為3.0GHz，筆記本CPU 主頻為1.66 GHz；操作系統(tǒng)為Windows XP 。2 臺ERP 實驗操作和記錄用DELL顯示器，1臺呈現(xiàn)刺激用DELL顯示器。3 臺DELL 顯示器均為19in.純平顯示器，分辨率為1 024×768，刷新頻率為100 Hz。

2.4 刺激材料制作

所有視頻材料均來源于現(xiàn)場拍攝，參與拍攝的對象為上海體育學院網球專項專業(yè)教師，右利手，熟練掌握網球基本技術。拍攝器材為2 臺高清攝像機（SONY HVRZ1C，Japan）。為了確保整個發(fā)球畫面信息的完整，2 臺攝像機分別從左側和右側進行拍攝（圖1）。

每段視頻包含從準備動作到擊球動作整個過程，使用Adobe Premiere 6.0軟件對視頻進行數(shù)字化，并剪輯和制作，將每段視頻剪輯為9個片段，作為一個trial。在遮蓋式遮蔽實驗材料中，每一個片段的每一幀均利用一個黑色的正方形補丁遮蔽球的位置（圖2a）；在背景式遮蔽實驗材料中，利用遮蓋式遮蔽中剪輯完的片段材料，將每一幀中的網球球身區(qū)域擦除，為了使視頻材料信息不缺失，將擦除過后的片段作為前景，發(fā)球場景片段作為背景，再將前景與背景片段重疊（圖2b）?？偣仓谱?00個trials，兩種遮蔽條件各50段，每段播放時間1 600ms，材料中沒有音頻信息呈現(xiàn)。

圖1 本研究刺激材料拍攝場景布置示意圖Figure 1.Demonstration of Stimulus Show

圖2 本研究視頻材料圖釋Figure 2.Stimulus Figure

2.5 實驗程序

實驗程序采用E－prime 2.0 軟件編制，實驗先呈現(xiàn)所有的遮蔽式實驗刺激，再呈現(xiàn)背景式遮蔽實驗刺激。被試按任意鍵開始實驗，首先黑色屏幕上出現(xiàn)指導語：“請根據(jù)視頻中運動員的發(fā)球動作判斷擊球的方位（左或右），左請按‘←’，右請按‘→’，請確保判斷準確快速，準備好后按任意鍵開始實驗?！北辉嚢慈我怄I后，黑色屏幕中間先出現(xiàn)一白色“＋”注視點，呈現(xiàn)時間為400 ms；然后呈現(xiàn)一段發(fā)球視頻，隨后出現(xiàn)黑屏800 ms，要求被試根據(jù)視頻中的發(fā)球動作在800ms內判斷球的方向，延時按鍵或無按鍵均記錄為錯誤。兩組實驗材料中的視頻隨機呈現(xiàn)，無重復，1組做完休息2min后接著做第2組。被試在正式實驗開始前進行2組練習，共20個trials。

2.6 實驗過程

所有實驗室均隔音、隔光、安靜、舒適，被試單獨在房間里完成任務操作，實驗結果的可信度可以得到保證。實驗前給被試洗好頭發(fā)并吹干頭發(fā)，關閉手機等通訊工具，再將被試領進實驗室，讓被試熟悉實驗室環(huán)境，并填寫被試基本情況調查表。實驗前，告知被試將會看到一組剪輯過的網球發(fā)球視頻片段，要求他們對網球發(fā)球的落點進行準確快速的判斷。準備開始實驗時，先讓被試端坐于實驗臺前的實驗座椅上，下頜放于實驗臺邊緣的固定支架上，以使其頭部和身體在整個實驗過程中盡量保持平穩(wěn)，且被試自我感覺舒適。被試雙眼與顯示器屏幕中心處于一條水平線上，并相距60cm，雙手自然放置于小的數(shù)字鍵盤的按鍵上。然后給被試戴電極帽注入導電糊，將頭皮與每個電極之間的阻抗控制在5kΩ 以下，再對眼球跟蹤系統(tǒng)進行校準以確保注視點穩(wěn)定和精準。最后要求被試在實驗過程中放松身體，尤其是頭部和面部肌肉，盡量控制眨眼動作。

2.7 數(shù)據(jù)采集及處理

2.7.1 行為數(shù)據(jù)

行為數(shù)據(jù)由E－prime軟件進行采集，主要采集指標為反應時間和正確按鍵反應次數(shù)，其中，反應時間為視頻片段播放完至被試按鍵的持續(xù)時間，正確按鍵反應次數(shù)為被試正確判斷擊球方向并且按鍵反應正確的次數(shù)。采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件包對行為數(shù)據(jù)進行重復測量方差分析。

2.7.2 眼動數(shù)據(jù)

眼動數(shù)據(jù)由Eye－Trac 6000 操作軟件自動記錄。采用ASL Eye Tracker 6000系列的Eyenal軟件和FixPlot軟件，分析正確反應情況下的眼動數(shù)據(jù)。由于本研究中實驗材料的限制，主要分析的視覺范圍為發(fā)球者的身體、球拍、遮蔽后的球。分析的主要眼動指標包括：1）視覺搜索速率，其中包括每個trial的注視點數(shù)和平均注視時間；2）注視時間比率，主要是指被試在各興趣區(qū)域的注視時間與總注視時間的百分比。本研究中所劃分的興趣區(qū)域和使用的代碼為：Head（H）：發(fā)球者的頭部；Trunk（T）：發(fā)球者的軀干；Left Arm（LA）：發(fā)球者的左手臂；Right Arm（RA）：發(fā)球者的右手臂；Low Body（LB）：發(fā)球者的下肢及腳；Racket（R）：球拍；Ball（B）：球，這里特指遮蔽掉的區(qū)域；Others（O）：其余區(qū)域。

2.7.3 ERP數(shù)據(jù)

ERP數(shù)據(jù)由BP Recorder軟件進行記錄，電極記錄點為額極區(qū)（frontopolar）：Fp1、Fp2、Fpz；額區(qū)（frontal）：F7、F3、Fz、F4、F8；中央?yún)^(qū)（central）：C3、Cz、C4；頂區(qū)（parietal）：P3、Pz、P4；顳區(qū)（temporal）：T3、T4、T5、T6；枕 區(qū)（occipital）：O1、Oz、O2。

BP Analyzer軟件對采集的ERP 數(shù)據(jù)進行離線（offline）分析，數(shù)字濾波為1～24 Hz 帶通，自動校正眨眼偽跡，自動排除±100μV 范圍外的波幅。為了更好地反映被試完整的加工過程，并且根據(jù)有關ERP 研究中的視頻材料分析總結（Baolin 等，2010；Agustín 等，2011），本研究提取的ERP分析時程為：每個試次刺激呈現(xiàn)結束前1 700 ms至呈現(xiàn)結束后800ms。

3 結果

3.1 行為結果

在遮蔽式遮蔽（MO）與背景式遮蔽（BO）條件下，3組被試對網球發(fā)球落點預判的正確率和反應時結果如表2所示。

以正確率為因變量的多因素方差分析結果顯示，空間遮蔽方式主效應顯著［F（1，41）＝14.74，P＜0.01］，組別主效應顯著［F（2，41）＝9.03，P＜0.01］，交互作用不顯著。進一步多重比較可知，MO 條件下3組被試的預判準確率顯著高于BO 條件，經驗組被試的預判正確率在兩組條件下的差異最大。在MO 條件下，專家組與經驗組的準確率均顯著高于新手組，而專家組與經驗組的正確率結果邊緣顯著（P＝0.051）；在BO條件下，3組被試的正確率兩兩比較均達到顯著效應（P＜0.01）。

以反應時為因變量的多因素方差分析結果顯示，空間遮蔽方式主效應顯著［F（1，41）＝22.07，P＜0.01］，BO 條件下3組被試的預判反應時顯著慢于MO 條件。BO 條件下，組別主效應不 顯著［F（2，41）＝2.31，P＞0.05］；在MO 條件下，專家組被試的反應時間顯著小于經驗組和新手組。

根據(jù)以上結果分析，遮蔽式遮蔽（MO）條件對判斷準確率的干擾程度要明顯小于背景式遮蔽（BO），而在遮蔽式遮蔽條件下，專家組的成績又明顯優(yōu)于其余組別被試。

表2 本研究MO、BO條件下3組被試的反應時和準確率一覽表Table 2 The Reaction Time and Accuracyin MO and BO

3.2 視覺搜索結果

對2種遮蔽方式下的所有被試眼動數(shù)據(jù)按幀進行分析。

3.2.1 平均注視點數(shù)

以平均注視點數(shù)為指標的多因素方差分析結果顯示，組別主效應顯著［F（2，41）＝4.71，P＝0.08］，3組被試平均每秒鐘的注視點數(shù)為：專家組2.77±0.21；經驗組3.32±0.17；新手組4.49±0.78。未發(fā)現(xiàn)有遮蔽方式主效應差異，交互作用不顯著。

3.2.2 平均注視時間

以平均注視時間為指標的多因素方差分析結果顯示，組別主效應顯著［F（2，41）＝3.43，P＝0.02］，遮蔽方式主效應顯著［F（1，41）＝7.17，P＜0.01］，交互作用不顯著。

3.2.3 興趣區(qū)

3組被試在不同空間遮蔽方式下，不同視覺興趣區(qū)域注視時間比率統(tǒng)計結果如圖3 所示。BO 遮蔽方式下，專家組與經驗組被試注視時間最長的興趣區(qū)域均為RA，即發(fā)球手臂區(qū)域；新手組被試注視時間最長的興趣區(qū)域為B，即球的區(qū)域，這里相當于黑色遮蔽區(qū)域。MO 遮蔽方式下，專家組被試注視時間最長的興趣區(qū)域仍然為RA；經驗組被試注視時間最長的興趣區(qū)域為R，即球拍；新手組被試在未命名區(qū)域的注視時間最長。

采用3（組別）×2（遮蔽方式）×8（8 個注視區(qū)域注視時間比）的重復測量方差分析結果顯示，興趣區(qū)域主效應顯著［F（7，33）＝8.08，P＜0.01］，遮蔽方式主效應顯著［F（1，39）＝8.47，P＜0.01］，組別主效應顯著［F（2，39）＝6.10，P＝0.018］，且發(fā)現(xiàn)存在交互作用［F（14，68）＝8.47，P＝0.039］。進一步簡單效應分析可知，專家組被試的注視興趣區(qū)域中，空間遮蔽方式效應不顯著［F（1，39）＝0.71，P＝0.557］；經驗組被試的注視興趣區(qū)域中，空間遮蔽方式效應顯著［F（1，39）＝3.31，P＝0.038］；新手組被試的注視興趣區(qū)域中，空間遮蔽方式效應也顯著［F（1，39）＝4.26，P＝0.01］。

圖3 本研究MO 和BO 條件下不同組別在各興趣區(qū)域的平均注視時間示意圖（%±SE）Figure 3.Average Fixation Duration in Each Area of interest

3.2.4 注視順序（視覺搜索順序）

根據(jù)注視點之間的軌跡，本研究歸納了6種最主要的眼注視順序類型：從手臂到球拍（RA→R），從手臂到手臂（RA→RA），從手臂到球（RA→B），從球拍到球（R→B），從球到球（B→B），從手臂到未命名的其他區(qū)域（RA→O）。采用多因素方差分析，結果發(fā)現(xiàn)了顯著的組別主效應［F（2，39）＝5.45，P＝0.07］和遮蔽方式主效應［F（1，39）＝8.31，P＝0.01］。進一步多重檢驗可知，在MO 條件下，3組被試注視點轉移出現(xiàn)最頻繁的順序為：專家組——手臂到手臂（RA→RA，mean＝3.75），經驗組——手臂到手臂（RA→RA，mean＝2.19），新手組——手臂到球（RA→B，mean＝2.25）；在BO條件下，3組被試注視點轉移出現(xiàn)最頻繁的順序為：專家組——手臂到手臂（RA→RA，mean＝2.05），經驗組——手臂到球拍（RA→R，mean＝1.95），新手組——手臂到未定義的區(qū)域（RA→O，mean＝1.66）。

根據(jù)以上眼動數(shù)據(jù)分析結果可知，網球專家的主要視覺興趣區(qū)與搜索順序均比較穩(wěn)定，不隨遮蔽方式的改變而變化。

3.3 ERP結果

從3組被試誘發(fā)的ERPs曲線圖發(fā)現(xiàn)（圖4），在頂區(qū)和枕區(qū)觀察到明顯的P2（平均潛伏期180 ms）、N2（潛伏期250～325ms）和晚期正波LPC（潛伏期450～600ms）。

圖4 本研究BO 與MO 條件下3組被試在頂區(qū)Pz電極點誘發(fā)的ERP 總平均曲線圖Figure 4.Average Oscillogram of ERP in Pz Electrode

3.3.1 P2成分

從頂區(qū)（P3、Pz、P4）和枕區(qū)（O1、Oz、O2）電極點記錄到的ERP總平均圖上可以看到，在180ms左右，專家組與經驗組被試誘發(fā)了明顯的正波。視覺P2一般被用來解釋認知匹配現(xiàn)象，將感覺輸入與記憶中的存儲進行比較匹配（Freunberger等，2007）。

對P2波幅進行組別×遮蔽方式的重復測量方差分析，結果發(fā)現(xiàn)顯著的組別主效應［P3：F（2，39）＝7.73，P＜0.01；Pz：F（2，39）＝8.44，P＜0.01；P4：F（2，39）＝7.17，P＜0.01；O1：F（2，39）＝6.61，P＜0.01；Oz：F（2，39）＝6.09，P＜0.01；O2：F（2，39）＝5.49，P＜0.01］和遮蔽方式主效應［P3：F（1，39）＝11.12，P＜0.01；Pz：F（1，39）＝10.31，P＜0.01；P4：F（1，39）＝10.92，P＜0.01；O1：F（1，39）＝9.92，P＜0.01；Oz：F（1，39）＝7.21，P＜0.01；O2：F（1，39）＝7.19，P＜0.01］，無顯著的交互作用。對組別主效應做進一步多重分析發(fā)現(xiàn)，在2種不同的遮蔽方式下，3組被試所誘發(fā)的P2 波幅差異均顯著（P＜0.05），且專家組的波幅最大，新手組的波幅最小。

對P2潛伏期進行組別×遮蔽方式的重復測量方差分析，結果發(fā)現(xiàn)只在頂區(qū)Pz點組別主效應呈現(xiàn)邊緣顯著［F（2，39）＝2.37，P＝0.056］，且遮蔽方式主效應不顯著，無交互作用。

3.3.2 N2成分

從圖4可見，大約250～325 ms時間段內，明顯誘發(fā)一個負性ERP成分，本研究將其歸為N2 成分。本研究發(fā)現(xiàn)，在Pz電極點N2波幅達到最大值，根據(jù)以往的研究顯示，N2一般分布在腦前皮層區(qū)域，而在視覺注意研究中N2則出現(xiàn)在腦后皮層區(qū)域較多，特別是在視覺搜索范式中（Folstein，2008）。結合本研究目的，選取頂區(qū)（P3、Pz、P4）和枕區(qū)（O1、Oz、O2）6個電極點記錄到的ERP 數(shù)據(jù)進行組別×遮蔽方式的重復測量方差分析。

以N2波幅為因變量的分析結果顯示，存在顯著的組別主效應［P3：F（2，39）＝6.35，P＜0.01；Pz：F（2，39）＝5.14，P＜0.01；P4：F（2，39）＝6.09，P＜0.01；O1：F（2，39）＝5.11，P＜0.01；Oz：F（2，39）＝6.72，P＜0.01；O2：F（2，39）＝6.31，P＜0.01］和遮蔽方式主效應［P3：F（1，39）＝9.04，P＜0.01；Pz：F（1，39）＝11.33，P＜0.01；P4：F（1，39）＝9.87，P＜0.01；O1：F（1，39）＝7.25，P＜0.01；Oz：F（1，39）＝5.54，P＜0.01；O2：F（1，39）＝5.36，P＜0.01］，交互作用不顯著。對組別主效應進行進一步的多重分析發(fā)現(xiàn)，在2種不同的遮蔽方式下，3組被試所誘發(fā)的N2波幅差異均顯著（P＜0.01），專家組的波幅最大，新手組的波幅最??；對2種遮蔽方式進行進一步檢驗發(fā)現(xiàn)，在MO 條件下誘發(fā)的N2波幅均顯著大于BO 條件。

以N2潛伏期為因變量的分析結果未發(fā)現(xiàn)顯著的組別主效應和遮蔽方式主效應差異，且不存在交互作用。

3.3.3 LPC 成 分

從圖4可以看出，在600 ms左右誘發(fā)一個明顯的正性ERPs－LPC 成分。Mecklinger的研究提示，LPC的分布與檢索的材料類型相關，當只需要檢索一個目標時，LPC往往分布在右側和額區(qū)；當信息檢索的內容與空間位置相關時，LPC 則較多分布在大腦枕區(qū)雙側（Mecklinger，1998）。根據(jù)這一研究結果，本研究對LPC 的分析采用組別×遮蔽方式×皮層分布的重復測量方差分析，其中，皮層分布分為3個區(qū)域：anterior（Fp1、Fp2、Fpz、F3、Fz、F4），central（C3、Cz、C4、CP3、CPz、CP4），posterior（P3、Pz、P4、O1、Oz、O2），圖5顯示的是在兩種遮蔽條件下，網球專家與經驗被試誘發(fā)的LPC 頭皮電位分布。

以LPC 波幅為因變量進行重復測量方差分析，結果發(fā)現(xiàn)各變量的主效應顯著，組別［F（2，38）＝12.07，P＜0.001］，遮蔽方式［F（1，39）＝10.15，P＜0.001］，分 布區(qū)域［F（2，38）＝12.42，P＜0.001］，且交互作用顯著［F（4，78）＝4.66，P＝0.004］。進一步分析了它們之間的簡單效應。在組別對分布區(qū)域的影響上，發(fā)現(xiàn)了顯著的分布區(qū)域效應［anterior：F（2，38）＝4.37，P＝0.005；central：F（2，38）＝5.15，P＝0.002；posterior：F（2，38）＝5.83，P＝0.001］，在posterior區(qū)域，專家組和經驗組誘發(fā)LPC 波幅達到最大值。對遮蔽方式做進一步分析，發(fā)現(xiàn)在MO 條件下產生的LPC 波幅顯著大于BO 條件的誘發(fā)（P＜0.001）。

以LPC 潛伏期為因變量進行重復測量方差分析，結果發(fā)現(xiàn)組別主效應顯著［F（2，38）＝6.54，P＝0.002］，遮蔽方式主效應顯著［F（1，39）＝5.33，P＝0.003］，未有其余顯著效應及交互作用。

圖5 本研究2種遮蔽方式下網球專家與經驗組誘發(fā)LPC 的頭皮電位分布示意圖Figure 5.Current Density Diagram of Experts and Experiences in LPC Electrode

4 討論

本研究通過2種不同的空間遮蔽技術，借助眼動和ERP技術，證明了網球專家在空間知覺預判過程中的視覺搜索及信息加工特征。

4.1 網球專家空間知覺預判的記憶提取特征

本研究中行為數(shù)據(jù)的結果驗證了研究的預期假設，網球專家組在2種遮蔽方式下的預判準確率顯著優(yōu)于經驗組和新手組，表明優(yōu)秀運動員較好地掌握了已有經驗信息檢索與運用的能力。Williams等（1999）曾指出，視覺系統(tǒng)能夠依賴現(xiàn)有的場景，從過去的記憶中檢索相關知識，所以，任務結果的差異取決于信息檢索和知覺信息的運用能力，而這一能力又基于過去類似經驗的記憶結構。

本研究結果符合Logan提出的樣例理論觀點。該理論認為，每一個刺激的呈現(xiàn)都會引發(fā)一個相關的內在信息系統(tǒng)的檢索（Logan，1988）。隨著個體直接經驗的增加，內在存儲的實例越來越多，可檢索的相關實例逐漸增多，從而完成任務的準確性也相應提高。本研究中的3組被試，專家組不僅有多年的訓練經驗，還有很多高級別的實際比賽經驗，所以，他們的記憶系統(tǒng)中必然擁有很多相關知識和場景的實例存儲，當本研究中的視頻刺激呈現(xiàn)時，專家組被試快速地從實例存儲器中檢索和提取特定任務信息，做出反應；經驗組被試也經歷過多年網球訓練，但遠遠少于網球專家組，且高等級比賽經驗相對較少，所以，經驗組被試的實例存儲必然要少于專家組被試，在任務加工時，可檢索和提取到的相關信息少，相比較于網球專家組，其反應準確性要低、速度要慢；而新手組被試的記憶存儲中完全沒有相關的實例存儲，所以，他們的任務加工完全依賴于視頻刺激呈現(xiàn)的場景進行判斷，反應時間更長且準確性更低。

在背景式遮蔽方式（BO）下，所有被試的反應正確率顯著低于遮蓋式遮蔽（MO），并且反應時間更長，說明被試對刺激準備和加工的時間更久。在MO 任務中，由于采用的是黑色正方形補丁對球進行遮蔽，在一定程度上，這個黑色的補丁代替了球本身，被試在信息檢索與提取時，將遮蓋式遮蔽的視頻當作一個完整的刺激呈現(xiàn)進行加工，從而從記憶系統(tǒng)的實例存儲中檢索合適的信息進行匹配。在BO 任務中，由于球被擦除掉了，與被試記憶系統(tǒng)中存儲的實例不相符合，找不到可以匹配的記憶存儲痕跡，所以，面對BO 任務，被試只能完全根據(jù)視頻情境中的刺激線索來進行判斷，所需要的加工時間也更長。

根據(jù)該結果可以知道，在網球專家和經驗選手的知識系統(tǒng)中存在相關的實例記憶，如果移除網球發(fā)球情境中的部分空間信息，可能嚴重干擾記憶系統(tǒng)的提取，影響預判的準確性。因此，筆者猜測在網球發(fā)球過程中，如果移除不同的空間信息所導致的結果可能有顯著差異，或許存在影響預判的關鍵空間視知覺因素，這一假設有待后續(xù)的研究來證明。

4.2 網球專家知覺預判的空間視覺搜索特點

通過眼動記錄數(shù)據(jù)分析，專家組被試的平均注視點數(shù)最少，經驗組次之，新手組最多。根據(jù)結果，本研究認為，網球專家注視點精準且穩(wěn)定，他們在視覺定位的時候更傾向于整體的信息，所以，平均注視點數(shù)明顯少于其他被試；新手組被試由于缺乏網球比賽中空間定位的整體概念，注視點多且分散。關于平均注意注視點并未發(fā)現(xiàn)有顯著的空間遮蔽方式主效應，這一點與預期設想不一致，說明在背景遮蔽（BO）方式下被試并不需要更多視覺注視，筆者推斷可能BO 任務中僅僅是對球的擦除，并沒有損害到更多有價值的信息。雖然在現(xiàn)實比賽場景中并不可能出現(xiàn)沒有球的情況，但是從這一研究結果可以看到，網球運動員的視覺注視功能并不會受到某些固定的模式影響，其長時記憶中相關知識加工的激活也未受到干擾。

興趣區(qū)的注視時間結果顯示，不同水平的被試有大量相同的注視興趣區(qū)（右手手臂、頭部、球拍等）。Williams等（2002）研究認為，這些視覺線索是網球運動員預判所依賴的關鍵因素。在MO 與BO 條件下，專家組在右手手臂區(qū)域的注視時間均顯著大于經驗組和新手組，專家組被試在右手手臂區(qū)域的注視時間也顯著大于其他區(qū)域。在MO條件下，新手被試的最大興趣區(qū)集中在球的位置，可能由于專業(yè)知識的缺乏和任務的限制，新手被試的注視集中點在于球的落點，導致他們對于球的空間飛行方位更為注意。在BO 條件下，球被完全擦除，這一重要的線索被刪除，對于被試來說他們必然要改變視覺搜索的策略，依賴其余的空間變量來進行決策加工，所以，他們將注視點更多地投向球拍與未定義的一部分空間區(qū)域。尤其是新手組被試，在BO 條件下最主要的注視興趣區(qū)都在未定義的空間區(qū)域。

從視覺搜索的順序分析，網球專家組在2種空間遮蔽方式下的視覺搜索以跟隨發(fā)球者手臂的移動為主，說明發(fā)球手臂位置是網球專家進行預判的主要影響因素。經驗組被試的主要注視順序在MO 方式下與專家組被試策略一樣，但是在BO 方式下由手臂→球拍的注視轉移次數(shù)更多。新手組被試采取的搜索策略完全不同，在球未被擦除的情況下，新手組被試采取從手臂→球的注視順序顯著多余其余策略，當球被完全擦除后，他們開始采取從手臂注視到未定義的區(qū)域為主要視覺搜索順序。從視覺搜索順序的差異可以推斷，球的空間位置不是網球專家組進行預判的首要因素，但是卻是新手組判斷的主要依據(jù)，在BO 方式下，球的消失對新手組的判斷造成極大的影響，他們從手臂→球的注視順序被打亂，從而尋找新的空間替代位置，說明新手組在注視的過程中仍然想象球在未知的空間區(qū)域中移動。在2種遮蔽方式下，專家組和經驗組被試的視覺線索都依賴發(fā)球者的整體位置變化（發(fā)球手臂和球拍），根據(jù)發(fā)球者的整體空間位置，專家組和經驗組被試從記憶存儲中搜索匹配的實例，采取自上而下的加工方式；而新手組被試只能依靠球的軌跡采取單純的自下而上的加工策略。

4.3 網球專家空間知覺預判的加工特征

通過比較3組被試在不同的空間遮蔽方式下知覺預判過程中的ERP 數(shù)據(jù)，本研究提取了網球專家組知覺預判優(yōu)勢的部分神經機制特征。

研究分析結果顯示，在不同遮蔽方式下的空間知覺預判中，刺激呈現(xiàn)早期均誘發(fā)了明顯的P2 和N2 成分。關于視覺P2 成分的解釋，目前尚未有統(tǒng)一的結論，對視覺P2成分的功能知之甚少。在僅有的一些相關研究中，筆者總結出視覺P2被認為是認知匹配系統(tǒng)中的一個成分，用來解釋感覺輸入與記憶存儲之間的匹配（Luck 等，1994；Freunberger等，2007）。本研究中，網球專家組的P2波幅最大，可以認為專家組對信息輸入與記憶系統(tǒng)的認知匹配程度最高，經驗組被試次之，新手組認知匹配程度最低。經驗說理論認為，專家的認知優(yōu)勢主要基于專項知識經驗的積累，是后天培養(yǎng)與訓練的結果。對于平均訓練年限高于7年的網球專家運動員而言，他們所掌握的專項技能知識（陳述性知識與程序性知識）和積累的運動經驗要顯著優(yōu)于一般經驗的運動員，尤其是新手。低水平網球運動員和網球新手的實戰(zhàn)經驗及水平均有限，他們記憶中所存儲的有關網球專項技術動作的動作概念、動作圖式不夠清晰，這就決定了他們對刺激信息與記憶的匹配效果不如網球專家。通過比較網球專家在2種不同的遮蔽方式下誘發(fā)的P2波幅大小可見，遮蓋式遮蔽條件下誘發(fā)的P2波幅顯著大于背景遮蔽條件的誘發(fā)，證明了遮蓋式遮蔽的空間視覺線索符合記憶系統(tǒng)的知識存儲，更容易達成認知匹配，背景遮蔽條件下的P2波幅顯著較小，說明背景遮蔽后空間視覺線索與正常的知識系統(tǒng)匹配不充分。

在早期的N2成分研究中發(fā)現(xiàn)，N2通常反應對側視野的刺激判斷，且波幅明顯受注意范圍因素的調節(jié)（Michael等，1996）。在近年來的研究中，N2 常被用來反應刺激辨別、注意轉移（Patel和Azzam，2005），動作反應抑制、沖突監(jiān)控（Azizian等，2006）、新穎或者失匹配檢測等（Folstein和Van，2008）。本研究中，由于N2 跟隨P2 成分而出現(xiàn)，所以認為它更多地代表了對信息認知匹配程度的評價。網球專家具有豐富的網球訓練和比賽經驗，當刺激與經驗記憶匹配后，對技術動作特征的分辨及匹配的認知評價程度要高于經驗組和新手組被試。經驗組被試的訓練比賽經驗要少于專家組，雖然大腦中也形成了一定的專項知識系統(tǒng)，但是鞏固程度不如網球專家，在認知匹配后的評價效果也不及網球專家。

本研究還發(fā)現(xiàn)，在空間知覺預判過程中一個明顯的晚期正波被誘發(fā)，根據(jù)潛伏期和地形圖特征，認為其屬于LPC 成分。LPC 成分被認為是與情節(jié)記憶相關的ERP 成分（Paller等，1995）。在對記憶的心理學研究中，一般將長時記憶分為語義記憶和情節(jié)記憶，語義記憶在長時記憶系統(tǒng)中不是按照特殊的編碼形式存儲，是基于一定事實基礎上并與背景信息沒有關聯(lián)的一般知識的記憶；而情節(jié)記憶則與一定的時間、地點及具體情境相聯(lián)系，是建立在信息或經歷出現(xiàn)的位置和環(huán)境間的聯(lián)想關系基礎上的記憶。情節(jié)記憶以特殊的“情節(jié)”存儲在長時記憶系統(tǒng)中，它的編碼和排序必然與特定的信息相關。根據(jù)Rugg等人（1998）的報道，LPC更多的與外顯記憶關聯(lián)，其波幅大小受刺激的重復性和相似性影響。另外，加工操作水平的程度也會影響LPC的波幅，加工程度深波幅更大（Wilding等，1995）。因此，LPC的波幅與回憶和檢索的成功率密切相關。

根據(jù)Mecklinger的一項研究結果，LPC 的頭皮分布可以隨著材料的檢索類型而變化，當檢索對象是單一刺激時，LPC 易分布在頭皮右側和中央?yún)^(qū)域，當檢索信息與空間位置相關時，常分布在大腦枕葉部位（Mecklinger，1998）。我國學者鄭金龍等（2008）通過fMRI技術研究空間記憶處理任務中發(fā)現(xiàn)，人腦頂葉在空間記憶認知中發(fā)揮著重要的功能。本研究中，網球專家和經驗被試在大腦頂枕區(qū)域（posterior）誘發(fā)較大的LPC，且專家被試誘發(fā)的波幅更大。因此，本研究推斷網球專家和經驗被試在信息檢索過程中有空間記憶的參與，并且大腦皮層頂葉和枕葉在空間信息檢索中發(fā)揮著重要的功能。網球專家的波幅更大說明他們對網球專項情境的空間記憶更深刻、加工程度更深。研究結果顯示，新手被試的LPC 誘發(fā)不明顯，更確切地證明了網球專家經過多年的訓練形成了特殊的專項視覺空間記憶系統(tǒng)。2種不同的空間遮蔽方式均誘發(fā)了網球專家和經驗被試頂枕區(qū)的LPC 成分，但是對被試空間記憶感知和激活的影響深度各異，主要表現(xiàn)在LPC 波幅的顯著差異上。在背景式遮蔽條件下，網球專家與經驗被試所誘發(fā)的LPC 波幅較小，背景式遮蔽中，由于將一部分信息擦除，被試對空間高級視覺信息處理的需求比遮蓋式遮蔽條件下更高，需要調動更多的認知資源。

5 結論

1.網球專家具備專項視覺空間記憶特征，其空間知覺預判能力具有顯著優(yōu)勢，表現(xiàn)為網球專家基于過去的經驗記憶系統(tǒng)，較好地檢索和運用已有信息來進行預判；其空間細節(jié)回憶是一個自上而下的過程，空間視野如何定位由自上而下的注意加工控制，且受專業(yè)水平高低的影響。

2.在網球專項情境預判中，空間信息的整體性在認知匹配和檢索回憶過程中起著關鍵性的作用；在網球運動員的空間知覺判斷中，大腦皮層的頂葉和枕葉參與信息檢索與加工的過程。

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