單板U型滑雪運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)的反應(yīng)抑制
——來(lái)自ERPs的證據(jù)

楊阿麗，張 鑫，郭 峰，楊 波，楊傳宇，楊馨婷

（1.沈陽(yáng)體育學(xué)院體育教育學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110102；2.沈陽(yáng)體育學(xué)院研究生部，遼寧沈陽(yáng)110102；3.中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410000）

單板U型滑雪運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)的反應(yīng)抑制
——來(lái)自ERPs的證據(jù)

楊阿麗1，張 鑫2，郭 峰1，楊 波2，楊傳宇3，楊馨婷2

（1.沈陽(yáng)體育學(xué)院體育教育學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110102；2.沈陽(yáng)體育學(xué)院研究生部，遼寧沈陽(yáng)110102；3.中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410000）

目的：以單板U型滑雪項(xiàng)目為例，探索運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)影響的認(rèn)知加工特點(diǎn)，了解運(yùn)動(dòng)員與普通人群在視覺(jué)空間方位知覺(jué)反應(yīng)抑制的ERPs成分特征上的差異，確定同類項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)反應(yīng)抑制能力的指向性指標(biāo)，為科學(xué)訓(xùn)練、選材和評(píng)估提供依據(jù)。方法：選取國(guó)家單板U型滑雪運(yùn)動(dòng)員8人（運(yùn)動(dòng)組）和普通大學(xué)生8人（對(duì)照組）為研究對(duì)象。采用Go-Nogo實(shí)驗(yàn)范式誘發(fā)受試者視覺(jué)空間方位知覺(jué)反應(yīng)的ERPs。結(jié)果：1）運(yùn)動(dòng)組被試Go刺激的反應(yīng)時(shí)顯著低于對(duì)照組。2）無(wú)論是水平方位還是垂直方位，140～220 ms出現(xiàn)的早期成分N2在Go條件下比Nogo條件下誘發(fā)的波幅更大，且垂直方位的頂區(qū)電極波幅明顯大于其他區(qū)域。垂直方位額腦區(qū)Fz潛伏期比中央腦區(qū)電極Cz、Cpz更短。3）300～420 ms出現(xiàn)的晚期成分P3，水平方位的中央腦區(qū)比前額區(qū)、頂區(qū)波幅更明顯，運(yùn)動(dòng)組的額區(qū)、中央腦區(qū)比對(duì)照組波幅大。頂區(qū)Nogo-P3波幅明顯小于Go-P3，垂直方位中央腦區(qū)波幅大于其他腦區(qū)，運(yùn)動(dòng)組的Nogo-P3波幅顯著大于對(duì)照組，頂區(qū)Nogo-P3小于Go-P3波幅。水平方位的腦頂區(qū)Nogo-P3潛伏期長(zhǎng)。結(jié)論：?jiǎn)伟錟型滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員在Go／Nogo任務(wù)下執(zhí)行動(dòng)作時(shí)的反應(yīng)時(shí)比普通人更短，運(yùn)動(dòng)員對(duì)沖突的反應(yīng)抑制加工能力比普通人強(qiáng)，Nogo-P3的成分特征可以作為測(cè)量單板U型滑雪運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)反應(yīng)抑制能力的良好指標(biāo)。

空間方位知覺(jué)；反應(yīng)抑制；Go／Nogo任務(wù)；事件相關(guān)電位；單板U型滑雪運(yùn)動(dòng)員

單板滑雪U型項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員，經(jīng)常要在空中完成飛行、抓板、空翻、轉(zhuǎn)體等高難度動(dòng)作［1］。通常人類在空中做高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，容易產(chǎn)生空間方位知覺(jué)的偏差或決策沖突。高水平的單板滑雪U型項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員，往往能在空中有更好的自我調(diào)控能力并且判斷更準(zhǔn)確，這種現(xiàn)象反映出人對(duì)空間方位事件的反應(yīng)抑制的沖突認(rèn)知和反應(yīng)能力的差異。抑制是主體的一個(gè)主動(dòng)壓抑的過(guò)程，是指把與任務(wù)無(wú)關(guān)的信息從工作記憶中排除出去，它是額葉執(zhí)行功能的重要組成部分。反應(yīng)抑制也稱有意動(dòng)作抑制，是指當(dāng)個(gè)體尋求一個(gè)知覺(jué)認(rèn)知表征目標(biāo)時(shí)，用于抑制對(duì)不相關(guān)刺激的反應(yīng)的一種能力［2］。反應(yīng)抑制主要包括注意和抑制、任務(wù)管理、工作記憶、計(jì)劃、監(jiān)控等成分，其中注意和抑制是最基本的加工因素。在運(yùn)動(dòng)情境中，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)自身空間方位的判斷和偏差動(dòng)作的識(shí)別，更正體態(tài)與體位都是與抑制分不開(kāi)的。

近一二十年來(lái)，抑制心理加工機(jī)制和神經(jīng)機(jī)制的研究引起了眾多研究者的興趣。Logan和Cowan提出的賽馬模型認(rèn)為，能否加工抑制應(yīng)取決于反應(yīng)和反應(yīng)抑制誰(shuí)先達(dá)到反應(yīng)閾限。研究者采用多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，并結(jié)合神經(jīng)電生理、神經(jīng)功能成像和經(jīng)顱磁刺激反應(yīng)抑制的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)研究。提出了額葉-基底神經(jīng)節(jié)模式來(lái)解釋抑制的神經(jīng)機(jī)制，假設(shè)參與運(yùn)動(dòng)信息傳遞的超直接通路和間接通路可能共同支配抑制加工。與反應(yīng)抑制功能有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)包括背外側(cè)前額葉皮層、眶額葉、前扣帶回和基底神經(jīng)節(jié)等在內(nèi)的額葉-紋狀體環(huán)路、小腦等，主要的神經(jīng)基礎(chǔ)分布在前額皮層和背外側(cè)前額皮層［3］，常見(jiàn)對(duì)反應(yīng)抑制研究，主要以腦中軸線參考為主。

研究抑制的常用實(shí)驗(yàn)范式有Stroop任務(wù)、側(cè)抑制任務(wù)、反向眼跳任務(wù)、Go-Nogo任務(wù)和停止信號(hào)任務(wù)等。前兩種任務(wù)由于更多反映對(duì)分心刺激的選擇性注意和注意控制，可能主要與認(rèn)知抑制而不是反應(yīng)抑制有關(guān)。研究者常用正向眼跳與反向眼跳產(chǎn)生的潛伏期差異作為衡量抑制功能的指標(biāo)。但是，由于在反向眼跳任務(wù)中提示反向眼跳與靶子出現(xiàn)之間有一段準(zhǔn)備時(shí)間，該范式對(duì)隨后抑制功能考察的可靠性受到質(zhì)疑。與反向眼跳任務(wù)相比，顯然Go／Nogo范式避免了抑制任務(wù)前準(zhǔn)備時(shí)間對(duì)考察抑制功能的影響。在ERP腦電技術(shù)測(cè)試中采用Go／Nogo的實(shí)驗(yàn)范式，可以觀察刺激的識(shí)別、運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備、反應(yīng)抑制和行為監(jiān)控等，通常情況下會(huì)誘發(fā)出兩個(gè)重要的ERP成分，一個(gè)是反應(yīng)抑制早期的Nogo-N2一個(gè)是反應(yīng)抑制晚期的Nogo-P3。Nogo-N2，是刺激誘發(fā)出潛伏期為200～300 ms比Go刺激下更顯著的負(fù)波，主要分布在額中央?yún)^(qū)，它反映了行為反應(yīng)的抑制。部分研究認(rèn)為N2代表了一種普遍的沖突監(jiān)控機(jī)制，無(wú)論是Go還是Nogo條件下都存在對(duì)沖突的監(jiān)控。Nogo-P3又稱Nogo-P300，潛伏期300～600ms，是一個(gè)較大的正向波幅，在額區(qū)比Go-P3或P3b要大。大部分研究認(rèn)為Nogo-P300與反應(yīng)抑制有關(guān)，它反應(yīng)了對(duì)外顯Go刺激的反應(yīng)抑制，是抑制性加工晚期階段的指標(biāo)。被誘發(fā)出的這兩個(gè)成分正是對(duì)應(yīng)著抑制過(guò)程中認(rèn)知和反應(yīng)的過(guò)程。

綜上，本研究采用Go／Nogo實(shí)驗(yàn)范式，以單板U型滑雪項(xiàng)目為例，探索運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)影響的認(rèn)知加工特點(diǎn)，了解運(yùn)動(dòng)員與普通人群在視覺(jué)空間方位知覺(jué)反應(yīng)抑制的ERP成分特征上的差異，確定同類項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)反應(yīng)抑制能力的指向性指標(biāo)，為科學(xué)訓(xùn)練、選材和評(píng)估提供依據(jù)。

1 方法

1.1 被試

選取國(guó)家隊(duì)單板U型滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員、普通大學(xué)生共16名，每組各8人，分別命名為運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組。運(yùn)動(dòng)組的平均年齡為（20±1.69）歲，訓(xùn)練年限在（6.7±1.16）年；對(duì)照組均為沈陽(yáng)體育學(xué)院非體專業(yè)本科大一學(xué)生，平均年齡為（20±1.45）歲，均無(wú)專業(yè)訓(xùn)練經(jīng)歷，全體被試均為右利手。兩組年齡無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.5）。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用條件（Nogo、Go）×組間（運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組）×電極位置（Fz、Fcz、Cz、Cpz、Pz）多因素重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其自變量為刺激條件（Go，Nogo）和組別（運(yùn)動(dòng)組、對(duì)照組），因變量為被試腦電波幅和潛伏期的視覺(jué)空間方位知覺(jué)反應(yīng)的ERPs特征。

1.2.1 刺激材料 刺激由Epirme 1.0軟件呈現(xiàn)，在空白屏幕正中央呈現(xiàn)一個(gè)point size為24的黑色正十字，刺激物是一個(gè)黑色正方體（屏幕亮度60 cd／m），長(zhǎng)寬均為5cm，分別在X、Y軸40%、60%位置隨機(jī)呈現(xiàn)在黑色正十字的上、下和左、右。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟 要求被試舒適地端坐于顯示屏前的實(shí)驗(yàn)座椅上，顯示器屏幕為19寸（410 mm× 250 mm），視距為100 cm，水平和垂直視角均為6°，在實(shí)驗(yàn)操作介紹后，點(diǎn)鍵盤(pán)任意鍵進(jìn)入實(shí)驗(yàn)練習(xí)，練習(xí)包括Go、Nogo共10個(gè)刺激序列（trial），練習(xí)后被試可點(diǎn)“Y”，進(jìn)入到正式實(shí)驗(yàn)中，或可點(diǎn)“N”重新進(jìn)行練習(xí)，直到被試清楚實(shí)驗(yàn)操作要求為止。

每個(gè)被試要求按交叉交替排序做兩組實(shí)驗(yàn)，例如被試1，1組Up-go和Down-nogo，2組Left-go和right-nogo；被試2，1組Down-go和Up-nogo，2組Right-go和Left-nogo等，依次類推排序。實(shí)驗(yàn)要求被試盡量快速準(zhǔn)確對(duì)Go刺激進(jìn)行反應(yīng)按鍵，當(dāng)Nogo刺激呈現(xiàn)時(shí)忽略對(duì)其反應(yīng)按鍵。每一組實(shí)驗(yàn)包括100個(gè)trail，Go與Nogo刺激的比例是6：4，每組正式實(shí)驗(yàn)前五個(gè)trial連續(xù)呈現(xiàn)Go刺激，隨后隨機(jī)呈現(xiàn)。每個(gè)刺激呈現(xiàn)50 ms，然后是850 ms的ISI，被試在850 ms內(nèi)未做出反應(yīng)，視為忽略對(duì)其進(jìn)行反應(yīng)按鍵。刺激間隔是（SOA）為900 ms。完成一組大約需要2～3 min，兩組實(shí)驗(yàn)間歇休息3～5 min。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求被試雙眼平視屏幕中央，盡量少眨眼和眼動(dòng)，讓身體保證平穩(wěn)放松不動(dòng)。

1.2.3 腦電采集 被試戴10-20系統(tǒng)64導(dǎo)Ag／AgCl電極帽，Neuroscan NuAmps40導(dǎo)系統(tǒng)記錄腦電信號(hào)。鼻尖作參考電極，前額接地，雙眼外側(cè)安置電極記錄水平眼電（HEOG），左眼眶額上下安置電極記錄垂直眼電（VEOG），頭皮阻抗小于5 kΩ，AC采集，濾波帶寬0.05～100 Hz，采樣率1 000 Hz／導(dǎo)。同步記錄連續(xù)EEG與行為學(xué)數(shù)據(jù)。應(yīng)用NeuroSCAN4.5軟件對(duì)腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析。平均偽跡逆行分析法去除眼電偽跡，分析時(shí)程（epoch）為刺激前200 ms至刺激后850 ms。刺激前200 ms平均電壓用于基線矯正?；€校正后波幅超過(guò)±100μV者視為偽跡，在疊加中被自動(dòng)剔除。對(duì)反應(yīng)正確的EEG進(jìn)行分類疊加，得到Go和Nogo刺激產(chǎn)生的兩類ERP數(shù)據(jù)。疊加后的EEG進(jìn)行0～20 Hz（24 dB／oct）低通無(wú)相移數(shù)字濾波。

主要考察的成分為N2和P3，以刺激出現(xiàn)后200～300 ms時(shí)間窗內(nèi)最大負(fù)波峰值為N2幅值，300～500 ms時(shí)間窗內(nèi)最大正波峰值為P3的幅值。為了強(qiáng)調(diào)Go／Nogo效應(yīng)便于組間比較，也計(jì)算出N2和P3的差異波（Nogo波幅減去Go波幅）。分別以Fz和Cz中線位置該成分波幅最大，位置N2和P3峰值出現(xiàn)的時(shí)間為潛伏期。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 對(duì)行為學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果的Go命中率、反應(yīng)時(shí)和誤報(bào)率使用t檢驗(yàn)比較組間差異。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)過(guò)程分兩組：水平方位和垂直方位。由于N2和P3主要集中在中線區(qū)，因此選取中線區(qū)5個(gè)記錄點(diǎn)（Fz、Fcz、Cz、Cpz、Pz）進(jìn)行分析。分別對(duì)N2和P3的波幅做條件（Nogo、Go）×組間（運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組）×電極位置（Fz、Fcz、Cz、Cpz、Pz）多因素重復(fù)測(cè)量ANOVA。使用SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理。

2 研究結(jié)果

2.1 行為學(xué)

Go刺激的反應(yīng)時(shí)、命中率、誤報(bào)率行為指標(biāo)組間比較顯示，運(yùn)動(dòng)組被試Go刺激的反應(yīng)時(shí)顯著短于對(duì)照組，t＝9.80（P＜0.05）。在命中率、誤報(bào)率上兩組無(wú)顯著差異。

2.2 ERP結(jié)果

兩組被試均成功誘發(fā)出N2和P3，從總平均波形圖1腦電地形圖2可以看出Fz、Fcz、Cz、Cpz、Pz的ERP成分的時(shí)間和空間分布情況。

2.2.1 不同方位腦波形圖特征 由圖1知，在水平方位，兩組被試無(wú)論在Go刺激還是在Nogo刺激上都在大約140～220ms誘發(fā)出一個(gè)負(fù)向偏移的成分（N2），兩組被試在5個(gè)電極（Fz、Fcz、Cz、Cpz、Pz）的N2成分波幅無(wú)明顯差別。運(yùn)動(dòng)組的Cpz和Pz電極點(diǎn)在Nogo條件下誘發(fā)出較大波幅成分。另由第5個(gè)波形圖觀察在300～420 ms是一個(gè)正向偏移的成分（P3），可明顯發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)組的Fz、Fcz、Cz、Cpz這4個(gè)電極在Go和Nogo條件下都比對(duì)照組誘發(fā)出更大的正波，同時(shí)在Cpz和Pz電極上Go-P3比Nogo-P3成分的波幅明顯大。

在垂直方位波形圖上，在Cz和Cpz的腦中央?yún)^(qū)的運(yùn)動(dòng)組的Nogo-N2比對(duì)照組波幅大，Go-N2無(wú)明顯差別，Go-P3在Fc、Fcz、Cz的對(duì)比中，對(duì)照組波幅明顯小于運(yùn)動(dòng)組，運(yùn)動(dòng)組Nogo-P3在Fcz、Cz、Cpz、Pz的波幅要比對(duì)照組大。整體上來(lái)看垂直方向同樣出現(xiàn)了Nogo-P3刺激比Go-P3呈現(xiàn)更大波幅的現(xiàn)象。2.2.2 腦電地形圖基本特征 圖2知，在水平方位的腦電地形圖上，兩組在Go條件下N2和P3頭皮分布區(qū)域幾乎相同，都在160～200 ms出現(xiàn)額中央?yún)^(qū)偏右顯現(xiàn)出明顯的N2效應(yīng)。Go-P3都出現(xiàn)在前額和中央頂區(qū)及顳部，較多地出現(xiàn)在左腦部。而在Nogo條件下，300～420 ms的正成分對(duì)照組呈現(xiàn)在前額、額中央?yún)^(qū)和頂區(qū)的中線處，兩組被試分布無(wú)差異，但運(yùn)動(dòng)組比對(duì)照組更集中地分布在額中央?yún)^(qū)和腦中央?yún)^(qū)位置。

觀察垂直方位的地形圖可見(jiàn)，Go條件下在160～200 ms呈現(xiàn)負(fù)電壓成分，對(duì)照組主要分布在中央腦區(qū)，而運(yùn)動(dòng)組呈現(xiàn)在前額區(qū)和中央腦區(qū)，在300～ 420 ms時(shí)均在中央腦區(qū)和頂區(qū)有正電壓成分。在Nogo條件下，運(yùn)動(dòng)組的Nogo-N2在160～200 ms的中央頂區(qū)呈現(xiàn)出比控制組更大的電壓效果，而Nogo-P3兩組被試均在中心處，運(yùn)動(dòng)組前額處無(wú)正電壓分布，相對(duì)對(duì)照組較為集中。

圖1 對(duì)照組和運(yùn)動(dòng)組的ERP總平均波形圖

2.2.3 早期成分N2的特征分析 對(duì)水平方位N2成分波幅特征做重復(fù)測(cè)量方差分析，球形檢驗(yàn)表明其顯著性P＝0.01，采用Greenhouse-Geisser法校正，P＝0.06，符合重復(fù)測(cè)量方差分析要求。分析可知：水平方位N2波幅的條件主效應(yīng)差異顯著，F(xiàn)（1，16）＝8.00（P＜0.05），Go-N2比Nogo-N2有更大的波幅，MD＝2.11（P＜0.05）；組別×條件的差異顯著，F(xiàn)（1，16）＝5.65（P＜0.05），根據(jù)權(quán)朝魯［5］文章中的效果量計(jì)算方法，η2＝0.32，意味著水平方位N2波幅總變異的32%是由組別和條件的交互作用解釋的。進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)組的Go刺激波幅顯著大于Nogo刺激的波幅，MD＝3.88（P＜0.05）；對(duì)垂直方位N2成分波幅做重復(fù)測(cè)量方差分析，球形檢驗(yàn)表明P＝0.01，采用Greenhouse-Geisser法校正，P＝0.08，符合重復(fù)測(cè)量方差分析要求。分析發(fā)現(xiàn)：條件×電極有顯著差異，F(xiàn)（4，64）＝4.07（P＜0.05），其效果量η2＝0.19，意味著垂直方位N2波幅總變異的19%是由條件和電極的交互作用解釋的。進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，Cpz的電極波幅在Go刺激下顯著高于Nogo刺激（MD＝2.84，P＜0.05），Pz的電極波幅在Go刺激下顯著高于Nogo刺激（MD＝3.47，P＜0.05）。由此可見(jiàn)，無(wú)論是水平方位還是垂直方位，都同樣發(fā)現(xiàn)了Go刺激比Nogo刺激誘發(fā)的波幅更大，但垂直方位的頂區(qū)電極波幅明顯大于其他區(qū)域。

對(duì)水平方位N2成分潛伏期做重復(fù)測(cè)量方差分析，球形檢驗(yàn)表明其顯著性P＝0.01，采用Greenhouse-Geisser法校正，P＝0.61，符合重復(fù)測(cè)量方差分析要求。分析可知：水平方位N2潛伏期在條件主效應(yīng)、電極主效應(yīng)、條件×組別、電極×條件、電極×組別、電極×組別×條件的交互作用上均無(wú)顯著差異；對(duì)垂直方位N2成分潛伏期做重復(fù)測(cè)量方差分析，球形檢驗(yàn)表明其顯著性P＝0.06，符合重復(fù)測(cè)量方差分析要求。分析發(fā)現(xiàn)：電極的主效應(yīng)有顯著差異，F(xiàn)（1，16）＝5.33（P＜0.05），事后比較發(fā)現(xiàn)，電極Fz與Cz有顯著差異（MD＝-14.09，P＜0.05），F(xiàn)z與Cpz有顯著差異（MD＝-16.16，P＜0.01），表明垂直方位N2潛伏期特征是額腦區(qū)Fz比中央腦區(qū)電極Cz、Cpz要更短。

圖2 對(duì)照組和運(yùn)動(dòng)組腦電地形圖

2.2.4 晚期成分P3的特征分析 對(duì)水平方位P3波幅特征做重復(fù)測(cè)量方差分析，球形檢驗(yàn)表明其顯著性P＝0.01，采用Greenhouse-Geisser法校正，P＝0.07，符合重復(fù)測(cè)量方差分析要求。分析可知，P3波幅的電極主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（4，64）＝4.60（P＜0.05），事后比較發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)z與Fcz差異顯著（MD＝-1.66，P＜0.01），F(xiàn)z和Cpz差異顯著（MD＝-2.18，P＜0.05），Pz與Cpz差異顯著（MD＝-1.14，P＜0.05），Cz與Fz差異顯著（MD＝2，18，P＜0.05），在中央腦區(qū)（Fcz、Cz、Cpz）的P3成分波幅明顯大于前額和頂區(qū)（Fz、Pz）。電極×組別的交互效應(yīng)顯著，F(xiàn)（4，64）＝4.60（P＜0.05），根據(jù)權(quán)朝魯［5］文章中的效果量計(jì)算方法，η2＝0.20，意味著水平方位P3波幅總變異的20%是由電極和組別的交互作用解釋的。進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，前額區(qū)組Fz點(diǎn)位波幅（MD＝4.84，P＜0.05），額中央?yún)^(qū)Fcz點(diǎn)位波幅（MD＝6.35，P＜0.05），中央?yún)^(qū)Cz點(diǎn)位波幅（MD＝5.40，P＜0.05），都是運(yùn)動(dòng)組顯著高于對(duì)照組，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)組水平方位在前額（Fz）、額中央?yún)^(qū)（Fcz）、中央?yún)^(qū)（Cz）誘發(fā)出更大的P3波幅成分。另外，條件×電極的交互作用顯著，F(xiàn)（4，64）＝19.64（P＜0.001），其效果量η2＝0.52，意味著水平方位P3波幅總變異的52%是由條件和電極的交互作用解釋的。進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，在Pz電極上Go刺激下的波幅顯著高于Nogo刺激下的波幅（MD＝3.89，P＜0.001），表明水平方位的Nogo-P3在頂區(qū)有明顯的減弱現(xiàn)象；對(duì)垂直方位P3波幅做重復(fù)測(cè)量方差分析，球形檢驗(yàn)表明其顯著性P＝0.01，采用Greenhouse-Geisser法校正，P＝0.65，符合重復(fù)測(cè)量方差分析要求。分析可知，條件×組別（F（1，16）＝6.09，P＜0.05）、電極（F（4，64）＝3.90，P＜0.05）、電極×組別（F（4，64）＝5.18，P＜0.05）、條件×電極（F（4，64）＝4.15，P＜0.05）上均存在顯著差異。其中，垂直方位P3波幅總變異的34%（效果量為η2＝0.34）是由條件和組別的交互作用解釋的，進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組比運(yùn)動(dòng)組的Nogo-P3波幅明顯更?。∕D＝-7.04，P＜0.05）。電極主效應(yīng)事后分析表明，F(xiàn)z與Fcz（MD＝-1.46，P＜0.01）和Cpz（MD＝-2.85，P＜0.05）有顯著差異，前額處電極波幅明顯小于中央?yún)^(qū)電極波幅。在電極與組別的交互效應(yīng)上，其可以解釋垂直方位P3波幅總變異的21%（效果量為η2＝0.21），進(jìn)一步觀察組別差異，運(yùn)動(dòng)組的Fcz波幅顯著高于對(duì)照組（MD＝4.08，P＜0.05），運(yùn)動(dòng)組的額中央?yún)^(qū)比對(duì)照組有更大的P3波幅。在電極和條件的交互效應(yīng)上，其對(duì)垂直方位P3波幅總變異的解釋率為17%（效果量η2＝0.17），進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，Go條件下頂中央?yún)^(qū)Cpz的波幅顯著高于Nogo條件下的波幅（MD＝3.82，P＜0.05）。綜上，水平方位的P3成分在中央腦區(qū)比前額區(qū)、頂區(qū)波幅更明顯，運(yùn)動(dòng)組的前額、額中央?yún)^(qū)、中央腦區(qū)比對(duì)照組在刺激作用下會(huì)誘發(fā)出更大的P3波幅，P3成分兩組在不同刺激下其他腦區(qū)均無(wú)明顯差異，僅在頂區(qū)有Nogo-P3波幅明顯小于Go-P3的現(xiàn)象，而垂直方位的腦區(qū)分布同水平方位一樣，中央腦區(qū)波幅大于其他腦區(qū)，運(yùn)動(dòng)組的Nogo-P3波幅顯著大于對(duì)照組，不同刺激條件下，頂區(qū)Nogo-P3小于Go-P3波幅。

對(duì)水平方位P3成分潛伏期做重復(fù)測(cè)量方差分析，球形檢驗(yàn)表明其顯著性P＝0.01，采用Greenhouse-Geisser法校正，P＝0.08，符合重復(fù)測(cè)量方差分析要求。分析可知，電極主效應(yīng)（F（1，16）＝2.89，P＜0.05），條件×電極的交互作用（F（4，64）＝3.49，P＜0.05）顯著，水平方位P3潛伏期總變異的21%（η2＝0.21）是由條件和電極的交互作用解釋的。進(jìn)一步簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，腦頂區(qū)的Pz在Go和Nogo條件下的P3潛伏期有顯著差異（MD＝-24.38，P＜0.05），表現(xiàn)出在腦頂區(qū)Nogo-P3潛伏期的延遲效應(yīng)。對(duì)垂直方位P3潛伏期進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析發(fā)現(xiàn)，垂直方位P3潛伏期在條件、條件×組別、電極、電極×組別、條件×電極以及條件×電極×組別的結(jié)果，均無(wú)顯著差異。

3 討論

3.1 行為反應(yīng)的分析

在Go／Nogo實(shí)驗(yàn)范式下，Go刺激反應(yīng)的準(zhǔn)確率、誤報(bào)率和反應(yīng)時(shí)是測(cè)量實(shí)驗(yàn)被試外顯行為反應(yīng)的具體指標(biāo)。從行為數(shù)據(jù)上來(lái)看，兩組被試的Go／Nogo任務(wù)行為反應(yīng)Go條件的準(zhǔn)確率和誤報(bào)率無(wú)顯著差異，由于Go／Nogo實(shí)驗(yàn)任務(wù)簡(jiǎn)單，因此較高的準(zhǔn)確率和較低的誤報(bào)率可以理解。但運(yùn)動(dòng)組反應(yīng)時(shí)明顯低于普通組，Baddeley提出的工作記憶多成分模型，指出工作記憶包括語(yǔ)音工作記憶、中央執(zhí)行系統(tǒng)和視覺(jué)空間工作記憶。被試在連續(xù)重復(fù)簡(jiǎn)單工作任務(wù)后，形成了對(duì)刺激物體特征的工作記憶，而運(yùn)動(dòng)員可能比普通人對(duì)客體的工作記憶能力更強(qiáng)，使之能夠更為迅速做出操作Go條件的按鍵反應(yīng)動(dòng)作。

3.2 視覺(jué)空間知覺(jué)的反應(yīng)抑制的成分特征

3.2.1 “早期“抑制行為 有部分研究稱早期抑制反應(yīng)的是一種根據(jù)自由決定外部信號(hào)刺激提示而停止動(dòng)作的行為。Libet于20世紀(jì)80年代提出人可以自由地抑制運(yùn)動(dòng)，即不依賴外部刺激，僅僅依據(jù)內(nèi)部目標(biāo)的需要而終止執(zhí)行動(dòng)作，這種對(duì)早期抑制行為的解釋更貼近實(shí)際生活。事件相關(guān)電位的時(shí)間分辨率可精確到毫秒，可用來(lái)揭示相關(guān)神經(jīng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)信息。本研究通過(guò)Go／Nogo實(shí)驗(yàn)范式結(jié)合ERPs的優(yōu)勢(shì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在140～220 ms的前額區(qū)發(fā)現(xiàn)的負(fù)電壓成分應(yīng)該是反應(yīng)抑制的“早期“成分，已有研究發(fā)現(xiàn)Nogo-N2成分反映了被試在抑制任務(wù)前期對(duì)任務(wù)中出現(xiàn)的沖突事件過(guò)程的一種監(jiān)控能力，是對(duì)任務(wù)的監(jiān)控能力的體現(xiàn)。Aron等人總結(jié)了大量的fMIR反應(yīng)抑制研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)背外側(cè)前額皮層和背側(cè)前扣帶皮層與維持“Go”反應(yīng)及一般性的錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)有著直接關(guān)系［6］。本研究也驗(yàn)證了這些結(jié)論，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是水平方位還是垂直方位，Nogo-N2主要分布在前額區(qū)激活，Go-N2激活的位置也與Nogo-N2無(wú)明顯區(qū)別。由腦電地形圖2見(jiàn)，Nogo-N2和Go-N2在額中央?yún)^(qū)偏右的位置160～220 ms有一個(gè)明顯的負(fù)電壓成分。從波幅上看，在前額和額中央?yún)^(qū)主要電極點(diǎn)有顯著差異，并發(fā)現(xiàn)Nogo-N2和Go-N2的潛伏期有顯著區(qū)別，本研究并未發(fā)現(xiàn)反應(yīng)抑制的早期在自由反應(yīng)時(shí)間和行為上有異常差別，因此推論，運(yùn)動(dòng)員與普通人的自由抑制加工工作能力差別不大。3.2.2 “晚期”抑制行為 “晚期”抑制是指放棄或抑制已經(jīng)準(zhǔn)備好的動(dòng)作，這種抑制往往發(fā)生在動(dòng)作即將執(zhí)行的時(shí)刻。我們又通常稱之為決策抑制。有的研究以“做什么”為指令及自由選擇的情況下，受試依據(jù)第一線索準(zhǔn)備好動(dòng)作，“是否做”的線索較“做什么”線索晚出現(xiàn)，這種情況下對(duì)動(dòng)作的抑制為“晚期”的抑制［7］。比較自主抑制及自主運(yùn)動(dòng)兩種情況的腦區(qū)活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)左背側(cè)額中部皮質(zhì)和島葉皮質(zhì)在自主抑制的情況下其活動(dòng)較自主運(yùn)動(dòng)情況下增強(qiáng)，自主抑制比自主運(yùn)動(dòng)需要更強(qiáng)的認(rèn)知控制［8］。另有研究發(fā)現(xiàn)，左背側(cè)額中部皮質(zhì)活動(dòng)反映了中樞對(duì)行為的監(jiān)控，P3位于刺激后約300～400ms的正波電位，在反應(yīng)抑制范式中，其波幅在抑制情況下比反應(yīng)情況更大，潛伏期也更長(zhǎng)，被稱為Nogo-P3。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了P3主要分布在額中央?yún)^(qū)和腦中央?yún)^(qū)，其波幅與前額和頂區(qū)差異顯著，從腦區(qū)分布來(lái)看額中央?yún)^(qū)和腦中央?yún)^(qū)直接參與了決策抑制的活動(dòng)。通過(guò)腦地形圖觀察，運(yùn)動(dòng)組的P3比對(duì)照組更明顯地集中在直接活動(dòng)區(qū)域，這反映了運(yùn)動(dòng)員和普通人在反應(yīng)抑制的決策加工時(shí)工作行為的腦加工特征，運(yùn)動(dòng)組更傾向靶向活動(dòng)區(qū)域。通常來(lái)說(shuō)更低的振幅往往反映更復(fù)雜的，需要更多注意控制的活動(dòng)。本研究就Nogo-P3的波幅來(lái)看，對(duì)照組P3波幅比運(yùn)動(dòng)組小，對(duì)照組的決策抑制行為要做更多的注意控制行為（要投入更多的注意控制），因此，Nogo-P3可以作為測(cè)量單板U型滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)的反應(yīng)抑制加工能力的良好指標(biāo)。

3.3 視覺(jué)空間知覺(jué)反應(yīng)抑制的方位區(qū)別

本研究以單板U型滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員為例，研究了運(yùn)動(dòng)員和普通人的視覺(jué)空間方位的水平方位和垂直方位的抑制行為。從觀察抑制的晚期成分的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，普通人與運(yùn)動(dòng)員的垂直方位Nogo-P3潛伏期無(wú)異，但波幅明顯小于運(yùn)動(dòng)員，這代表著普通人處理做垂直方位刺激時(shí)的決策抑制行為需要投入更多的注意控制，這就是很多運(yùn)動(dòng)學(xué)專家描述的垂直方位的“新手困境現(xiàn)象”，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了在垂直方位的波幅差異特征。這可能與單板U型滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員每天訓(xùn)練不斷強(qiáng)化了空間方位知覺(jué)能力，特別是較多的垂直騰空、著陸動(dòng)作提高了視覺(jué)空間知覺(jué)的判斷和決策能力有關(guān)。因此也可以推斷，運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)空間知覺(jué)的反應(yīng)抑制能力具有可干預(yù)性。

4 結(jié)論

單板U型滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員在Go／Nogo任務(wù)下執(zhí)行動(dòng)作反應(yīng)時(shí)比普通人更短。單板U型滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的沖突反應(yīng)監(jiān)控能力與普通人無(wú)差別，但沖突的反應(yīng)抑制的加工能力比普通人強(qiáng)，普通人在垂直方位的Nogo-P3有明顯減弱的現(xiàn)象，單板U型滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員并無(wú)這種沖突反應(yīng)抑制的加工困難，這種Nogo-P3的成分特征可以作為測(cè)量單板U型滑雪運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)空間方位知覺(jué)的反應(yīng)抑制能力的良好指標(biāo)，也為同類項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)知覺(jué)能力的科學(xué)評(píng)估和選材提供了依據(jù)。

［1］劉樹(shù)明.從我國(guó)首屆單板滑雪比賽分析此項(xiàng)目的現(xiàn)狀及前景［J］.冰雪運(yùn)動(dòng)，2004（7）：16-17.

［2］藍(lán)慧燕.ADHD兒童反應(yīng)抑制缺陷與注意缺陷、行為障礙的關(guān)系研究［D］.杭州：浙江理工大學(xué)，2013.

［3］張慧，王夢(mèng)星，張凱華，等.兒童青少年反應(yīng)抑制能力的發(fā)展：基于Go／NoGo任務(wù)的功能MRI研究［J］.磁共振成像，2015，6（11）：860-865.

［4］趙侖.ERPs實(shí)驗(yàn)教程［M］.南京：東南大學(xué)出版社，2010.

［5］權(quán)朝魯.效果量的意義及測(cè)定方法［J］.心理學(xué)探新，2003，86（2）：39-44.

［6］Aron AR.Inhibition and the right inferior frontal cortex［J］.Trends in Cognitive Science，2004，8（4）：170-177.

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［8］Brass M.，Haggard P.To do or not to do：the neural signature of self-control［J］.The Journal of Neuroscience，2007，27：9141-9145.

責(zé)任編輯：劉紅霞

Response Inhibition of Visual Spatial Orientation Perceptual on Half-pipe Snowboard Athletes：Evidence from ERPs

YANG A li1，ZHANG Xin2，GUO Feng1，YANG Bo2，YANG Chuanyu3，YANG Xinting2
（1.School of Physical Education，Shenyang Sport University，Shenyang 110102，Liaoning，China；2.Graduate Department of Shenyang Sport University，Shenyang 110102，Liaoning，China；3.Xiangya School of Medicine，Central South University，Changsha 410000，Hunan，China）

Objective：This paper provide theoretical evidences for scientific training and selection and evaluation of athletes，Taking the half-pipe snowboard athletes as an example to exp lore sport training’effect on visual spatial orientation perception’s cognitive processing characteristics，and learn athletes and the general population differences in ERPs components feature of spatial orientation perceptual response inhibition，and confirm the directional indexes of the ability to visual spatial orientation perceptual response inhibition of similar items.Methods：selecting 8 half-pipe snow board athletes in national team（exercise group）and 8 ordinary university students（control group）as the research objects.Adopting the Go／Nogo tasks evoke ERPs of subjects’visual spatial orientation perceptual reaction.Results：（1）the reaction time of Go stimulate about exercise group subjects was significantly lower than that of control group.（2）Either horizontally or vertically，140～220m s early component N2 under Go conditions induced greater amplitude than that of Nogo conditions，and electrode amplitude of vertical orientation in the top area was significantly greater than in other regions.In vertical orientation frontal area Fz latency was shorter than the central brain regions electrode Cz and Cpz.（3）300～420 ms late component P3，the amplitude was more obvious in the horizontal orientation of the central brain regions than the frontal and parietal，the exercise group had greater P3 amplitude than the control group in forehead and the amount of the central region and the central brain regions.The top zone Nogo-P3 amplitude was significantly less than that of the Go-P3，the amplitude of vertical orientation of central brain regions was greater than other brain regions，Nogo-P3 amplitude of the exercise group was significantly greater than that of the control group，and the top district Nogo-P3 amplitude was less than that of the Go-P3.Top brain parietal Nogo-P3 Latency was longer than that of other region.Conclusion：The reaction time that half-pipe snow-board athletes perform an action under the Go／Nogo task is shorter than ordinary people，and athletes’response inhibition of conflict processing capacity is better than ordinary people.Nogo-P3 com position characteristics can be used as a good measure indicator of half-pipe snowboard athletes’ability of spatial orientation perceptual response inhibition.

spatial orientation perception；response inhibition；Go／Nogo task；Event-related potentials；half-pipe snowboard athletes

G804.8

A

1004-0560（2016）04-0111-07

2016-06-11；

2016-07-26

遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項(xiàng)目（LZ013437）；沈陽(yáng)體育學(xué)院重點(diǎn)資助學(xué)科研究方向建設(shè)項(xiàng)目（XKFX1505）。

楊阿麗（1969—），女，教授，博士，主要研究方向?yàn)轶w育運(yùn)動(dòng)心理學(xué)。