乒乓球運動員空間注意返回抑制特征的研究

丁振賓，周文福

（1.大連民族學院體育教學部，遼寧大連116600；2.哈爾濱工業(yè)大學體育部，山東威海264209）

乒乓球運動員空間注意返回抑制特征的研究

丁振賓1，周文福2

（1.大連民族學院體育教學部，遼寧大連116600；2.哈爾濱工業(yè)大學體育部，山東威海264209）

目的：探究乒乓球運動員在檢測任務中基于位置和基于客體的返回抑制特點，以期對乒乓球運動員心理選材、訓練狀態(tài)監(jiān)控等有積極指導作用，并對運動員注意方面弱點進行有針對性的訓練，以提高運動成績。方法：采用基于位置的返回抑制范式和基于客體的返回抑制范式，分別考察乒乓球運動員在不同時程下基于位置和基于客體的返回抑制的特征并且與普通大學生比較。結(jié)果：在基于位置返回抑制的測試任務中，普通大學生和乒乓球運動員在200 ms時程下出現(xiàn)返回抑制，在1 200 ms時程下還未消失，但是在200 ms時程下乒乓球運動員返回抑制的量顯著大于普通大學生。在基于客體返回抑制的測試任務中，普通大學生返回抑制出現(xiàn)時程為500 ms，而乒乓球運動員返回抑制出現(xiàn)時程為800 ms，晚于普通大學生。結(jié)論：在靜態(tài)環(huán)境中，運動員較普通大學生具有更強的返回抑制能力；在動態(tài)環(huán)境中，乒乓球運動員為保證反應時整體上的收益，采用了不同于普通大學生的認知加工策略。

返回抑制；基于位置；基于客體；空間位置；SOA

返回抑制（inhibition of return，IOR）是阻止注意返回到原先注意過的位置上的一種現(xiàn)象，反映了人類心理活動的靈活性和適應性，在人類注意搜索效率提高及視野范圍擴大中可起到重要調(diào)節(jié)作用。1984年，Posner和Cohen在研究中發(fā)現(xiàn)：在有提示的前提下，注意在空間位置上的定向?qū)ο嗬^目標刺激的檢測具有差異性時序特征。對空間某一位置進行線索化時，如果線索開始呈現(xiàn)到靶子開始呈現(xiàn)之間的時間間隔＜100 ms時，被試對出現(xiàn)在線索化位置的靶子的反應時間較出現(xiàn)在非線索化位置的靶子的反應時間短，即產(chǎn)生易化效應；而如果線索開始呈現(xiàn)到靶子開始呈現(xiàn)之間的時間間隔≈或＞300 ms時，被試對線索化位置的靶子的反應時間反而較非線索化位置的靶子的反應時間長，即產(chǎn)生抑制效應。Posner和Cohen將這種抑制效應稱為“返回抑制”。

根據(jù)Christina和Richard的相關(guān)成果［1］，返回抑制可分為基于位置和基于客體兩種不同的返回抑制，且兩者具有差異性的腦機制，是分別獨立發(fā)展的。Abrams和Dobkins根據(jù)自己的實驗研究結(jié)果提出了檢測任務中IOR的多成分說［2］：檢測任務中，IOR由兩種不同成分組成。一種是以客體為中心，為刺激檢測成分。其與注意相聯(lián)系，影響所有反應；一種是基于空間位置，不以客體為中心，為運動生成成分。其不隨先前被注意客體的轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移。在基于空間位置的簡單檢測任務中，返回抑制的運動生成成分不受一般性注意資源限制，是一種自動性較強、基本無需作出意志努力的抑制現(xiàn)象［3］；而返回抑制的刺激檢測成分，受注意資源總量限制，一旦出現(xiàn)資源不足，會影響返回抑制的出現(xiàn)［4］。評價返回抑制能力時，返回抑制的容量和時程是兩個重要考察指標。容量是指采用線索化位置上刺激的反應時與非線索化位置上刺激的反應時之間的差值作為返回抑制大小的度量［5］；時程即返回抑制出現(xiàn)的時間，返回抑制的時程越短，說明個體形成返回抑制所需時間越短。

一般來說，人的心理特征在學習不同專業(yè)或從事不同行業(yè)中會產(chǎn)生某些差異，而這些差異有時正是所學專業(yè)或所從事行業(yè)的優(yōu)勢。運動情境中，線索信息復雜性和多變性對運動員決策造成困難，運動員需要有快速有效的視覺搜索能力，在不同的時機快速處理有效或無效的信息。除了對有效線索的利用和無效線索的排除外，還需要抑制可能出現(xiàn)動作錯誤，提高抑制后動作轉(zhuǎn)換的流暢性，最終形成對抗性項目中攻守之間的快速轉(zhuǎn)換，獲取主動權(quán)，贏得比賽。乒乓球作為環(huán)境主導注意型項目，有快、準、狠的特點，要求運動員在較短時間內(nèi)對環(huán)境信息進行加工并做出決策［6］。因此，運動員需要具有較大的注意廣度、較強的注意轉(zhuǎn)移能力以及較好的信息處理能力。那么，乒乓球運動員返回抑制中基于位置的成分和基于客體的成分出現(xiàn)的時程與普通大學生有差異嗎？如果有，趨勢相同否？目前在運動心理學領(lǐng)域，關(guān)于環(huán)境主導注意型運動員返回抑制的研究都是基于位置的返回抑制范式的，而這種基于位置的返回抑制主要體現(xiàn)了靜態(tài)環(huán)境下的認知加工特征，對于體現(xiàn)動態(tài)環(huán)境下的認知加工特征的基于客體的返回抑制的研究卻幾乎沒有。現(xiàn)實環(huán)境并不是完全靜止的，尤其是對于運動員而言，提高研究的生態(tài)效度，以及了解運動員在動態(tài)環(huán)境中的認知加工特征具有更為重要的意義。

本研究從基于位置與基于客體2方面首次對乒乓球運動員的返回抑制特征進行研究，探討乒乓球運動員的返回抑制特征，進而為乒乓球運動員心理選材、訓練狀態(tài)監(jiān)控提供參考，并對運動員注意方面弱點進行有針對性的訓練，以提高運動成績。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取國家二級及以上專業(yè)乒乓球運動員12人（男性6人，女性6人），平均年齡18.7歲；選修過乒乓球課程的普通大學生12人（男性6人，女性6人），平均年齡22.6歲。被試以前從未參加過類似實驗，按照預先設計的實驗流程逐個完成實驗，實驗結(jié)束后給予適量報酬。所有被試視力或矯正視力正常，所有被試利手均為右手。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗設計 本實驗包含2組測試任務，一組是基于位置的返回抑制任務，另一組是基于客體的返回抑制任務，都采用2×4的混合實驗設計，組別（乒乓球運動員和普通大學生）為組間變量，線索與靶子間的時間間隔（SOA）（200 ms、500 ms、800 ms、 1 200 ms）為組內(nèi)變量。

1.2.2 實驗流程 實驗任務采用經(jīng)典的基于位置的返回抑制范式和基于客體的返回抑制范式（圖1）。為使被試適應實驗進程，正式實驗前均進行32次練習測驗。正式實驗由192次測驗組成，為防止被試提前反應，其中的32次為不出現(xiàn)靶子的捕捉測驗。4種SOA條件下各有40次測驗，測驗靶子出現(xiàn)在提示過的客體上20次，出現(xiàn)在未提示過的客體上20次。涉及到的所有測驗均隨機進行。每完成48次測試進行適當休息?；谖恢玫姆祷匾种茰y試：1）首先，在電腦屏幕上呈現(xiàn)3個水平排列的白色方塊，呈現(xiàn)500 ms；2）之后，在兩側(cè)方塊中的1個的外側(cè)出現(xiàn)1個為外周提示線索的白色方框，呈現(xiàn)100 ms后消失；3）外周線索消失后，在中央方塊外側(cè)出現(xiàn)白色方框，呈現(xiàn)100 ms，其使被試將注意重新定向到中央注視點；4）中心線索消失到靶刺激出現(xiàn)的時間間隔有100／400／700／1 100ms等4種；5）然后，隨機在兩側(cè)方框中出現(xiàn)靶子，靶子持續(xù)200ms后消失；6）間隔2s后進行下一試次。要求被試在發(fā)現(xiàn)靶刺激后，既快又準地按下鍵盤上的“1”鍵。

圖1 基于位置和基于客體的返回抑制的刺激呈現(xiàn)順序示例

基于客體的返回抑制測試：除4）和5）改為：4）中央注視點線索化后，2個外周方塊從水平位置圍繞中央注視點順時針旋轉(zhuǎn)90°至豎直位置，旋轉(zhuǎn)持續(xù)時間間隔有100／400／700／1 100ms等4種；5）旋轉(zhuǎn)停止后，隨機在2個方塊中的1個外側(cè)方塊中出現(xiàn)靶子，靶子持續(xù)200 ms后消失。其余均同上。

1.2.3 儀器和材料 實驗主設備采用Dell便攜式電腦，采用15寸液晶顯示器呈現(xiàn)刺激。被試與顯示器保持0.5 m距離。采用機械裝置（頭托）固定被試者的頭部，使其水平視線對應屏幕的中心點位置。中心注視點采用白色矩形，矩形中心與其高和寬的視角為0.8°。中央白色矩形左右兩側(cè)各有1個白色矩形，矩形中心與其高和寬的視角均為1°，矩形中心與中心注視點的視角均為6°，白色矩形內(nèi)部為可能出現(xiàn)靶刺激的位置。整個實驗過程中，要求被試始終注視中心注視點的白色矩形。實驗通過在中央注視點左右兩側(cè)之一的白色矩形外顯示一白色矩形框來呈現(xiàn)外周提示線索，矩形框中心與其外側(cè)高和寬的視角為1.4°，與其內(nèi)側(cè)高和寬的視角為1.3°。靶刺激采用視角為0.8°的黑色圓點作為靶刺激，隨機呈現(xiàn)在中心注視點兩側(cè)白色矩形框之一的內(nèi)側(cè)。被試需要在靶刺激呈現(xiàn)后快速按動相應的按鍵來檢測刺激。

1.2.4 數(shù)據(jù)采集與處理 行為數(shù)據(jù)由Matlab R2012b軟件記錄采集，由于本實驗檢測任務較為簡單，平均錯誤率小于2%，因此不再對錯誤率進行進一步分析。對反應時結(jié)果剔除平均值±3個標準差以外的數(shù)據(jù)，求出在不同SOA條件下的反應時、IOR量［IOR量＝反應時（提示）-反應時（未提示）］。采用SPSS 17.0軟件進行重復測量方差分析，對不滿足球形檢驗的統(tǒng)計量采用Greenhouse-Geisser法矯正自由度和P值，事后比較采用最小顯著性差異（LSD）法。

2 結(jié)果與分析

2.1 乒乓球運動員與普通大學生基于位置返回抑制的比較

對乒乓球運動員和普通大學生的反應時進行重復測量方差分析，結(jié)果表明：1）乒乓球運動員SOA主效應不顯著，F(xiàn)（3，33）＝0.194，P＝0.900。2）普通大學生的SOA主效應顯著，F(xiàn)（3，33）＝4.239，P＝0.008。LSD檢驗表明，SOA為200 ms、500 ms和 800 ms之間差異顯著，SOA為1 200 ms、500 ms和800 ms之間差異顯著，而SOA為200 ms和1 200 ms之間差異不顯著。3）交互作用不顯著。普通大學生與乒乓球運動員IOR的比較結(jié)果如圖2。我們發(fā)現(xiàn)，兩組被試從SOA為200ms到1 200ms都出現(xiàn)返回抑制，但在SOA為200 ms時，乒乓球運動員和普通大學生之間有顯著性差異，T＝2.283，P＝0.043。結(jié)果表明，乒乓球運動員在檢測任務中，基于位置返回抑制的時程早于普通大學生，即乒乓球運動員與普通大學生相比在較短的SOA內(nèi)出現(xiàn)了基于位置的返回抑制現(xiàn)象。

表1 兩組被試在基于位置各種處理條件下的平均反應時（ms）、標準差和IOR量（ms）

圖2 乒乓球運動員和普通大學生基于位置不同SOA下IOR的量

2.2 乒乓球運動員與普通大學生基于客體返回抑制的比較

分別對乒乓球運動員和普通大學生的反應時進行方差分析，結(jié)果表明：1）乒乓球運動員的SOA主效應顯著，F(xiàn)（3，33）＝16.314，P＝0.001。2）普通大學生的SOA主效應顯著，F(xiàn)（3，33）＝6.537，P＝0.001。LSD檢驗表明，SOA為200 ms、800 ms和 1 200 ms之間差異顯著，SOA為500 ms、800 ms、和1 200 ms之間差異顯著，而SOA為200 ms和500 ms之間差異不顯著，SOA為800 ms和1 200 ms之間差異不顯著。3）交互作用不顯著。普通大學生與乒乓球運動員IOR的比較結(jié)果如圖3。我們發(fā)現(xiàn)，乒乓球運動員和普通大學生在SOA為800 ms時都出現(xiàn)返回抑制，但在SOA為500 ms時，普通大學生就出現(xiàn)了返回抑制效應。結(jié)果表明，乒乓球運動員在檢測任務中，基于客體返回抑制的時程早于普通大學生，即乒乓球運動員與普通大學生相比在更晚的SOA內(nèi)出現(xiàn)了返回抑制并且抑制效應不強烈。

表2 兩組被試在基于客體各種處理條件下的平均反應時（ms）、標準差和IOR量（ms）

圖3 乒乓球運動員和普通大學生基于客體不同SOA下的IOR量

3 討論

3.1 乒乓球運動員基于位置的返回抑制能力特點

結(jié)果提示，專業(yè)乒乓球運動員在基于位置的任務中，返回抑制現(xiàn)象出現(xiàn)更早，返回抑制量也更大。他們能夠在靜態(tài)的環(huán)境中進行快速有效的視覺搜索，將注意投入到對新異目標的信息加工中，對曾出現(xiàn)的靶子位置產(chǎn)生強烈的抑制效應。與前人在對環(huán)境主導注意型運動員進行線索-靶子任務時發(fā)現(xiàn)的結(jié)果相一致。由此分析，這種優(yōu)勢與乒乓球運動員注意的快速轉(zhuǎn)移能力有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，基于位置的返回抑制能提高視覺搜索效率，是人類進化過程中的產(chǎn)物，在認知加工能力較強的人群中表現(xiàn)顯著。在實驗中，被試受外源性線索的影響，對提示位置進行注意的反射性反應，如果注意的轉(zhuǎn)移能力強，那么就能較快地擺脫提示線索的影響，將注意指向新的位置。乒乓球項目屬于環(huán)境主導注意型項目，專業(yè)運動員需要有較強的注意轉(zhuǎn)移能力提高視覺搜索效率，以此來應對復雜多變的比賽環(huán)境。

同時，這一結(jié)果也與前人對于抑制控制的腦成像研究結(jié)果一致。Posner在進行大量腦成像及腦損傷研究后提出，人腦內(nèi)至少有3個注意子網(wǎng)絡：前注意網(wǎng)絡（anterior attentional net，AAN）、后注意網(wǎng)絡（poster attentional net，PAN）和警覺系統(tǒng)［7］。其中，后注意網(wǎng)絡主要涉及上頂皮層、丘腦枕核和上丘，前注意網(wǎng)絡主要涉及額葉皮層、前扣帶回、補充運動區(qū)和基底神經(jīng)節(jié)。后注意網(wǎng)絡的認知功能主要涉及對空間信息的定向和選擇［8］?；谖恢玫姆祷匾种坪芸赡芘cPAN相關(guān)，其腦機制表明，這種抑制是自下而上的加工、是反射性的，抑制效應更強且不容易控制。在乒乓球運動中，運動員經(jīng)過長期的訓練，能夠在豐富的視覺信息環(huán)境下，對已搜索過的線索進行抑制，從而可以更快速地對新信息進行搜索，通過這種搜索策略，快速、高效地完成對環(huán)境線索的篩選和利用，最終做出最迅速準確的動作決策。綜上所述，專業(yè)乒乓球運動員在基于位置的返回抑制效應強于普通大學生。

3.2 乒乓球運動員基于客體的返回抑制能力特點

在基于客體的任務中，專業(yè)乒乓球運動員和普通大學生所表現(xiàn)出的返回抑制都出現(xiàn)了延遲效應，即在檢測任務中，返回抑制出現(xiàn)時程基于客體的晚于基于位置的。這與前人的研究理論一致，Eriksen的“變焦鏡”理論認為［9］：注意就其空間分布范圍的大小來說是一個連續(xù)變化的統(tǒng)一體。連續(xù)體一端，注意資源可被均勻分布到全部視野范圍內(nèi)；連續(xù)體另一端，注意資源可被分布到極小的視角空間范圍內(nèi)。該理論認為，把一定的注意資源均勻分布到全部視野范圍內(nèi)時，如視野范圍變大，那么注意資源密度就會降低，用于靶子反應的注意資源會減少，勢必會降低注意對先前提示過客體的抑制能力，導致返回抑制出現(xiàn)時程變晚。由于在基于客體的返回抑制任務中，外周客體旋轉(zhuǎn)使得基于客體的返回抑制較基于空間位置產(chǎn)生了較低的注意資源密度，所以，基于客體的返回抑制出現(xiàn)延后。

再有，專業(yè)乒乓球運動員基于客體的返回抑制沒有表現(xiàn)出優(yōu)勢，僅在間隔時間為800 ms時表現(xiàn)出返回抑制效應。在基于客體的返回抑制任務中，乒乓球運動員的返回抑制出現(xiàn)的時程較晚，效應較弱。這一結(jié)果提示，基于客體的返回抑制與基于位置的返回抑制相比，具有不同的認知機制。而乒乓球運動員在這一情境下未表現(xiàn)出優(yōu)勢的原因可能有以下幾個方面同。

1）在動態(tài)環(huán)境中，專業(yè)乒乓球運動員為保證反應時整體上的收益，采用了不同于普通大學生的認知加工策略。由于人類在進化過程中遵循“節(jié)省”和“高效”的原則，注意的發(fā)展策略也以此為依據(jù)。在基于客體返回抑制的實驗中，由于外周客體的旋轉(zhuǎn)注意也需要隨之運動，在該過程中消耗了一定的注意資源，這時如果運動員保持強烈的抑制效應，當靶刺激出現(xiàn)在被提示過的客體上時，運動員注意轉(zhuǎn)移到提示客體上的時間就更長，即反應時變慢，所以從視覺搜索收益與損失來看，對先前提示過客體的過分抑制可能會造成整體上的損失，而將注意保持在中央位置似乎是最佳搜索效率的方法，即對外周的2個客體既不易化也不抑制，即對提示客體和非提示客體的反應時沒有差異。這種注意的分配策略在乒乓球運動員檢測任務中得到體現(xiàn)，乒乓球運動員的實驗結(jié)果顯示，反應并沒有出現(xiàn)任何的抑制或易化，這種策略和長期比賽形成的注意方式一致。

2）注意定勢也可能是運動員沒出現(xiàn)較強返回抑制效應的原因。張明等的研究表明，返回抑制是否出現(xiàn)以及出現(xiàn)的時程都會受到自上而下的內(nèi)源性注意，即注意定勢的影響。在本實驗中，靶子出現(xiàn)在提示位置的概率為50%，運動員為了保持整體視覺搜素的收益，沒有出現(xiàn)對某一位置的偏好，即沒有出現(xiàn)顯著的注意定勢，而普通大學生受外源性線索的影響，隨著SOA時間的延長和對靶子的期待，對非提示位置產(chǎn)生了一定的注意定勢，對非提示位置反應變快，因此普通大學生比運動員在較短時間內(nèi)產(chǎn)生了返回抑制效應。由于注意定勢是自上而下的內(nèi)源性注意，是概念驅(qū)動加工，受大腦控制較多。乒乓球運動員比普通大學生有更好的注意控制能力，因此在注意定勢存在的情況下，運動員能將注意快速轉(zhuǎn)移到提示客體上，加快對提示客體上的靶刺激反應，表現(xiàn)為基于客體返回抑制出現(xiàn)的時程延遲，并且返回抑制效應不顯著。

綜上所述，在基于客體的檢測任務中，乒乓球運動員基于客體的返回抑制出現(xiàn)時程晚，返回抑制效應不顯著。以此推測，在基于客體返回抑制中，乒乓球運動員具有不同的認知加工策略。

4 結(jié)論

1）基于位置的檢測任務中，乒乓球運動員出現(xiàn)顯著返回抑制效應的間隔時間短，返回抑制量大，具有更強的基于位置的返回抑制能力。

2）基于客體的檢測任務中，乒乓球運動員基于客體的返回抑制出現(xiàn)時程晚，返回抑制效應不顯著，以此推測，在基于客體返回抑制中，乒乓球運動員具有不同的認知加工策略。

［1］Christina S，Richard A.Age-related differences in object-and location-based inhibition of return of attention［J］.Psychology and Aging，2001，16（3）：437-449.

［2］Posner，M.I.，Dehaene，S.Attentional networks［J］.Trends in Neurosciences，1994：17（2）：75-79.

［3］吳麗姣.基于客體返回抑制的ERP研究［D］.長春：東北師范大學，2013.

［4］羅婉華，曾敏，李凌.關(guān)于返回抑制的一項ERP研究［J］.心理科學，2003，26（3）：562-563.

［5］Abrams R A，Dobkins R S.The gap effect and inhibition of return：Interactive effects on eye movement latencies［J］.Experimental Brain Research，1994，98（3）：483-487.

［6］李永瑞.不同注意類型高水平運動員注意瞬脫及注意能力特征的研究［D］.北京：北京體育大學，2001.

［7］劉幸娟，張陽，王慧媛，等.返回抑制時程的三因素理論及其發(fā)展［J］.心理科學，2014，37（1）：73-77.

［8］Nideffer R M.The test of attentional and interpersonal style［J］.Journal of Personality and Social Psychology，1976，34：394-404.

［9］楊晶晶.聽力正常和聽覺障礙者基于客體返回抑制的研究［D］.長春：東北師范大學，2005.

責任編輯：劉紅霞

Inhibition of Return Characteristics of Table Tennis Players

DING Zhenbin1，ZHOU Wenfu2
（1.Department of Physical Education，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，Liaoning，China；2.Department of Physical Education，Harbin Institute of Technology，Weihai264209，Shandong，China）

Objective：This study try to investigate the athletes’characteristics of IOR based on location and object in the detection task.It can notonly play a role of positive guidance to the cognitive selection，training，conditionmonitoring of table tennis players，but also carry out targeted training to the weaknesses of the athletes’attention to enhance sports results.Methods：By classic location-based inhibition of return paradigm and classic object-based inhibition of return paradigm，it inspects the characteristics of location-based Inhibition of Return and subject-based Inhibition of Return of the table tennis athletes at different SOA and compares it w ith ordinary students.Results：In the location-based detection test，college students and table tennis athletes show IOR in the 200ms and do not disappear in the 1200ms，but in the 200ms the amount of IOR of athletes is significantly larger than that of ordinary college students.In the object-based detection test，college students show IOR in the 500ms while and table tennis players show IOR in the 800ms，later than the ordinary college students.Conclusion：In static condition，table tennis player have better performance in the test of inhibition of return，and they take different cognitive processing strategy from ordinary college students for overall revenue of response time in dynam ic condition.

Inhibition of return；location-based；object-based；detection task

G846 文獻標志碼：A 文章編號：1004-0560（2014）04-0122-05

2014-06-10；

2014-07-16

丁振賓（1970—），男，講師，學士，主要研究方向為體育教育訓練學。

?民族傳統(tǒng)體育學