閆鵬，劉文學(xué)，趙懷陽(yáng)

曲阜師范大學(xué)

一引言

神經(jīng)效率(neuralefficiency)假說(shuō)認(rèn)為在執(zhí)行認(rèn)知功能測(cè)試時(shí)，擁有較高表現(xiàn)的個(gè)體比較低表現(xiàn)的個(gè)體擁有更有效的皮質(zhì)功能(Babiloni,2010)。有效的皮質(zhì)功能表現(xiàn)在大腦皮層特定頻率同步化震蕩能量的增減，即特定頻率波振幅的增大或減少。PfurtschellerG(1997)的研究證實(shí)當(dāng)大腦皮層與事件相關(guān)的區(qū)域被激活，該區(qū)域的代謝和血流量增加，同時(shí)進(jìn)行信息加工可以導(dǎo)致特定腦電波的振幅降低，這一過程被稱為事件相關(guān)去同步化(eventrelateddisynchronization，簡(jiǎn)稱ERD)，即與事件相關(guān)的特定頻率活動(dòng)能量衰減的過程；當(dāng)大腦在靜息狀態(tài)下特定腦電波的振幅增高則稱為為事件相關(guān)同步化(event-relatedsynchronization，簡(jiǎn)稱ERS)，即與事件相關(guān)的特定頻率活動(dòng)能量上升的過程。所以事件相關(guān)同步化與事件相關(guān)去同步化反應(yīng)了事件相關(guān)的能量變化，被認(rèn)為是用來(lái)評(píng)定認(rèn)知操作過程的神經(jīng)效率的指標(biāo)。

二alpha頻譜（α節(jié)律）

早期研究表明調(diào)節(jié)皮質(zhì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)興奮性的主要神經(jīng)機(jī)制的是8-12Hz腦電頻率的調(diào)整，即α節(jié)律(alpharhythms)，其中又分為低頻α節(jié)律（8-10Hz）和高頻α節(jié)律(10-12Hz)。Klimesch認(rèn)為前者與個(gè)體整個(gè)大腦興奮喚起、精細(xì)準(zhǔn)備和努力有關(guān)；后者反映了與感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)或語(yǔ)義信息的精細(xì)化有關(guān)的特定神經(jīng)系統(tǒng)的任務(wù)相關(guān)振蕩。Pfurtscheller等人(1999)基于此理論框架下證實(shí)了：神經(jīng)效率是在靜息狀態(tài)下α節(jié)律事件相關(guān)能量減少或增加的反映；即：α節(jié)律的同步化(αERS)和α節(jié)律的去同步化(αERD)。

三相關(guān)研究

關(guān)于神經(jīng)效率的相關(guān)研究目前已有很多，主要從記憶、語(yǔ)言流暢性以及運(yùn)動(dòng)技能等方面進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)高智商的被試在完成認(rèn)知任務(wù)時(shí)，其ERD都顯示了較低的水平。Grabner(2006)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過訓(xùn)練的被試在完成短時(shí)記憶任務(wù)是的ERD表現(xiàn)的相對(duì)較低的水平。在體育運(yùn)動(dòng)技能的許多相關(guān)研究也支持了這一點(diǎn)。特別是DelPercio等人采用專家新手范式對(duì)高爾夫、擊劍、空手道等不同體育項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了一系列研究。而這些研究大多數(shù)支持了神經(jīng)效率的說(shuō)，但也有相悖的研究存在。

1與神經(jīng)效率假設(shè)相一致的研究

DelPercio(2009)研究發(fā)現(xiàn)相比于非運(yùn)動(dòng)員，優(yōu)秀空手道、擊劍運(yùn)動(dòng)員及非運(yùn)動(dòng)員在單腳站立時(shí)中央和頂葉的α節(jié)律振幅都要大于雙腳站立。與非運(yùn)動(dòng)員相比，空手道運(yùn)動(dòng)員、擊劍運(yùn)動(dòng)員在左右中央?yún)^(qū)、頂葉低頻α節(jié)律振幅比非運(yùn)動(dòng)員相關(guān)腦區(qū)α節(jié)律振幅低，高頻α節(jié)律在右額葉、左中央回和中線頂葉腦區(qū)專業(yè)運(yùn)動(dòng)員的幅值也比非運(yùn)動(dòng)員低。這些研究都證實(shí)了神經(jīng)效率假說(shuō)。另外，神經(jīng)效率假說(shuō)在其它運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目上也得到了驗(yàn)證。Guidoorgs(2008)對(duì)舞蹈家與非舞蹈家進(jìn)行研究，結(jié)果表明與觀看日常動(dòng)作視頻相比，舞蹈家在觀看舞蹈動(dòng)作時(shí)顯示出顯著降低的α節(jié)律和β節(jié)律的事件相關(guān)去同步化，但非舞蹈家在觀看兩種動(dòng)作視頻時(shí)并沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象。DelPercio(2010)的研究也再次驗(yàn)證了神經(jīng)效率的假說(shuō)。他的研究發(fā)現(xiàn)在左右手簡(jiǎn)單自發(fā)性的手腕伸展任務(wù)的準(zhǔn)備和執(zhí)行過程中，空手道運(yùn)動(dòng)員比非空手道運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出較低的aERD。我國(guó)學(xué)者王麗巖(2013)對(duì)新手乒乓球運(yùn)動(dòng)員與專家乒乓球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，乒乓球運(yùn)動(dòng)專家在執(zhí)行發(fā)球旋轉(zhuǎn)動(dòng)作識(shí)別在頂區(qū)和枕區(qū)存在明顯的ERD現(xiàn)象。但在額區(qū)和中央?yún)^(qū)則不支持神經(jīng)效率假說(shuō)，表現(xiàn)為ERS現(xiàn)象。以上的研究結(jié)果從不同的角度去證實(shí)了神經(jīng)效率的假說(shuō)。當(dāng)然這些研究進(jìn)行中也發(fā)現(xiàn)了與神經(jīng)效率假說(shuō)不一致的結(jié)果。

2與神經(jīng)效率假設(shè)不一致的研究

正如王麗巖研究所表明乒乓球運(yùn)動(dòng)專家在執(zhí)行發(fā)球旋轉(zhuǎn)動(dòng)作識(shí)別在額區(qū)和中央?yún)^(qū)表現(xiàn)為相關(guān)事件同步化，不支持神經(jīng)效率假說(shuō)。另外，MurakamiT(2008)研究發(fā)現(xiàn)足球運(yùn)動(dòng)員脛后神經(jīng)高頻振蕩的幅度和網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員正中神經(jīng)高頻振蕩的幅度顯著的大于非運(yùn)動(dòng)員。ClaudioBabiloni(2008)在對(duì)高爾夫球運(yùn)動(dòng)員推桿進(jìn)行研究，表明不成功推桿的誤差越小，大腦alpha頻率的能量越大。這些不一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓神經(jīng)效率假說(shuō)存在爭(zhēng)議，也使神經(jīng)效率假說(shuō)在運(yùn)動(dòng)技能執(zhí)行中可能存在條件性的解釋。正如DelPercio認(rèn)為體育運(yùn)動(dòng)中，神經(jīng)效率出現(xiàn)可能基于以下條件：一是對(duì)于視覺信息任務(wù)來(lái)說(shuō)，其刺激應(yīng)該是熟悉的；二是任務(wù)技能需要訓(xùn)練（即高級(jí)運(yùn)動(dòng)員）。

四討論

目前對(duì)神經(jīng)效率研究主要存在以下問題：1、大多采用新手專家范式，這忽略了他們之間對(duì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的熟悉程度這一重要變量；2、EEG技術(shù)通常會(huì)忽略空間信息的腦皮質(zhì)活動(dòng)記錄，所以需要更先進(jìn)的設(shè)備來(lái)記錄腦電活動(dòng)。解決目前這些問題神經(jīng)效率假說(shuō)才能得到更準(zhǔn)確的論證。