不同級(jí)別青少年拳擊運(yùn)動(dòng)員注意網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別

周亞蘭

前言

拳擊，被稱為“高貴的藝術(shù)”，是人類文化中最古老的格斗運(yùn)動(dòng)之一。1904年，拳擊在圣路易斯首次成為奧運(yùn)會(huì)比賽項(xiàng)目，1920年后，拳擊正式成為奧運(yùn)會(huì)的比賽項(xiàng)目，至今從未間斷［1］。拳擊作為一種對(duì)抗性極強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)，不僅要求運(yùn)動(dòng)員有較好的體能，更需要他們有較高的注意水平，這樣才能在比賽中取得優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)成績(jī)。注意是運(yùn)動(dòng)中最重要的認(rèn)知功能之一，反映了運(yùn)動(dòng)員捕捉環(huán)境信息的能力，也是認(rèn)知科學(xué)研究的中心主題，被視為溝通腦與行為的中介，它由警覺、定向和執(zhí)行控制3個(gè)子網(wǎng)絡(luò)組成［2］。功能性近紅外光譜技術(shù)（Functional near－infrared spectroscopy，fNIRS）是一種非侵入式的腦功能成像技術(shù)，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大腦血紅蛋白含量的同時(shí)具有無(wú)創(chuàng)無(wú)噪音的優(yōu)點(diǎn)［3］，本研究將利用該技術(shù)檢測(cè)受試者的腦區(qū)激活狀況。通過(guò)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)對(duì)拳擊運(yùn)動(dòng)的研究大多停留在技戰(zhàn)術(shù)和體能訓(xùn)練上［4－7］，而鮮有對(duì)拳擊運(yùn)動(dòng)員注意網(wǎng)絡(luò)的研究，故而本文將基于注意網(wǎng)絡(luò)測(cè)試比較不同級(jí)別拳擊運(yùn)動(dòng)員的注意差別。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究選取拳擊運(yùn)動(dòng)員共20人，其中健將運(yùn)動(dòng)員10人（19.90±2.23歲），訓(xùn)練年限6.90±1.73年，選自黑龍江體工隊(duì)；二級(jí)運(yùn)動(dòng)員10人（20.48±1.27歲），訓(xùn)練年限2.02±0.75年，選自吉林體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)院拳擊專業(yè)大二學(xué)生。所有受試對(duì)象均為右利手，智力水平正常，自愿參加測(cè)試，測(cè)試前均已簽訂知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 LANT－R測(cè)試

本次實(shí)驗(yàn)采取的LANT－R測(cè)驗(yàn)方法是ANT的改進(jìn)版本，主要功能是測(cè)量注意網(wǎng)絡(luò)效益的半球差異。為了使受試者在安靜狀態(tài)下接受測(cè)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始前關(guān)閉室內(nèi)燈光、拉閉窗簾，以減少外界環(huán)境干擾，測(cè)試室內(nèi)除受試者與主試者外別無(wú)他人。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，電腦屏幕中央呈現(xiàn)“＋”注視點(diǎn)，要求受試者目光注視“＋”；注視點(diǎn)兩側(cè)分別為一個(gè)矩形框，150ms后出現(xiàn)提示線索，線索持續(xù)100ms，一段時(shí)間后（0～800ms，平均時(shí)間為400ms）目標(biāo)刺激出現(xiàn)在“＋”的左側(cè)或右側(cè)（刺激持續(xù)500ms），要求受試者快速準(zhǔn)確判斷出中間靶箭頭的朝向，若靶箭頭朝上則點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，朝下則點(diǎn)擊右鍵。圖一為L(zhǎng)ANT－R程序示意圖。

本實(shí)驗(yàn)共288個(gè)無(wú)正誤反饋的試次組成，每個(gè)試次間隔約2000～12000ms，平均間隔4000ms；共有4個(gè)線索類型：無(wú)線索、雙重線索、有效線索、無(wú)效線索，線索提示出現(xiàn)在目標(biāo)刺激的一側(cè)即為有效線索，反之則為無(wú)效線索；目標(biāo)刺激為5個(gè)豎直排列的箭頭，根據(jù)中間箭頭與周圍箭頭方向是否一致分為一致性沖突和不一致性沖突。實(shí)驗(yàn)共分為4個(gè)單元，要求受試者采用兩手交替的方法完成實(shí)驗(yàn)，順序分別為：左手、右手、左手、右手。正式實(shí)驗(yàn)前，令受試者進(jìn)行24個(gè)有正誤反饋的練習(xí)以減小實(shí)驗(yàn)誤差。

1.2.2 fNIRS檢測(cè)

fNIRS可以利用血紅蛋白對(duì)不同波長(zhǎng)近紅外光吸收率不同的特點(diǎn)，檢測(cè)腦部血流動(dòng)力變化，然后反推大腦的神經(jīng)活動(dòng)情況。本次實(shí)驗(yàn)共選取13個(gè)影像通道，通道布局如圖二：通道1、3、4、6代表右側(cè)背外側(cè)前額葉（rDLPFC）；通道2、5、7代表右側(cè)額下回（rIGF）；通道9、10、11代表右側(cè)顳頂聯(lián)合（rTPJ）；通道12、13、14代表右側(cè)頂內(nèi)溝（rIPL）。

圖二 通道布局圖

2 統(tǒng)計(jì)分析

2.1 LANT－R數(shù)據(jù)分析

用E－prime軟件程序運(yùn)行于14.1英寸的筆記本電腦，將受試者完成實(shí)驗(yàn)總反應(yīng)時(shí)（Reaction Time，RT）、總準(zhǔn)確率（Accuracy，ACC）、不同線索條件下的RT和ACC、警覺效應(yīng)、定向效應(yīng)、執(zhí)行控制效應(yīng)錄入SPSS25.0軟件中，然后進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)比較兩組RT、ACC、注意網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及其顯著性，三個(gè)注意子網(wǎng)絡(luò)計(jì)算公式如下：

警覺效應(yīng)＝無(wú)線索RT－雙重線索RT，差值越大，警覺效應(yīng)越高；

定向效應(yīng)＝無(wú)效線索RT－有效線索RT，差值越大，定向效應(yīng)越高；

執(zhí)行控制效應(yīng)＝?jīng)_突不一致RT－沖突一致RT，差值越大，執(zhí)行控制效應(yīng)越差。

2.2 fNIRS數(shù)據(jù)分析

利用NIRSLAB軟件處理fNIRS數(shù)據(jù)，計(jì)算四個(gè)腦區(qū)中氧合血紅蛋白的激活數(shù)量，采用獨(dú)立T檢驗(yàn)比較兩組受試者在警覺、定向、執(zhí)行控制三個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不同腦區(qū)的血氧激活差異。P＜0.05表示差異具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 研究結(jié)果

3.1 行為學(xué)結(jié)果

兩組受試在不同線索條件下的RT與ACC表現(xiàn)如表1、2所示。RT和ACC分別代表受試者完成實(shí)驗(yàn)速度的快慢與準(zhǔn)確程度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，二級(jí)運(yùn)動(dòng)員總RT和各個(gè)線索條件下RT值均小于健將運(yùn)動(dòng)員；統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果表明二者RT表現(xiàn)均不具備顯著性差異（P＞0.05）。健將運(yùn)動(dòng)員在無(wú)線索、雙重條件下ACC高于二級(jí)運(yùn)動(dòng)員，（P＞0.05），不具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 兩組LANT－R測(cè)試總RT及不同線索條件下RT比較（M±SD）ms

表2 兩組LANT－R測(cè)試總ACC及不同線索條件下ACC比較（M±SD）%

兩組運(yùn)動(dòng)員各注意網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)如表3所示。健將運(yùn)動(dòng)員的警覺、執(zhí)行控制效應(yīng)優(yōu)于二級(jí)運(yùn)動(dòng)員，其中警覺效應(yīng)具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.027＜0.05）。

表3 兩組LANT－R測(cè)試中警覺、定向、執(zhí)行控制效應(yīng)比較（M±SD）ms

3.2 fNIRS測(cè)試結(jié)果

兩組運(yùn)動(dòng)員在三個(gè)子網(wǎng)絡(luò)中的血氧激活情況如圖二、三、四所示。在警覺網(wǎng)絡(luò)中，健將運(yùn)動(dòng)員整體激活量大于二級(jí)運(yùn)動(dòng)員，且變化趨勢(shì)相反，其中在rIPL中差異具有顯著性（P＝0.034＜0.05）；定向網(wǎng)絡(luò)中，血氧激活在rIGF中差異顯著（P＝0.046＜0.05）；執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)中血氧激活在rIPL中差異顯著（P＝0.002＜0.01）。

圖三 警覺網(wǎng)絡(luò)血氧激活對(duì)比

圖四 定向網(wǎng)絡(luò)血氧激活對(duì)比

圖五 執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)血氧激活對(duì)比

4 討論

4.1 行為學(xué)分析

行為學(xué)結(jié)果表明，健將運(yùn)動(dòng)員完成測(cè)試的RT較二級(jí)運(yùn)動(dòng)員差、有效線索和無(wú)效線索條件下ACC小于二級(jí)運(yùn)動(dòng)員。在開始新的測(cè)驗(yàn)時(shí)，前一次的任務(wù)仍處于激活狀態(tài)，進(jìn)行下一次任務(wù)時(shí)需要受試者迅速切換狀態(tài)開始配置新的任務(wù)集，這一過(guò)程花費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng)、錯(cuò)誤率越高，額葉損傷越嚴(yán)重?；颊哐芯勘砻鳎~頂葉病變，特別是右半球病變，對(duì)持續(xù)注意力有強(qiáng)烈影響，并降低患者在沒(méi)有警告信號(hào)的情況下維持警覺狀態(tài)的能力［8］。Russo等人研究也指出，腦損傷拳擊運(yùn)動(dòng)員在任務(wù)轉(zhuǎn)化方面與對(duì)照組存在顯著的差異［9］。在拳擊比賽中，由于拳擊手的頭部尤其是前額經(jīng)常受到對(duì)手的擊打，并且損傷程度與訓(xùn)練年限、運(yùn)動(dòng)水平呈正相關(guān)，本次實(shí)驗(yàn)的行為學(xué)結(jié)果與Russo的發(fā)現(xiàn)相似，提示健將運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)速度和準(zhǔn)確程度都比二級(jí)運(yùn)動(dòng)員差。

在注意網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)中，健將運(yùn)動(dòng)員的警覺網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)好于二級(jí)運(yùn)動(dòng)員。警覺網(wǎng)絡(luò)由右側(cè)額葉、頂葉皮層和丘腦組成［10］，額葉損傷破壞了在短時(shí)間內(nèi)快速反應(yīng)所需的注意過(guò)程，RT與警覺網(wǎng)絡(luò)緊密相關(guān)，根據(jù)Posner的注意模型，警覺網(wǎng)絡(luò)涉及維持反應(yīng)的準(zhǔn)備狀態(tài)，警覺性的損害會(huì)導(dǎo)致在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中無(wú)法產(chǎn)生快速反應(yīng)［11］。而健將運(yùn)動(dòng)員的RT與警覺效應(yīng)卻與這一原則相違背，對(duì)這一現(xiàn)象的解釋是拳擊手有一種特殊的策略——“不抑制”他們的行為，因?yàn)樵谡嬲馁悎?chǎng)上，運(yùn)動(dòng)員很難在相當(dāng)短的時(shí)間里調(diào)整已經(jīng)開始得非?？焖俚膭?dòng)作。

4.2 影像學(xué)分析

影像學(xué)結(jié)果顯示，警覺網(wǎng)絡(luò)（P＝0.03）和定向網(wǎng)絡(luò)（P＝0.04）中健將運(yùn)動(dòng)員與二級(jí)運(yùn)動(dòng)員在rIGF處激活具有顯著性差異。定向網(wǎng)絡(luò)包括頂葉皮層和額葉視區(qū)，通過(guò)在視覺空間中分離、轉(zhuǎn)移和重新吸引注意力，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的選擇。rIPL是額葉四個(gè)主要的腦回之一，額葉不僅在運(yùn)動(dòng)與思維等方面具有重要作用，還可能是抑制和注意控制的關(guān)鍵區(qū)域［10］。拳擊運(yùn)動(dòng)作為一項(xiàng)開放性和對(duì)抗性極強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)，在比賽中要求運(yùn)動(dòng)員既要保持較高的警覺性以應(yīng)對(duì)對(duì)手的攻擊，又要及時(shí)策劃應(yīng)對(duì)攻擊的方案，rIGF血氧激活量越高，供氧能力越高，越能滿足比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員的注意需要。

圖六 兩組運(yùn)動(dòng)員在rDLPFC處血氧激活量差值比較

執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)中健將運(yùn)動(dòng)員與二級(jí)運(yùn)動(dòng)員在rDLPFC處差異較為明顯（P＝0.003），圖6為二者的差值比較。rDLPFC是一個(gè)備受關(guān)注的區(qū)域，在認(rèn)知過(guò)程中扮演著十分重要的角色，并且與執(zhí)行控制功能密切相關(guān)，與運(yùn)動(dòng)皮層也有著有直接的聯(lián)系，負(fù)責(zé)將前額葉皮層對(duì)其他行為的控制轉(zhuǎn)化為實(shí)際的行動(dòng)［12］。已有的研究證明執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)處理沖突，有效加工當(dāng)前任務(wù)。在比賽中，運(yùn)動(dòng)員既需要保護(hù)自己不受傷又要不斷攻擊對(duì)方的有效部位爭(zhēng)取獲得更高得分，這就需要運(yùn)動(dòng)員快速處理來(lái)自外界環(huán)境和對(duì)手的干擾因素，rDLPFC激活區(qū)域越大，象征著運(yùn)動(dòng)員的執(zhí)行控制能力越強(qiáng)。有學(xué)者認(rèn)為，rDLPFC葉擔(dān)任著“法官”的角色，這個(gè)說(shuō)法也側(cè)面反映了其與執(zhí)行控制功能的關(guān)系［2］；研究表明，采用經(jīng)顱電流刺激rDLPFC后，受試者的認(rèn)知靈活性得到改善。健將運(yùn)動(dòng)員較二級(jí)運(yùn)動(dòng)員在rDLPFC激活明顯，說(shuō)明健將運(yùn)動(dòng)員相較于二級(jí)運(yùn)動(dòng)員處理沖突的能力較強(qiáng)，執(zhí)行控制能力較強(qiáng)。

5 結(jié)論

1.拳擊運(yùn)動(dòng)員的級(jí)別越高，警覺、執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)越強(qiáng)。

2.rDLPFC激活區(qū)域越大，拳擊運(yùn)動(dòng)員執(zhí)行控制功能越強(qiáng)。