李志偉+吳應(yīng)廣

摘 要：為探討足球運動員執(zhí)行控制能力以及有氧能力在其中的作用。招募15名足球運動員和15名同齡非運動員采用不具有運動特殊性的停止信號作業(yè)，在實驗室環(huán)境測量其抑制控制能力。再以PACER測試評估所有受試者的有氧能力。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)足球運動員比非運動員有較短的停止信號反應(yīng)時間，但動作反應(yīng)時間、錯誤率、失敗抑制的反應(yīng)時間均沒有呈現(xiàn)組間差異。研究認為即使抽離相關(guān)運動場景，足球運動員仍有較好的抑制控制功能，組間的效果差異主要是有氧能力的調(diào)節(jié)。

關(guān) 鍵 詞：運動心理學(xué)；執(zhí)行控制能力；有氧能力；足球運動員

中圖分類號：G804.8 文獻標志碼：A 文章編號：1006-7116（2017）06-0061-06

Abstract： In order to probe into football players self control ability and the role played by aerobic ability in such an ability， the authors recruited 15 football players and 15 non-athlete persons of the same age， used a non-sports characteristic stop signal for operation， measured their inhibitory control ability in a laboratory environment， then evaluated the aerobic ability of all the testees by means of PACER test， and found that the football players had a stop signal reaction time shorter than that of the non-athlete persons， but action reaction time， error rate and failure inhibition reaction time did not show group differences. The authors drew the following conclusions： even being taken away from the related sports scene， the football players still had a better inhibitory control function； group effect differences were mainly due to the adjustment of aerobic ability.

Key words： sports psychology；executive control ability；aerobic ability；football player

執(zhí)行控制能力、行動控制能力等高階基礎(chǔ)認知過程被心理學(xué)家認為是“運動智力”[1]。有研究發(fā)現(xiàn)運動水平較高的足球運動員在執(zhí)行控制功能（包括創(chuàng)造力、抑制控制、認知彈性）明顯優(yōu)于運動水平較低的足球運動員，更為重要的是執(zhí)行控制能力與兩個賽季后的運動表現(xiàn)顯著相關(guān)。該發(fā)現(xiàn)表明執(zhí)行控制能力等高階基礎(chǔ)認知功能可能可以用來預(yù)測足球運動員的未來表現(xiàn)[2]。Yarrow[3]的研究發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀運動員在知覺能力、預(yù)期能力及決策能力上比非運動員更好。Shim、Kida等[4-5]的研究結(jié)果也對此觀點予以證實。但是這些研究均采用模擬運動情境認知作業(yè)，因此僅可以證實在有運動特殊性的情境下運動員的執(zhí)行控制能力優(yōu)于非運動員，不能證明在一般情境下，運動員的執(zhí)行控制能力優(yōu)于非運動員。Pesce等[6]通過行為與事件相關(guān)電位法研究發(fā)現(xiàn)，在執(zhí)行控制能力測試中，反應(yīng)時間和腦電波的結(jié)果，運動員與非運動員沒有顯著差別。Nakamoto等[7]也從行為和腦電波的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在不具有運動特殊性的場景下，運動員與非運動員的反應(yīng)抑制能力基本相同。但目前有關(guān)運動員基礎(chǔ)認知能力的相關(guān)研究較少，運動訓(xùn)練是否對于不具有運動特殊性的認知功能有促進作用尚需進一步探討。近期有研究發(fā)現(xiàn)高有氧能力的年輕運動員，在反應(yīng)抑制決策的表現(xiàn)比高有氧適能的非年輕運動員更佳，但在中等有氧適能的年輕運動員則沒類似的效果，有氧適能可能對年輕運動員的認知表現(xiàn)有某些程度上的影響[8]，Kamijo、Hung等[9-10]進行類似研究，也得到相似結(jié)論。因此許多學(xué)者建議未來把有氧能力納入運動員認知能力研究的范疇。但由于發(fā)現(xiàn)有氧能力與反應(yīng)抑制能力時間較晚，目前相關(guān)機制的探討、證實亦不深入。Logan等[11]認為執(zhí)行控制功能的好壞決定于是否能正確地執(zhí)行反應(yīng)與適時的抑制反應(yīng)，其功能為抑制正在進行或計劃進行但已不適于當下情境的想法或動作。Pesce等[6]認為足球運動員有較好的注意力表現(xiàn)，Shim研究發(fā)現(xiàn)執(zhí)行控制的能力與足球運動員的競技表現(xiàn)有關(guān)。本研究預(yù)期在非具運動特殊性的停止信號作業(yè)中，足球運動員會表現(xiàn)得較非運動員更好。本研究采用停止信號作業(yè)探討足球運動員是否在不具有運動特殊性的執(zhí)行控制功能表現(xiàn)亦優(yōu)于非運動員。所采用方法已被證實可以有效評估受試者的執(zhí)行抑制控制能力[12-13]。本研究目的有二，一是探討足球運動員是否在未具有運動特殊性的抑制控制功能較非運動員佳。二是探討足球運動員與非運動員在抑制控制的差異是否會受到有氧適能的調(diào)節(jié)。

1 試驗方法

1.1 受試者篩選

1）受試者基本情況。

本研究從湖南師范大學(xué)運動訓(xùn)練專業(yè)足球?qū)ｍ棸嗾心?0名男生，同時進行運動背景和日均身體活動量度問卷調(diào)查，剔除2名運動經(jīng)歷有過1年以上中斷和3名受專業(yè)足球訓(xùn)練年限少于7年的足球?qū)I(yè)男生，剩余15名足球?qū)I(yè)男生為實驗組，其中平均年齡（22.13±1.64）歲，接受足球訓(xùn)練約（10.27±3.45）年、運動員等級均為國家2級。從湖南商學(xué)院招募22名非體育專業(yè)男生，并進行運動背景和日均身體活動量度問卷調(diào)查，剔除5名有健身習(xí)慣和2名受過專業(yè)運動訓(xùn)練的男生，剩余15名未接受過任何專業(yè)運動訓(xùn)練且無規(guī)律運動習(xí)慣的男生（平均年齡（21.13±2.10）歲）為對照組（見表1）。所有受試者皆右側(cè)肢體為慣用肢體，并且無心、腦、神經(jīng)相關(guān)病史，近3個月內(nèi)未服用任何會刺激神經(jīng)系統(tǒng)的藥物。實驗過程中每位受試者的視力正常，并確認可看清LED屏內(nèi)所呈現(xiàn)的刺激圖案。endprint

2）《七日身體活動回憶問卷》調(diào)查。

本研究對所有受試者發(fā)放由 Sallis設(shè)計《七日身體活動回憶問卷》，以量化受試者的身體活動量問卷。此問卷調(diào)查結(jié)果用于篩選無規(guī)律運動習(xí)慣的對照組，篩選標準為每周進行中強度運動不足1 h。

1.2 最大吸氧量測試

本研究利用PACER（progressive aerobic cardiovascular endurance run）測驗[14]對有氧能力進行評估。PACER測驗是指20 m折返跑，速度跟隨音樂的節(jié)奏變化，音樂節(jié)奏起始較慢，每30 s音樂節(jié)奏遞增。測試開始，受試者聽到哨音后起跑，從起點跑到終點并用腳觸及終點線；當再次聽到哨音時跑回起點。持續(xù)以該方式測試，當受試者第2次不能在指定時間內(nèi)到達折返點時測試停止。最后記錄受試者折返次數(shù)。此測試檢驗最大攝氧量參照標準的有效性以評估出受試者最大攝氧量。

本研究的PACER測驗在停止信號測試實驗前1周內(nèi)進行，實驗中有監(jiān)督員監(jiān)督每位受試者，以保證該受試者在指示的時間內(nèi)達到折返點，當?shù)?次失敗時，立即告知結(jié)束測試，并記錄當時所完成的折返次數(shù)。

1.3 “停止信號測試”實驗

1）“停止信號測試”實驗測試方法。

本研究所采用的停止信號測試主要包含動作反應(yīng)測試、停止動作測試。

動作反應(yīng)測試：每次測試從500 ms的正中央凝視點開始，之后會在距凝視點左或右側(cè)視角約為9°處出現(xiàn)亮點，即動作反應(yīng)的信號，此時受試者必須針對目標物的位置做按鍵反應(yīng)，即亮點出現(xiàn)在凝視點的右邊右手按鍵，反之左手按鍵（見圖1）。

停止動作反應(yīng)測試：該測試75%的測試為動作反應(yīng)，受試者需要按照反應(yīng)信號的出現(xiàn)位置進行按鍵；25%的測試中，停止信號會立即出現(xiàn)在反應(yīng)信號后，此時受試者則停止即將進行的動作反應(yīng)[8，13]（見圖1）。

停止信號延遲時間（stop signal delay，SSD）是指停止信號與反應(yīng)信號出現(xiàn)的時間差（見圖1）。當SSD越長時，則受試者越難成功抑制；反之，當SSD越短時，受試者則比較容易成功抑制，該變量主要用以控制抑制難度。其次，當停止信號出現(xiàn)但卻未成功抑制時，則該嘗試會被記錄為錯誤反應(yīng)。依照不同的難度所測量到的錯誤率，反映出受試者在停止信號作業(yè)的抑制控制表現(xiàn)。最終，通過動作反應(yīng)時間失敗抑制率和不同延遲時間的失敗抑制率，可推算出停止信號反應(yīng)時間。停止信號反應(yīng)時間為該作業(yè)最重要的指標，當受試者的停止信號反應(yīng)時間越長時，代表成功抑制動作反應(yīng)所需要的時間越長，顯示較差的抑制控制能力。

2）實驗場地布置。

本研究中停止信號在無噪音且溫度、濕度、光線舒適的環(huán)境中進行，并距離60 cm的LED顯示屏。測驗過程中左手、右手的食指置于機械鍵盤的“X鍵”與“M鍵”上，以執(zhí)行按鍵反應(yīng)。本研究的認知測試是以E-prime軟件編程，所有的刺激皆呈現(xiàn)在34英寸LED顯示屏上，垂直掃描頻率為100 Hz。在正式施測前，研究者清楚告知受試者作業(yè)規(guī)則，在受試者完全理解整個作業(yè)過程后，雙眼直視LED屏幕中央，進行10次的練習(xí)，以保證受試者對流程熟悉和實驗數(shù)據(jù)可靠性。

3）實驗步驟。

（1）測量動作反應(yīng)時。

每位受試者進行50次選擇反應(yīng)時間測試（choice reaction time task）。測試中，受試者被要求在正確執(zhí)行操作前提下，最快速度按鍵。本測試可測得受試者平均反應(yīng)時間。在本研究中，反應(yīng)時間是指刺激出現(xiàn)至動作反應(yīng)結(jié)束的整體反應(yīng)時間。

（2）取得SSD（停止信號延遲時間）。

受試者最大反應(yīng)時間限制為平均反應(yīng)時間再加上2倍標準差。當受試者的按鍵時間超出該范圍，則視為按鍵反應(yīng)錯誤，同時會有聲音警告。此設(shè)置可有效限制受試者策略性行為。測試開始前，每位受試者進行24個動作反應(yīng)信號和8個停止信號的試測，以適應(yīng)練習(xí)，用以熟悉SSD的流程。 SSD起始值為170 ms，此SSD值隨受試者抑制停止信號的成功或失敗而變化，當按鍵能成功抑制50%的停止信號，且反應(yīng)信號正確率75%以上，則SSD會增加40 ms；若未達到此標準則SSD會減少40 ms。當受試者的成功抑制率為50%時，則此時的SSD為該受試者的關(guān)鍵停止信號延遲時間（critical SSD），正式測驗中將會有以critical SSD為基礎(chǔ)，變化出的3種SSD。通常此階段的測驗會在500測試次內(nèi)完成。

（3）正式測驗。

在完成步驟（1）、（2）后，受試者進行5 min休息后開始正式測驗。在正式測驗中將會有3個不同的SSD：critical SSD、critical SSD+40、critical SSD–40。即受試者critical SSD為170 ms，則他在執(zhí)行測試的SSD將會是130 ms（170–40）、170 ms和210 ms（170+40）。測驗共分5組，每組測試有48個嘗試，其中36個為反應(yīng)信號嘗試、12個為停止信號嘗試，隨機出現(xiàn)。

1.4 數(shù)據(jù)篩選與分析

1）動作反應(yīng)時間。

本研究為保證實驗數(shù)據(jù)可靠，制定以下剔除標準：沒有反應(yīng)的測試、錯誤按鍵反應(yīng)、在動作反應(yīng)時間2倍標準差以外的按鍵反應(yīng)。凡符合任一剔除標準的數(shù)據(jù)均予以剔除。

2）停止信號反應(yīng)時間。

本研究使用整合法以取得每一個停止信號所需要的停止信號反應(yīng)時間，其后再將個別得到的數(shù)值平均，以求取平均停止信號反應(yīng)時間。每一個延遲時間的停止信號反應(yīng)時間是以Logan等[11]所提出的方法計算。如某受試者個體SSD的錯誤率為x，則該抑制的過程將落點在動作反應(yīng)時間分布的時間點x，而此時間點的反應(yīng)時間再減SSD，即算出停止信號反應(yīng)時間。例如，SSD =170 ms，錯誤率=40%，而落點在動作反應(yīng)時間分布40%，其反應(yīng)時間為425 ms時，則可推算出停止信號反應(yīng)時間425 ms-170 ms=255 ms。最后，再將個別SSD下的停止信號反應(yīng)時間平均加總，即為該受試者的停止信號反應(yīng)時[11]。endprint

1.5 統(tǒng)計分析

本研究使用SPSS17.0、Amos 18.0統(tǒng)計分析軟件。利用獨立樣本T 檢驗對受試者在年齡、身高、體重、BMI、身體活動量、PACER、VO2max、選擇反應(yīng)時間表現(xiàn)、停止信號作業(yè)下的動作反應(yīng)時間、失敗抑制的動作反應(yīng)時間、停止信號反應(yīng)時間和總錯誤率的表現(xiàn)組間差異進行分析。上述統(tǒng)計顯著性均轉(zhuǎn)換成Cohens d系數(shù)，用以評價實驗的效果量，效果量絕對值<0.2者為小效果；0.2<效果量絕對值<0.5者為中效果；效果量絕對值>0.5為大效果。

2 研究結(jié)果與討論

2.1 受試者基本信息測試結(jié)果

實驗組與對照組在每日能力消耗、VO2max等項目具有顯著性差異（P<0.05）；年齡、身高、體重、BMI指數(shù)無顯著性差異（P>0.05）（見表1）。

2.2 停止信號作業(yè)表現(xiàn)

1）選擇反應(yīng)時間表現(xiàn)、在停止信號作業(yè)下的動作反應(yīng)時間。

如表2所示，單純選擇性反應(yīng)時間實驗組為（307.47±30.01） ms、對照組（308.47±45.54） ms，經(jīng)獨立樣本T檢驗P>0.05，兩組單純反應(yīng)時間沒有顯著性差異；停止信號作業(yè)下的動作反應(yīng)時間，實驗組為（319.27±21.62） ms、對照組為（326.21±24.06） ms，經(jīng)獨立樣本T檢驗，P>0.05，兩組停止信號作業(yè)下的動作反應(yīng)時間沒有顯著性差異。

2）在停止信號作業(yè)下的抑制失敗的動作反應(yīng)時間、停止信號反應(yīng)時間。

如表2所示，停止信號測試中抑制失敗動作的反應(yīng)時間，實驗組為（305.53±20.40）ms，對照組（303.81±25.30） ms，經(jīng)獨立樣本T檢驗，P>0.05，兩組停止信號作業(yè)下的抑制失敗的動作反應(yīng)時間沒有顯著性差異；平均停止信號反應(yīng)時間，實驗組（195.53±18.83） ms、對照組（225.93±15.55） ms，經(jīng)獨立樣本T檢驗，P<0.05，兩組具有顯著性差異，Cohens d系數(shù)>0.5，屬于大效果。

3）停止信號反應(yīng)時間與有氧能力相關(guān)分析。

根據(jù)雙變量分析的結(jié)果顯示，停止信號反應(yīng)時間與有氧能力具有高度負相關(guān)關(guān)系（Pearson r=-0.74，P<0.05；Spearman r=-0.69，P<0.05）；根據(jù)雙變量分析的結(jié)果顯示，停止信號反應(yīng)時間與組別（實驗或?qū)φ战M）具有高度相關(guān)關(guān)系（Pearson r=-0.67，P<0.05；Spearman r=-0.71，P<0 .05）；有氧能力與組別（實驗組或?qū)φ战M）則呈顯著性正相關(guān)（Pearson r=0.93，P<0.05；Spearman r=0.88，P<0.05）。

2.3 足球運動員與非運動員在抑制控制的表現(xiàn)差異

本研究發(fā)現(xiàn)：在非運動特殊性認知情境中，足球運動員比非運動員的停止信號反應(yīng)時短，這表明其抑制錯誤反應(yīng)所需時間也較短，即具有更好的抑制控制能力；在動作反應(yīng)時間、錯誤率、失敗抑制的反應(yīng)時間等因變量上，足球運動員與非運動員組間未呈現(xiàn)顯著性差異，該結(jié)果表明足球運動員與非運動員在單純動作反應(yīng)和判斷表現(xiàn)上沒有顯著性差異。這與Di Russo[15]先前進行的非特殊運動情境下運動員與非運動員的抑制控制作業(yè)的研究結(jié)論相似。Kida等[16]研究發(fā)現(xiàn)，棒球運動員在進行需要抑制控制的測試中，表現(xiàn)優(yōu)于非運動員，可能是棒球訓(xùn)練會促進運動員的執(zhí)行與抑制決策力。Helgerud等[17]認為運動員的抑制控制能力優(yōu)勢僅局限在具運動特殊性的情境。但本研究結(jié)果卻與先前大部分研究結(jié)果相左。本研究認為，測試的運動特殊性可能不是唯一的影響運動員抑制控制能力的因素。運動員在運動中經(jīng)常需要抑制不當動作反應(yīng)，并轉(zhuǎn)換至新動作反應(yīng)，因而改善反應(yīng)抑制相關(guān)認知過程，并遷移至非運動特殊性情境[15]。本研究中實驗組受試者為足球運動員，在足球運動中，假動作出現(xiàn)頻率極高，這就要求不論是實施假動作的進攻隊員還是要識破假動作的防守隊員，都要經(jīng)常進行抑制不適當?shù)膭幼鞣磻?yīng)，然后銜接下一個動作。所以認為足球等同場對抗類項目，可以促進運動員抑制控制能力。而一些不需要經(jīng)常抑制不適當動作反應(yīng)的運動，可能不會促進非運動特殊性情境下運動員抑制控制能力。

2.4 有氧能力對運動員與非運動員在抑制控制的表現(xiàn)差異

目前有關(guān)控制表現(xiàn)的影響對運動員與抑制控制能力的研究結(jié)論不一，Chan等[8]認為這種情況可能除作業(yè)特性的影響之外，還與有氧能力有關(guān)。Albinet等比較有氧運動與伸展運動對執(zhí)行功能的影響，結(jié)果顯示有氧訓(xùn)練對執(zhí)行功能有正面的效益。Marmeleira等研究發(fā)現(xiàn)進行認知與有氧運動的實驗干預(yù)對受試者在反應(yīng)時間、注意力有顯著的改善。Barella等研究發(fā)現(xiàn)接受有氧訓(xùn)練可減緩認知功能的退化。這些研究都證實非運動員人群有氧能力對動作抑制和動作執(zhí)行方面的重要作用。近期研究中，Chan等[8]發(fā)現(xiàn)高有氧能力的擊劍運動員的錯誤率顯著低于高有氧能力的非運動員，然而，其它組別間則無發(fā)現(xiàn)顯著性的差異?；诖?，研究者們認為運動對認知控制的效益會在結(jié)合技能與有氧能力時較大。先前的研究皆未控制受試者間的有氧能力，也許是影響研究結(jié)論的重要因素。本研究發(fā)現(xiàn)有氧能力對運動員的抑制控制能力的重要性。雖然足球運動員在抑制錯誤動作反應(yīng)所需的時間較非運動員短，表現(xiàn)出較佳的抑制控制功能。然而，當考慮到有氧能力因素后，則不存在組間的差異性，表現(xiàn)出有氧能力調(diào)節(jié)抑制控制功能的效果多于運動經(jīng)驗效果，這表明有氧能力可能是造成組間差異的最主要因素。守門員是足球運動員中最需要作出快速反應(yīng)和抑制錯誤動作的球員，在比賽中，經(jīng)常出現(xiàn)守門員判斷失誤或者球碰到其他球員身體球路突然發(fā)生改變時，抑制先前錯誤動作，馬上銜接下一個撲救動作的場景。有研究發(fā)現(xiàn)，在法國足球甲級聯(lián)賽中，YO-YO有氧能力測試的得分與其撲救成功率呈顯著相關(guān)。該研究結(jié)論可以有力支持本研究結(jié)果。但目前對于有氧能力與抑制控制功能關(guān)系的相關(guān)研究很少，在生理和心理機制尚無相關(guān)解釋。endprint

2.5 運動員與非運動員在其它測量指標的差異

除了本研究中止信號反應(yīng)時間之外，其它的因變量如動作反應(yīng)時間、錯誤率等組間均無顯著性差異。首先，從動作反應(yīng)時間來看，本研究的結(jié)果與Di Russo等[15]的研究結(jié)果相似，即在動作反應(yīng)時間看不到運動員與非運動員的差異。此結(jié)果也符合Kramer 有氧能力選擇性地促進執(zhí)行控制功能的假說，即有氧能力對認知功能的的效果只會選擇性地出現(xiàn)在涵蓋高階認知功能（如抑制控制）的情境[18-19]。另外，由于停止信號反應(yīng)時間是依據(jù)動作反應(yīng)時間的分布推算出的，因此本研究的發(fā)現(xiàn)也代表足球運動員較短的停止信號反應(yīng)時間，并非動作反應(yīng)的效果所致。運動訓(xùn)練或有氧能力對動作執(zhí)行及反應(yīng)抑制的促進機制似乎有所不同，值得后續(xù)研究進一步探討。另一方面，從錯誤率的表現(xiàn)來看，并沒有呈現(xiàn)組間差異，這可能是在取得關(guān)鍵停止信號延遲時間的步驟時，為了避免研究參與者的策略行為，會個別控制他們的難度在錯誤率50%。因此，錯誤率表現(xiàn)可能會受作業(yè)設(shè)計的限制而比較不容易觀察到各組間的差異，同時這印證本研究對于每一個研究參與者在作業(yè)難度上控制適宜。

3 結(jié)論

1）在非運動特殊性的認知情境中，足球運動員與非運動員組間未呈現(xiàn)顯著性差異，在單純動作反應(yīng)及作業(yè)判斷的表現(xiàn)上，足球運動員與非運動員間基本無異。但是足球運動員的停止信號反應(yīng)時間較短，具有更好的抑制控制能力，即足球運動訓(xùn)練對認知功能的效益可轉(zhuǎn)移至非運動相關(guān)的情境。

2）作業(yè)的運動特殊性可能不是唯一影響運動員抑制控制能力的因素。有氧能力的差異可能是造成足球運動員與非運動員動作控制能力間差異的重要因素，但有氧能力對認知功能的的效果可能只會選擇性地出現(xiàn)在涵蓋高階認知功能。

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