概念經(jīng)驗(yàn)對(duì)乒乓球運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作加工的影響

王瑩瑩 陸穎之 楊甜甜 顧楠 周成林

摘 要： 目的 考察在競技運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，概念經(jīng)驗(yàn)如何參與運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作加工過程及其大腦加工特征。方法 以言語研究中的典型腦電成分N400為指標(biāo)，通過改變后期動(dòng)作結(jié)果與前期動(dòng)作序列是否匹配，探索不同技能水平運(yùn)動(dòng)員相較于無經(jīng)驗(yàn)的普通大學(xué)生在加工乒乓球動(dòng)作時(shí)是否會(huì)誘發(fā)明顯的N400成分。結(jié)果 ①專家組和新手組運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)和正確率均顯著高于對(duì)照組 （P =0.002）;②專家組 （P =0.047） 和新手組 （P<0.001） 在不匹配條件下相較于匹配條件均誘發(fā)了顯著的類N400成分，而對(duì)照組在2類條件下誘發(fā)的類N400波幅無顯著差異 （P =0.846）;③進(jìn)一步將行為表現(xiàn)與腦電結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)只有專家組的反應(yīng)正確率與類N400效應(yīng)呈顯著相關(guān) （r =0.62，P =0.001）。結(jié)論 驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)員加工專項(xiàng)動(dòng)作的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢除源于動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)的參與外，還源于概念經(jīng)驗(yàn)的調(diào)節(jié)作用，且技能水平越高的運(yùn)動(dòng)員，其動(dòng)作加工過程越與概念經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)的參與相關(guān)。

關(guān)鍵詞： 概念經(jīng)驗(yàn); 乒乓球運(yùn)動(dòng)員; 動(dòng)作加工; 類N400成分; 腦電; 事件相關(guān)電位（ERP）

中圖分類號(hào)： G846 ????文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ???????文章編號(hào)： 1000-5498（2020）07-0069-08

DOI： 10.16099/j.sus.2020.07.008

動(dòng)作在人們生活中無處不在，作為社會(huì)性動(dòng)物，人類行為在很大程度上受到對(duì)他人動(dòng)作認(rèn)知加工結(jié)果的影響^[1-2]。尤其在競技運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，如乒乓球項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員每回合的反應(yīng)主要取決于對(duì)手的動(dòng)作結(jié)果，由于球速較快，對(duì)前期對(duì)手身體動(dòng)作的信息加工就顯得尤為重要^[3]。那么，高水平運(yùn)動(dòng)員如何利用這些信息進(jìn)行反應(yīng)呢？經(jīng)驗(yàn)對(duì)動(dòng)作技能表現(xiàn)起到非常重要的作用^[4-6]。然而，以往研究關(guān)注較多的是動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)動(dòng)員基于已有動(dòng)作表征快速識(shí)別外部動(dòng)作信息并模擬動(dòng)作結(jié)果^[7-8]，進(jìn)而提前做出動(dòng)作準(zhǔn)備。但這種身體感知層面的反應(yīng)一般并不是制勝的關(guān)鍵，如同等水平的運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過長期訓(xùn)練，其動(dòng)作技能水平差別并不大，一方取勝的可能原因之一在于策略經(jīng)驗(yàn)（概念經(jīng)驗(yàn)）的運(yùn)用，但目前其作用方式及大腦加工特征尚不明確。Vannuscorps等^[1]通過8個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，個(gè)體即使不具備上肢相關(guān)的動(dòng)作表征（實(shí)驗(yàn)組被試為先天雙側(cè)上肢發(fā)育不良的病人），即缺乏與上肢相關(guān)的動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)，仍能正常加工上肢動(dòng)作，其成績甚至優(yōu)于健康對(duì)照組被試。這表明加工外部動(dòng)作信息時(shí)，可能不僅只有動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)發(fā)揮作用。

2017年，Gerson等^[9]提出經(jīng)驗(yàn)可分為動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)和概念經(jīng)驗(yàn)，二者均會(huì)影響動(dòng)作加工過程。其中：動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)指具體的、感知系統(tǒng)層面的動(dòng)作表征;概念經(jīng)驗(yàn)可以提供更多、更廣的信息，主要指與更高層次動(dòng)作目標(biāo)相關(guān)的概括化知識(shí)^[10]。Buxbaum等^[11]提出的雙動(dòng)作系統(tǒng)模型 （Two Action Systems Model，2AS）對(duì)2類經(jīng)驗(yàn)的作用方式進(jìn)行了解釋。個(gè)體對(duì)外部視覺信息（動(dòng)作執(zhí)行者的身體形態(tài)、動(dòng)作軌跡等）進(jìn)行知覺加工后，會(huì)將該描述性結(jié)果輸入至概念經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)而利用所儲(chǔ)存的抽象化規(guī)則對(duì)動(dòng)作意圖和目的進(jìn)行解釋，這2個(gè)加工階段足以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)作及動(dòng)作結(jié)果的高效加工和預(yù)判^[1];而動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)可直接受到概念經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，或根據(jù)知覺加工階段的結(jié)果，對(duì)觀察到的動(dòng)作進(jìn)行感知層面的計(jì)劃和模擬^[12]。

在競技運(yùn)動(dòng)心理學(xué)領(lǐng)域，已有大量研究^{[7，13-15]}證明了動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)與動(dòng)作加工能力的關(guān)系，如運(yùn)動(dòng)員群體具備較多執(zhí)行專項(xiàng)動(dòng)作的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而在知覺/預(yù)判相似動(dòng)作時(shí)，比無經(jīng)驗(yàn)的個(gè)體正確率更高、反應(yīng)更快、大腦感知-運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)激活水平更高。然而，針對(duì)概念經(jīng)驗(yàn)的研究較少，大多以日常動(dòng)作為研究對(duì)象，通過操縱刺激材料與概念經(jīng)驗(yàn)是否相符考察概念經(jīng)驗(yàn)的作用（如：匹配條件，拿起筷子夾菜放在嘴里;不匹配條件，拿起筷子夾菜放在頭上）。神經(jīng)影像學(xué)研究^[16-17]發(fā)現(xiàn)：個(gè)體在加工不符合常識(shí)（概念經(jīng)驗(yàn)）的動(dòng)作時(shí)，大腦感知-運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的激活水平顯著高于加工符合常識(shí)的動(dòng)作。除了上述與概念經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的動(dòng)作系統(tǒng)激活變化外，神經(jīng)電生理學(xué)研究^[18-19]還發(fā)現(xiàn)了概念經(jīng)驗(yàn)在加工動(dòng)作時(shí)的參與方式，即動(dòng)作能誘發(fā)N400效應(yīng)。如Reid等^[2]要求被試被動(dòng)觀看一系列圖片，前面的圖片按照先后順序描述一組動(dòng)作，最后一張圖片作為動(dòng)作結(jié)果，分為符合預(yù)期和不符合預(yù)期2類。結(jié)果顯示，在額區(qū)、中央?yún)^(qū)和頂區(qū)，不符合預(yù)期的結(jié)果圖片誘發(fā)的N400波幅顯著高于符合預(yù)期的圖片（N400效應(yīng)）。N400成分在言語研究中的應(yīng)用比較廣泛，被普遍認(rèn)為是語義加工的代表^[20-23]。因此，上述研究表明概念經(jīng)驗(yàn)會(huì)以語義形式參與動(dòng)作加工過程。對(duì)經(jīng)過長期專項(xiàng)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員而言，經(jīng)歷的訓(xùn)練和比賽越多，獲得的經(jīng)驗(yàn)也越多，而本文假設(shè)：概念經(jīng)驗(yàn)對(duì)加工專項(xiàng)動(dòng)作起到了非常重要的作用。另外，這種經(jīng)驗(yàn)在多大程度上決定了運(yùn)動(dòng)員的行為表現(xiàn)？以往多數(shù)研究僅對(duì)比有無運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)對(duì)動(dòng)作加工的影響。為了深入考察經(jīng)驗(yàn)的作用，本文還納入了新手組作為中間組^[24]，與專家組相比，新手組在經(jīng)驗(yàn)水平上存在差異，除了可以考察經(jīng)驗(yàn)水平如何影響動(dòng)作加工過程，還能縱向探究行為表現(xiàn)受經(jīng)驗(yàn)水平的影響程度。

綜上所述，本文在前人研究基礎(chǔ)上，通過改變乒乓球發(fā)球動(dòng)作與結(jié)果（球落點(diǎn)位置）的匹配性，探索在競技運(yùn)動(dòng)環(huán)境下，概念經(jīng)驗(yàn)是否會(huì)參與運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作加工過程及其大腦加工特征，以及經(jīng)驗(yàn)水平的調(diào)節(jié)作用。基本邏輯思路如下：如果概念經(jīng)驗(yàn)參與其中，那么具備專項(xiàng)概念經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員知覺到前期發(fā)球動(dòng)作后，會(huì)激活相關(guān)概念表征，之后看到與所激活的概念表征不符的動(dòng)作結(jié)果時(shí)，會(huì)誘發(fā)明顯的N400成分;普通對(duì)照組由于缺少相關(guān)概念經(jīng)驗(yàn)，無法激活語義表征，因此可能難以誘發(fā)明顯的N400成分;而新手組作為中間組，同樣具備專項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)，因此可能會(huì)誘發(fā)明顯的N400成分，但由于這種經(jīng)驗(yàn)較少，在外在行為表現(xiàn)上會(huì)差于專家組;專家組可能更依賴概念經(jīng)驗(yàn)，從言語思維角度識(shí)別對(duì)手動(dòng)作的策略，促進(jìn)對(duì)動(dòng)作的加工過程。

1 研究方法

1.1 被試

實(shí)驗(yàn)選取71名被試（表1），按照乒乓球運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)將其分為專家組、新手組和對(duì)照組，其中：專家組為省隊(duì)及市隊(duì)運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)年限為7 a及以上，訓(xùn)練頻率為5次/周以上，每次約4 h;新手組為體育院校乒乓球?qū)ｍ?xiàng)學(xué)生，訓(xùn)練年限低于7 a，訓(xùn)練頻率為2～4次/周，每次2～4 h;對(duì)照組為無任何球類經(jīng)驗(yàn)的大學(xué)生。所有被試視力或矯正視力良好，均為右利手，健康狀況良好，且均為自愿參與。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

視頻材料采用乒乓球發(fā)球視頻，由1名國家一級(jí)乒乓球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行發(fā)球，從面向該球員視角進(jìn)行拍攝（Canon 5D Mark III，分辨率為1 280×720像素）。獲得的視頻材料使用Adobe Premiere software （Adobe Systems Incorporated， San Jose， CA， USA） 進(jìn)行處理。刺激呈現(xiàn)以連續(xù)圖片的形式導(dǎo)出，分辨率為640×360像素。每個(gè)視頻選取30張圖片，以球和球拍接觸為其中1張，向前保留16張（從發(fā)球手準(zhǔn)備拋球開始，內(nèi)容主要為發(fā)球手的身體動(dòng)力學(xué)信息），向后保留13張（內(nèi)容主要為球的飛行軌跡）。共選取20段視頻，其中球落點(diǎn)位置在球臺(tái)的左右各半、近遠(yuǎn)臺(tái)各半。每個(gè)視頻根據(jù)是否處理乒乓球的飛行軌跡，分為2種條件：①不匹配條件，即將后13張圖片中的乒乓球進(jìn)行左右方向?qū)φ{(diào)，例如，原始視頻中球與球拍接觸后飛向左邊，經(jīng)過對(duì)調(diào)處理，后13張 圖片形成的后半部分視頻會(huì)顯示球飛向右邊;②匹配條件，為未經(jīng)過處理的原始圖片30張（圖1）。本實(shí)驗(yàn)共采用40段視頻，匹配和不匹配條件各20段。

圖1 匹配（左）和不匹配（右）條件視頻材料

Figure 1 Example of congruent （left） and incongruent （right） videos

注：黃色箭頭大致表示球的飛行軌跡方向，在正式實(shí)驗(yàn)視頻中無黃色箭頭。

1.3 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與流程

正式實(shí)驗(yàn)開始前，被試需要簽署知情同意書并填寫基本情況調(diào)查表，包括被試的年齡、性別、訓(xùn)練年限等。告知被試實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)，包括盡量保持身體不動(dòng)、刺激呈現(xiàn)時(shí)不要眨眼等。

之后所有被試需要完成一個(gè)動(dòng)作加工任務(wù)（圖2）。首先呈現(xiàn)“十”字注視點(diǎn)1 000 ms后，呈現(xiàn)發(fā)球視頻，以連續(xù)圖片形式呈現(xiàn)，每張圖片呈現(xiàn)40 ms，共30張圖片。視頻結(jié)束后要求被試做按鍵反應(yīng)，“F”鍵為落點(diǎn)向左，“J”鍵為落點(diǎn)向右。每個(gè)試次間隔500 ms。任務(wù)共4個(gè)組塊，由上述40個(gè)視頻組成1個(gè)組塊，即每個(gè)組塊包括20個(gè)匹配視頻和20個(gè)不匹配視頻，每個(gè)視頻隨機(jī)呈現(xiàn)。

圖2 動(dòng)作加工任務(wù)流程

Figure 2 The trial sequence of the action processing task

1.4 事件相關(guān)電位（ERP）記錄

ERP數(shù)據(jù)采集使用國際10-20標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)擴(kuò)展的64導(dǎo)電極帽 （Brain Products GmbH， Munich， Germany），電極為Ag/AgCl電極。以電極點(diǎn)FCz為參考，電極點(diǎn)AFz為接地，水平眼電（HEOG）置于右眼外側(cè)1 cm處，垂直眼電（VEOG）置于左眼眶下方1 cm處。頭皮與電極接觸阻抗小于5 kΩ，采樣頻率為1 000 Hz/導(dǎo)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

1.5.1 行為數(shù)據(jù)

采用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)正確率進(jìn)行3（組別：專家組、新手組和對(duì)照組）×2（條件：匹配、不匹配）的重復(fù)測量方差分析。

1.5.2 ERP數(shù)據(jù)

首先，采用BP Analyzer對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：以雙耳乳突（TP9和TP10）的平均電位作為參考^[25]，并還原FCz電極;進(jìn)行濾波（包括去除市電50 Hz，高通為0.1 Hz，低通為30 Hz，斜度為24 dB/oct）;去除眼電偽跡^[26];分別在匹配條件和不匹配條件下，以球和球拍接觸的一幀為0點(diǎn)，對(duì)之前500 ms至之后700 ms的數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，并以0點(diǎn)前500 ms做基線矯正。然后，采用MATLAB軟件 （Version，2012b，The Mathworks，Inc.，Natick，MA）和EEGLAB工具箱對(duì)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間域主成分分析（Principal Component Analysis， PCA）加Promax旋轉(zhuǎn)^[27-28]，目的是通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式解決感興趣成分在時(shí)間序列上重疊的問題，進(jìn)而確定每個(gè)成分的時(shí)間窗^[27]。用來做時(shí)間域PCA的數(shù)據(jù)矩陣，以時(shí)間點(diǎn)作為變量（1 200），將在2種條件下的專家組（23）、新手組（22）、對(duì)照組（26）電極點(diǎn)上的ERP串接起來，規(guī)格為1 200×7 526。依據(jù)主成分解釋的方差從大到小排列，取前12個(gè)成分，共解釋了94.69%的方差，再對(duì)其進(jìn)行Promax旋轉(zhuǎn)（Kappa值為3）^[27]。剩余載荷較小的因子被認(rèn)為是噪聲或與研究目的無關(guān)。為了與以往文獻(xiàn)中N400成分的潛伏期、腦地形分布進(jìn)行對(duì)比，分別對(duì)每個(gè)成分進(jìn)行了反投影，并同樣以0點(diǎn)前500 ms的均值進(jìn)行基線矯正。最終找到感興趣的成分7，在407 ms處達(dá)到最大峰值，由于其為動(dòng)作刺激所誘發(fā)，因此稱之為類N400成分^{[18，29]}。根據(jù)地形圖分布和前人文獻(xiàn)^[30-31]，筆者選取Fz、FCz和Cz 3個(gè)電極點(diǎn)，計(jì)算類N400成分的平均波幅（圖3），并對(duì)其進(jìn)行3×2的重復(fù)測量方差分析。在分析過程中，對(duì)不滿足球形檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量采用Greenhouse Geisser法矯正自由度和P值，事后比較采用Bonferroni法。

1.5.3 行為數(shù)據(jù)與腦電數(shù)據(jù)的相關(guān)分析

分別對(duì)對(duì)照組、新手組和專家組的預(yù)判正確率與類N400效應(yīng)做相關(guān)分析^[32]，以探究行為表現(xiàn)和語義相關(guān)成分變化之間的關(guān)系。其中，類N400效應(yīng)=不匹配條件下的類N400波幅-匹配條件下的類N400波幅^[33]。

2 研究結(jié)果

2.1 組間的行為表現(xiàn)差異

如圖4所示，組別主效應(yīng)顯著 [F（2，68）=8.49，P=0.001，=0.200]，事后比較發(fā)現(xiàn)新手組和專家組的正確率均顯著高于對(duì)照組 （P=0.002），但2個(gè)組間無顯著差異;條件主效應(yīng)顯著 [F（1，68）=239.48，P<0.001，=0.779]，匹配條件下的正確率高于不匹配條件;組別×條件的交互作用不顯著[F（2，68）= 0.95，P=0.394，=0.027]。這表明運(yùn)動(dòng)員組無論技能水平高低，都能更準(zhǔn)確地對(duì)動(dòng)作結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。

2.2 組間概念表征激活水平的差異

根據(jù)圖3中的被試相關(guān)矩陣，可以看出大部分被試兩兩間的相關(guān)系數(shù)接近于1，說明本文所采用的任務(wù)范式能夠穩(wěn)定地誘發(fā)類N400成分。

以Fz、FCz和Cz 3個(gè)電極點(diǎn)下的平均類N400波幅為因變量，進(jìn)行3×2的重復(fù)測量方差分析，發(fā)現(xiàn)：組別主效應(yīng)不顯著 [F（2， 68） = 2.83，P =0.066，= 0.077];條件主效應(yīng)顯著 [F（1， 68） = 12.92，P =0.001，= 0.160];組別×條件的交互作用顯著[F（2， 68）=5.28， P =0.007，= 0.134]，進(jìn)一步簡單效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)專家組（P =0.047）和新手組（P <0.001）對(duì)不匹配視頻誘發(fā)的類N400波幅顯著高于匹配視頻，而對(duì)照組對(duì)2類視頻誘發(fā)的類N400波幅無顯著差異 （P =0.846）（圖5）。另外，進(jìn)一步以類N400效應(yīng)值為因變量，直接比較專家組、新手組和對(duì)照組的差異發(fā)現(xiàn)差異顯著[F（2， 68） = 6.31，P =0.003];事后比較結(jié)果揭示，新手組（P =0.003）和專家組（P =0.039）的類N400效應(yīng)值均顯著大于對(duì)照組，而新手組和專家組無顯著差異（P =0.953）。該結(jié)果表明，有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員均能夠在加工專項(xiàng)動(dòng)作時(shí)激活概念經(jīng)驗(yàn)表征，并識(shí)別出結(jié)果與前期動(dòng)作信息的匹配性。

2.3 正確率與概念經(jīng)驗(yàn)激活水平的相關(guān)性

首先計(jì)算出每名被試的類N400效應(yīng)值，之后分別計(jì)算與正確率的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)：對(duì)照組正確率與類N400效應(yīng)無顯著相關(guān) （r =-0.11，P =0.582）;新手組正確率與類N400效應(yīng)也無顯著相關(guān) （r =0.20，P =0.324）;專家組正確率與類N400效應(yīng)存在顯著相關(guān) （r =0.62，P =0.001）（圖6）。這表明技能水平越高的運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作加工能力與概念經(jīng)驗(yàn)的相關(guān)性越高。

3 討 論

筆者主要通過操縱前期的身體動(dòng)作信息和之后結(jié)果（球落點(diǎn)信息）的匹配性，考察具備專項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員在加工專項(xiàng)動(dòng)作過程中是否會(huì)誘發(fā)N400效應(yīng)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不匹配條件的判斷正確率均低于匹配條件，但專家組和新手組預(yù)判的總體正確率仍顯著高于無經(jīng)驗(yàn)的對(duì)照組，這與以往研究^[34]結(jié)果一致，即運(yùn)動(dòng)員相比于普通人更依賴對(duì)手的身體線索對(duì)其動(dòng)作結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。但結(jié)果沒能發(fā)現(xiàn)專家組和新手組預(yù)判正確率的差異，這可能由于不同經(jīng)驗(yàn)水平的差異并非體現(xiàn)在認(rèn)知階段，而更多地體現(xiàn)在后期的感知-運(yùn)動(dòng)連接或技能執(zhí)行階段。上述結(jié)果從行為層面上驗(yàn)證了假設(shè)，經(jīng)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員（專家組和新手組）通過長時(shí)間專項(xiàng)訓(xùn)練在長時(shí)記憶中儲(chǔ)存了大量的專項(xiàng)相關(guān)表征，使得他們能在發(fā)球手身體動(dòng)力學(xué)信息與球飛行信息不匹配的情況下，依然做出優(yōu)于對(duì)照組的反應(yīng)。即便如此，2個(gè)經(jīng)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員的成績?cè)诓黄ヅ錀l件下還是顯著下降了。以往研究^[35-36]大部分采用時(shí)間阻斷技術(shù)，如視頻刺激呈現(xiàn)到球拍和球接觸為止，被試看不到此后球的飛行信息，因此，專家組運(yùn)動(dòng)員只能根據(jù)對(duì)手身體動(dòng)力學(xué)信息進(jìn)行預(yù)判。但這種材料與實(shí)際比賽情景不符，而本文的材料將身體動(dòng)力學(xué)信息和球飛行信息均呈現(xiàn)出來，在不匹配條件下，運(yùn)動(dòng)員成績的顯著下降表明，相較于無經(jīng)驗(yàn)的對(duì)照組他們能更有效地提取身體動(dòng)作信息^[37-39]，但仍會(huì)結(jié)合動(dòng)作信息與球飛行信息進(jìn)行預(yù)測，因此會(huì)受到球信息的干擾;而無經(jīng)驗(yàn)的對(duì)照組由于缺乏相關(guān)專項(xiàng)表征，只能根據(jù)球的飛行信息進(jìn)行猜測。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證概念表征的參與，通過PCA對(duì)ERP數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間和空間特征分析發(fā)現(xiàn)，在球與球拍接觸后407 ms處激活了明顯的類N400成分，該結(jié)果與Amoruso等^[40]的結(jié)果類似。雖然兩者均以運(yùn)動(dòng)情景為刺激材料，但本文還發(fā)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的特異性影響，即只有具備專項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)的個(gè)體對(duì)匹配和不匹配條件誘發(fā)的類N400波幅有顯著差異（N400效應(yīng)）;而無經(jīng)驗(yàn)的對(duì)照組對(duì)2類條件誘發(fā)的類N400波幅并未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的顯著水平。并且類N400效應(yīng)的比較結(jié)果顯示，新手組和專家組誘發(fā)的差異波波幅顯著高于對(duì)照組?；谝酝芯恳呀?jīng)證明了N400成分在加工一般動(dòng)作序列時(shí)同樣代表了語義表征的激活^[18]，該結(jié)果表明，在競技運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，經(jīng)過長期專項(xiàng)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員除了能獲得大量的動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)，即普遍所認(rèn)為的“肌肉記憶”，從感知層面以具體的動(dòng)作形式存在;還能從大量練習(xí)和比賽中對(duì)該動(dòng)作技能的特征進(jìn)行抽象化，之后以語義表征的形式用于加工/執(zhí)行相似的動(dòng)作實(shí)例^[11]。例如，在實(shí)際比賽中，動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚴惯\(yùn)動(dòng)員快速匹配對(duì)手的動(dòng)作，進(jìn)而模擬其動(dòng)作結(jié)果，提前做出動(dòng)作準(zhǔn)備^[7]。但這種低階的感知-運(yùn)動(dòng)層面的加工和反應(yīng)有時(shí)并不是得分的關(guān)鍵。

通過對(duì)一些運(yùn)動(dòng)員的訪談發(fā)現(xiàn)，教練員會(huì)在比賽暫停階段告知運(yùn)動(dòng)員接下來的策略打法，如側(cè)重注意對(duì)手的弱點(diǎn)是什么、要針對(duì)其弱點(diǎn)進(jìn)行反應(yīng)等。這些語義信息通過激活已有的概念經(jīng)驗(yàn)，評(píng)估當(dāng)前對(duì)手動(dòng)作的特征并解釋其意圖^[41]，進(jìn)而調(diào)整后續(xù)的動(dòng)作模擬過程。另有學(xué)者^[40]認(rèn)為，感知運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)也可轉(zhuǎn)化為概括化的語義知識(shí)儲(chǔ)存起來并處于可被激活的狀態(tài)。綜上所述，運(yùn)動(dòng)員在加工專項(xiàng)動(dòng)作過程中確實(shí)有概念經(jīng)驗(yàn)的參與，并從語義角度揭示了專項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)在加工動(dòng)作過程中的作用，同時(shí)驗(yàn)證了加工動(dòng)作與加工言語之間是相似的^[42]。但值得注意的是，與行為結(jié)果類似，筆者未能發(fā)現(xiàn)專家組和新手組誘發(fā)的類N400波幅的差異，即使在不匹配條件下也無顯著差異，這可能由于視頻材料中運(yùn)動(dòng)員的打法相對(duì)簡單（均為反手發(fā)球），受過多年專項(xiàng)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員均能匹配并激活概念表征，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行合理化的解釋和預(yù)測。

最后，為了揭示行為表現(xiàn)與概念經(jīng)驗(yàn)加工的關(guān)系，筆者還發(fā)現(xiàn)只有專家組的反應(yīng)正確率與類N400效應(yīng)值存在顯著相關(guān)，這也與本文的假設(shè)一致。類N400效應(yīng)為不匹配刺激與匹配刺激誘發(fā)的類N400成分的差異波，反映了當(dāng)當(dāng)前動(dòng)作結(jié)果與前期信息誘發(fā)的概念經(jīng)驗(yàn)不符時(shí)，所進(jìn)行的一種意義重建的神經(jīng)機(jī)制^[30]。雙動(dòng)作系統(tǒng)模型以及一些研究認(rèn)為，動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)和概念經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)既可以是平行的關(guān)系，也可以是前者受后者調(diào)節(jié)的關(guān)系，2個(gè)系統(tǒng)都可以指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員對(duì)動(dòng)作結(jié)果進(jìn)行預(yù)測^{[1，12]}。因此推測：之所以只有專家組的反應(yīng)正確率與類N400效應(yīng)存在顯著相關(guān)，可能是因?yàn)榧寄芩皆礁?，運(yùn)動(dòng)員在加工專項(xiàng)動(dòng)作時(shí)越依賴概念經(jīng)驗(yàn)，而非動(dòng)作經(jīng)驗(yàn);而新手運(yùn)動(dòng)員更少依賴概念經(jīng)驗(yàn)，即使加工專項(xiàng)動(dòng)作時(shí)語義表征激活也并無組間差異。這提示，在達(dá)到動(dòng)作技能自動(dòng)化階段后，運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練或比賽中要注重對(duì)概念經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)用，即盡量對(duì)對(duì)手的動(dòng)作意圖和戰(zhàn)術(shù)策略進(jìn)行解釋，調(diào)整已生成的身體動(dòng)作反應(yīng)，這也是教練員經(jīng)常強(qiáng)調(diào)的“多用腦”，而不是依靠單一的感知模擬加工對(duì)手的動(dòng)作。這恰恰是在比賽后期，運(yùn)動(dòng)員的心理和身體疲勞達(dá)到一定程度后取勝的關(guān)鍵原因之一。

4 研究局限與展望

本文通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式，分離出獨(dú)立的成分——類N400成分，并且其潛伏期和腦地形圖均符合前人文獻(xiàn)的結(jié)果，被試之間的相關(guān)性也很高，這表明該成分是穩(wěn)定存在的，但是該成分的極性與典型N400成分的極性相反^[43]。Amoruso等^[40]分別以舞蹈運(yùn)動(dòng)員和舞蹈動(dòng)作預(yù)測作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象和任務(wù)，也同樣發(fā)現(xiàn)了正向的N400成分。這可能體現(xiàn)了競技運(yùn)動(dòng)情景加工特征的特殊性，即個(gè)體在加工日常動(dòng)作或言語刺激時(shí)，不會(huì)對(duì)結(jié)果有強(qiáng)烈的預(yù)測傾向性，而運(yùn)動(dòng)員在加工專項(xiàng)動(dòng)作時(shí)，習(xí)慣性地會(huì)對(duì)對(duì)手動(dòng)作的策略等進(jìn)行語義分析和解釋，并快速根據(jù)前期動(dòng)作“語境”對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，以便提前策劃接下來的動(dòng)作。后續(xù)研究還需對(duì)此做進(jìn)一步證明，如重復(fù)已有研究探索運(yùn)動(dòng)員加工專項(xiàng)動(dòng)作時(shí)是否會(huì)激活N400成分;還可擴(kuò)展至其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目;通過語詞干擾的方式，考察語詞工作記憶在加工專項(xiàng)動(dòng)作過程中的作用，以此證明概念經(jīng)驗(yàn)在動(dòng)作加工過程中的作用。

5 結(jié) 論

本文證明了在競技運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中言語加工和動(dòng)作加工之間的關(guān)聯(lián)，即運(yùn)動(dòng)員在加工專項(xiàng)動(dòng)作過程中，會(huì)激活語義表征基于雙動(dòng)作系統(tǒng)模型，語義表征的激活被認(rèn)為是概念經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)揮了作用，受過長期乒乓球訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員在加工乒乓球動(dòng)作時(shí)，均會(huì)激活概念經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)。相較于新手運(yùn)動(dòng)員，技能水平越高的運(yùn)動(dòng)員，其動(dòng)作加工過程越與概念經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)的參與相關(guān)，這可能由于他們習(xí)慣用策略性的語義表征來調(diào)節(jié)感知?jiǎng)幼鲗用娴膭?dòng)作模擬過程。

作者貢獻(xiàn)聲明：

王瑩瑩：設(shè)計(jì)論文框架，提出論文選題，調(diào)研文獻(xiàn)，搜集數(shù)據(jù)，撰寫論文;陸穎之：提出選題，設(shè)計(jì)論文框架，搜集數(shù)據(jù);楊甜甜：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);顧 楠：搜集數(shù)據(jù);周成林：審核、指導(dǎo)修改論文。

參考文獻(xiàn)

[1]? VANNUSCORPS G，CARAMAZZA A. Typical action perception and interpretation without motor simulation [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2016，113（1）：86

[2]? REID V M，STRIANO T.N400 involvement in the processing of action sequences [J].Neurosci Lett，2008， 433（2）：93-97

[17]? STAPEL J C，HUNNIUS S，VAN ELK M，et al. Motor activation during observation of unusual versus ordinary actions in infancy [J].Soc Neurosci-UK，2010，5（5-6）： 451-460

[18]? REID V M，HOEHL S，GRIGUTSCH M，et al.The neural correlates of infant and adult goal prediction：Evidence for semantic processing systems [J].Dev Psychol，2009，45（3）：620-629

[19]? GUNTER T C，BACH P.Communicating hands：ERPs elicited by meaningful symbolic hand postures [J]. Neurosci Lett，2004，372（1-2）：52-56

[20]? BALCONI M， POZZOLI U.Comprehending semantic and grammatical violations in Italian.N400 and P600 comparison with visual and auditory stimuli [J].J Psycholinguist Res，2005，34（1）：71-98

[21]? BENTIN S，MCCARTHY G，WOOD C C.Event-related potentials，lexical decision and semantic priming [J]. Electroencephalogr Clin Neurophysiol，1985，60（4）： 343-355

[22]? KUTAS M，HILLYARD S A.Brain potentials during reading reflect word expectancy and semantic association [J]. Nature，1984，307（5947）：161-163

[23]? KUTAS M，HILLYARD S A.Reading senseless sentences：Brain potentials reflect semantic incongruity [J].Science，1980，207（4427）：203-205

[24]? MULLER S，ABERNETHY B.Expert anticipatory skill in striking sports：A review and a model [J].Res Q Exerc Sport，2012，83（2）：175-187

[25]? GOOTJES L，COPPENS L C，ZWAAN R A， et al.Effects of recent word exposure on emotion-word stroop interference：An ERP study [J].Int J Psychophysiol，2011，79（3）：356-363

[26]? GRATTON G，COLES M G，DONCHIN E.A new method for off-line removal of ocular artifact[J].Electroence Phalogr Clin Neurophysiol，1983，55（4）： 468-484

[27]? DIEN J. Applying principal components analysis to event-related potentials：A tutorial [J].Dev Neuropsychol，2012，37（6）：497-517

[28]? DELORME A，MAKEIG S. EEGLAB： An open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics including independent component analysis [J].J Neurosci Methods，2004，134（1）：9-21

[29]? BALCONI M，VITALONI S.N400 effect when a semantic anomaly is detected in action representation.A source localization analysis [J].J Clin Neurophysiol，2014，31（1）：58-64

[30]? AMORUSO L，GELORMINI C，ABOITIZ F，et al. N400 ERPs for actions：Building meaning in context [J]. Frontiers in Human Neuroscience，2013，7：7

[31]? GAINOTTI G.The organization and dissolution of semantic-conceptual knowledge：Is the “amodal hub” the only plausible model？[J].Brain Cognition，2011，75（3）：299-309

[32]? MU Y，KITAYAMA S，HAN S H，et al. How culture gets embrained：Cultural differences in event-related potentials of social norm violations [J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2015，112（50）：15348-15353

[33]? VAN ELK M，VAN SCHIE H T，ZWAAN R A，et al. The functional role of motor activation in language processing： Motor cortical oscillations support lexical-semantic retrieval[J].Neuroimage，2010，50（2）：665-77

[34]? SAVELSBERGH G J，WILLIAMS A M，VAN DER KAMP J，et al.Visual search，anticipation and expertise in soccer goalkeepers [J].J Sports Sci，2002，20（3）： 279-287

[35]? MORI S，OHTANI Y，IMANAKA K. Reaction times and anticipatory skills of karate athletes [J].Hum Mov Sci， 2002，21（2）：213-230

[36]? ABERNETHY B，GILL D P，PARKS S L，et al. Expertise and the perception of kinematic and situational probability information [J]. Perception，2001，30（2）：233-252

[37]? MAKRIS S，URGESI C. Neural underpinnings of superior action prediction abilities in soccer players [J].Soc Cogn Affect Neur，2015，10（3）：342-351

[38]? GORMAN A D，ABERNETHY B，F(xiàn)ARROW D.The expert advantage in dynamic pattern recall persists across both attended and unattended display elements [J].Atten Percept Psycho，2013，75（5）：835-844

[39]? AGLIOTI S M，CESARI P，ROMANI M，et al.Action anticipation and motor resonance in elite basketball players [J]. Nat Neurosci，2008，11（9）：1109-1116

[40]? AMORUSO L，SEDENO L，HUEPE D，et al.Time to tango： Expertise and contextual anticipation during action observation [J].Neuroimage，2014，98：366-385

[41]? NORTH J S，WARD P，ERICSSON A，et al. Mechanisms underlying skilled anticipation and recognition in a dynamic and temporally constrained domain [J]. Memory，2011，19（2）：155-168

[42]? PULVERMULLER F.Brain mechanisms linking language and action [J]. Nat Rev Neurosci，2005，6（7）：576-582

[43]? KUTAS M，F(xiàn)EDERMEIER K D.Thirty years and counting：Finding meaning in the N400 component of the event-related brain potential （ERP） [J].Annu Rev Psychol，2011，62：621-647