舞蹈運(yùn)動(dòng)員節(jié)奏感知同步優(yōu)勢(shì)及大腦神經(jīng)活動(dòng)特點(diǎn)

金鑫虹，王小宇，王碧野，王怡萱，周成林*

節(jié)奏感知（rhythm perception）是協(xié)調(diào)外界環(huán)境感知與動(dòng)作同步的核心能力，人們?cè)谕瓿苫緞?dòng)作（如走路、拍手、說話）時(shí)，感知系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)形成了規(guī)律性的節(jié)奏同步效應(yīng)。但是，日常生活中時(shí)常出現(xiàn)“動(dòng)作不協(xié)調(diào)”現(xiàn)象，表現(xiàn)為肢體動(dòng)作與外界節(jié)奏無法產(chǎn)生同步響應(yīng)。在競技運(yùn)動(dòng)賽場上，有效地響應(yīng)來自外界刺激的同步信號(hào)，是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)技能的基本環(huán)節(jié)。舞蹈作為協(xié)調(diào)外界刺激感知和肢體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)最突出的項(xiàng)目之一，已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

感覺運(yùn)動(dòng)同步（sensorimotor synchronization）實(shí)現(xiàn)了個(gè)體動(dòng)作與節(jié)奏在時(shí)間上的協(xié)調(diào)（Repp et al.，2013），體現(xiàn)了節(jié)奏加工的本質(zhì)屬性（潘祿等，2015），是一項(xiàng)重要的認(rèn)知能力（Honing，2012）。目前，常用手指打拍子任務(wù)（finger?tapping task）作為研究范式，探討感覺運(yùn)動(dòng)同步的動(dòng)作表現(xiàn)。其中，節(jié)奏自身屬性是影響感覺運(yùn)動(dòng)同步的主要因素之一。人們傾向?qū)^短時(shí)間節(jié)奏（250～400 ms）判斷過長，而對(duì)較長節(jié)奏（600 ms～2 s）判斷較短，對(duì)400～600 ms節(jié)奏的判斷績效最好（Ra?jendran et al.，2018）。因此，有研究指出，人體自發(fā)動(dòng)作節(jié)奏的最佳頻率約為 2 Hz（Repp et al.，2013；Will et al.，2007），這一機(jī)制影響了注意、時(shí)間預(yù)期和動(dòng)作協(xié)同等能力（Large et al.，2015）。還有研究表明，節(jié)奏感知的同步響應(yīng)能力與感覺通道相關(guān)，但受到個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的影響（Blais et al.，2015；London et al.，2016；Repp et al.，2013；Su，2014）。前期在不同感覺通道下，對(duì)200～1 200 ms間隔的節(jié)奏同步研究中發(fā)現(xiàn)，與無舞蹈經(jīng)驗(yàn)組相比，舞蹈運(yùn)動(dòng)員對(duì)聽覺節(jié)奏同步優(yōu)勢(shì)顯著，且在較寬的頻段內(nèi)同步績效較好（Jin et al.，2019）。但該研究并未對(duì)舞蹈運(yùn)動(dòng)員節(jié)奏感知同步優(yōu)勢(shì)的機(jī)制進(jìn)行深入探討。

“有節(jié)奏的大腦”（the rhythmic brain）模型提出了大腦神經(jīng)語言的時(shí)間特性和音樂節(jié)奏特性的相似性，認(rèn)為節(jié)奏也是大腦神經(jīng)活動(dòng)的本質(zhì)屬性之一（潘祿等，2015）。共振理論提出，神經(jīng)振蕩（neural oscillations）是大腦在節(jié)奏感知中的關(guān)鍵特征，神經(jīng)興奮的節(jié)律性波動(dòng)是同步能力的基礎(chǔ)（Large et al.，2009），可對(duì)外界刺激與同步動(dòng)作進(jìn)行協(xié)調(diào)響應(yīng)，協(xié)調(diào)的基本過程是內(nèi)部振蕩的相位和周期適應(yīng)外部刺激的過程（Palmer et al.，2014）。神經(jīng)振蕩可以通過非侵入性手段腦電圖（electroencephalograph，EEG）進(jìn)行測(cè)量，反映神經(jīng)元組的同步興奮性波動(dòng)（Fries，2005）。當(dāng)神經(jīng)振蕩與外界刺激保持規(guī)律性一致時(shí)，神經(jīng)會(huì)處于高興奮狀態(tài)，并且與音樂的內(nèi)在旋律保持一致。例如，當(dāng)向聽眾呈現(xiàn)2.4 Hz的音樂時(shí)，在測(cè)量的EEG中可以看到2.4 Hz的響應(yīng)（Nozaradan et al.，2011）。事件相關(guān)電位（event?related potentials，ERPs）可測(cè)量特定刺激出現(xiàn)或消失在大腦所產(chǎn)生的電位變化，有助于考查大腦完成節(jié)奏同步過程的機(jī)制。在節(jié)奏感知過程中，N1和P2是探討較多的成分，與節(jié)奏刺激相關(guān)。N1成分是預(yù)測(cè)過程的重要成分之一，P2成分則對(duì)識(shí)別加工過程較敏感，受到認(rèn)知負(fù)荷水平的影響（Crowley et al.，2004）。在一項(xiàng)考察聲音節(jié)律對(duì)大腦神經(jīng)振蕩誘發(fā)特征的研究中發(fā)現(xiàn)，聲音節(jié)奏可誘發(fā)神經(jīng)振蕩同步化和N1成分，當(dāng)外界節(jié)律結(jié)束后仍能探測(cè)到神經(jīng)振蕩同步化，提示，外界節(jié)律與神經(jīng)振蕩同步化過程不僅受到外界節(jié)律的影響，也包括了內(nèi)部時(shí)機(jī)加工過程（Stupacher et al.，2016）。

基于舞蹈經(jīng)驗(yàn)可提高節(jié)奏同步績效的研究結(jié)果（Jin et al.，2019；Karpati et al.，2016；Miura et al.，2016），本研究選取人體偏好節(jié)奏頻率（2 Hz）下的3種節(jié)奏刺激（視覺、聽覺和視聽同步節(jié)奏），考察舞蹈運(yùn)動(dòng)員是否仍存在節(jié)奏感知優(yōu)勢(shì)以及這一優(yōu)勢(shì)的大腦神經(jīng)活動(dòng)特征。由此，本研究假設(shè)，即使在人體適宜動(dòng)作頻率下，舞蹈運(yùn)動(dòng)員仍表現(xiàn)出聽覺相關(guān)節(jié)奏感知優(yōu)勢(shì)，即同步性績效更好，更加穩(wěn)定，而這一優(yōu)勢(shì)與其大腦神經(jīng)活動(dòng)相關(guān)，表現(xiàn)為2 Hz頻段下神經(jīng)活動(dòng)能量更大，但較少分配注意資源。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

招募體育學(xué)院體育舞蹈專業(yè)運(yùn)動(dòng)員32名［10名男性，平均年齡（19.8±1.8）歲］作為舞蹈組，平均舞蹈訓(xùn)練年限（8.5±3.7）年，平均每周舞蹈訓(xùn)練時(shí)間（10.78±1.96）h。招募無舞蹈和音樂經(jīng)驗(yàn)的普通大學(xué)生31名［10名男性，平均年齡（22.6±3.1）歲］為對(duì)照組。所有被試聽力、視力或矯正視力正常，均為右利手，健康狀況良好，無任何心理、精神疾病，自愿參與本次實(shí)驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)刺激材料分為視覺節(jié)奏、聽覺節(jié)奏和視聽同步節(jié)奏3種類型，要求被試將右手食指放于鍵盤“M”鍵上完成節(jié)奏同步打拍子任務(wù)。視覺節(jié)奏刺激為在灰色背景正中均勻閃爍的藍(lán)色圓圈（直徑為2.5 cm），呈現(xiàn)時(shí)間是40 ms。聲音節(jié)奏刺激為低音調(diào)（500 Hz）的純音“beep”，呈現(xiàn)時(shí)間也為40 ms。視聽同步節(jié)奏刺激為聽覺刺激和聲音刺激同時(shí)出現(xiàn)，呈現(xiàn)時(shí)間 40 ms（Blais et al.，2015；Jin et al.，2019）。刺激呈現(xiàn)的時(shí)間間隔為500 ms，即120 BPM，頻率為2 Hz。

實(shí)驗(yàn)程序采用Matlab（2013a）中的Psychotoolbox 3.0進(jìn)行代碼編輯和運(yùn)行，并在臺(tái)式電腦上進(jìn)行視覺刺激的呈現(xiàn)和聽覺刺激播放。被試與屏幕相隔1 m。視覺刺激呈現(xiàn)在19寸的顯示器上，顯示器刷新率為60 Hz，分辨率為1 440×900 dpi。聽覺刺激采用入耳式耳機(jī)進(jìn)行播放，音量為被試舒適的音量。被試按鍵在鍵盤上進(jìn)行。

1.3 實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立隔音的房間進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)開始前，被試閱讀并簽署知情同意書。被試填寫基本信息后，保持舒適的姿勢(shì)在電腦前坐好，距離電腦屏幕1 m。在了解實(shí)驗(yàn)程序和任務(wù)要求之后，佩戴腦電帽，帶上入耳式耳機(jī)進(jìn)行節(jié)奏感知同步任務(wù)。在每個(gè)試次開始之前，屏幕上會(huì)呈現(xiàn)注視點(diǎn)“＋”1 000 ms，然后出現(xiàn)同步節(jié)奏刺激10次，試次結(jié)束后，呈現(xiàn)2～6 s隨機(jī)空屏?xí)r間，然后進(jìn)行下一個(gè)試次。聽覺節(jié)奏同步任務(wù)中，屏幕上會(huì)一直呈現(xiàn)注視點(diǎn)“＋”，要求被試全程睜著眼睛，而在視覺和視聽雙通道節(jié)奏同步任務(wù)中，黑色注視點(diǎn)會(huì)變成閃爍的藍(lán)色圓點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過程中要求被試集中注意力，在節(jié)奏刺激出現(xiàn)同時(shí)按鍵盤中的“M”鍵進(jìn)行同步反應(yīng)，要求被試的按鍵與節(jié)奏越同步越好。每個(gè)block中500 ms節(jié)奏出現(xiàn)10個(gè)試次，實(shí)驗(yàn)共4個(gè)block，節(jié)奏刺激類型在被試間均衡。為了避免被試產(chǎn)生練習(xí)效應(yīng)，每個(gè)block中會(huì)出現(xiàn)其他節(jié)奏時(shí)間間隔（Jin et al.，2019）共20試次，但不記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)當(dāng)中。

1.4 數(shù)據(jù)采集與處理

1.4.1 行為數(shù)據(jù)

手指打拍子任務(wù)主要考察的是節(jié)奏出現(xiàn)的時(shí)機(jī)與手指打拍子時(shí)機(jī)之間同步性（synchrony）和異步性（asyn?chrony）特征（Blais et al.，2015；Chen et al.，2002）。同步性和異步性是通過平均每個(gè)刺激呈現(xiàn)與被試相應(yīng)打拍子之間的時(shí)間差值計(jì)算的，是測(cè)試同步反應(yīng)的準(zhǔn)確性指標(biāo)。同步反應(yīng)時(shí)間將由被試在按下鍵盤時(shí)開始計(jì)算時(shí)間，數(shù)據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)：1）當(dāng)被試按鍵正好落在兩個(gè)刺激之間時(shí)，其被分配給先前的節(jié)奏刺激；2）如果被試在呈現(xiàn)刺激時(shí)沒有按下鍵盤，最后輸出結(jié)果則刪除該試次數(shù)據(jù)；3）如果被試在一系列節(jié)奏出現(xiàn)時(shí)，直到第二拍出現(xiàn)時(shí)才對(duì)第一拍進(jìn)行反應(yīng)，則從輸出結(jié)果中刪除該次反應(yīng)（Jin et al.，2019）。

平均異步性可考查節(jié)奏同步的策略，平均異步性為正值，即多在節(jié)奏刺激出現(xiàn)后進(jìn)行反應(yīng)，則表現(xiàn)為追蹤時(shí)機(jī)策略；若平均異步性為負(fù)，則多在刺激之前進(jìn)行按鍵同步，為預(yù)測(cè)時(shí)機(jī)策略。以每次按鍵與節(jié)奏刺激之間時(shí)間差的絕對(duì)值（絕對(duì)異步性，absolute asynchrony）表示節(jié)奏同步的準(zhǔn)確性，以避免不同策略的影響（Dione et al.，2015）。節(jié)奏同步異步性的標(biāo)準(zhǔn)差（SD）用來估計(jì)被試同步協(xié)調(diào)的穩(wěn)定性（Blais et al.，2015；Chen et al.，2002）。

1.4.2 腦電數(shù)據(jù)

腦電數(shù)據(jù)采集使用德國Brain Products公司的EEG記錄與分析系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量（帶寬0.01～100 Hz，采樣率1 000 Hz），采用Ag/Agcl電極。按國際10?20系統(tǒng)擴(kuò)展的64導(dǎo)電極帽記錄EEG，在右眼外眶下表面1 cm處采用電極記錄水平眼電（horizontal electrooculogram，HEOG），在左側(cè)眼眶下表面1 cm處采用電極記錄垂直眼電（vertical electrooculogram，VEOG），電極阻抗保持在5 kΩ以下。

EEG數(shù)據(jù)采用Brain Product Analyzer軟件對(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，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）；采用ICA方法去除眼電偽跡；波幅大于±100 μV的視為偽跡自動(dòng)去除。采用復(fù)莫萊小波變換（complex morlet wavelet transforma?tions，CWT）對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析（Mallat，1999）。CWT分析采用以下參數(shù)：中心頻率fc=1 Hz，頻譜帶寬fb=1.5 Hz，線性頻率為0.5～30.0 Hz，分辨率為0.05 Hz。根據(jù)以往文獻(xiàn)和預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（Stupacher et al.，2016），本研究選取 Fz電極點(diǎn)，對(duì) 2 Hz、delta（1～4 Hz）、alpha（8～13 Hz）和low beta（13～20 Hz）計(jì)算功率譜能量，反應(yīng)大腦對(duì)節(jié)奏刺激的神經(jīng)振蕩活動(dòng)特征。

ERP數(shù)據(jù)預(yù)處理：刺激誘發(fā)的ERP，以每個(gè)刺激出現(xiàn)為0點(diǎn)，取之前100 ms至之后400 ms對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，并以0點(diǎn)前100 ms做基線矯正，然后采用MATLAB軟件（Version，2015b，The Mathworks，Inc.，Natick，MA）和EEGLab工具箱對(duì)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，根據(jù)3種節(jié)奏形式下的總平均和腦地形圖特征，找到N1、P2成分。其中，N1成分選取Fz和FCz電極，以3種節(jié)奏條件波峰為中心，聽覺節(jié)奏N1成分時(shí)間窗為70～140 ms，視覺節(jié)奏為85～155 ms，視聽節(jié)奏為100～170 ms。選取FCz和Cz兩電極對(duì)P2成分進(jìn)行分析，P2成分聽覺節(jié)奏時(shí)間窗為150～220 ms，視覺節(jié)奏時(shí)間窗為160～230 ms，視聽節(jié)奏為170～240 ms。

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)其進(jìn)行2組別（舞蹈運(yùn)動(dòng)員和對(duì)照組）×3節(jié)奏類型（聽覺節(jié)奏、視覺節(jié)奏和視聽節(jié)奏）的重復(fù)測(cè)量方差分析。在統(tǒng)計(jì)分析中使用Mauchly球型檢驗(yàn)評(píng)估數(shù)據(jù)的方差齊性，對(duì)不滿足球型檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量采用Greenhouse?Geisser法進(jìn)行自由度矯正。統(tǒng)計(jì)顯著水平設(shè)定為P＜0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 節(jié)奏同步行為績效結(jié)果

2.1.1 平均異步性

舞蹈組和對(duì)照組節(jié)奏同步的平均異步性結(jié)果（圖1）顯示，舞蹈組在3種節(jié)奏刺激同步任務(wù)中，平均異步性均呈現(xiàn)負(fù)值，即采取了預(yù)測(cè)策略；對(duì)照組在視聽雙通道任務(wù)中平均異步性為正值，體現(xiàn)出追蹤的策略傾向。同時(shí)，舞蹈組在聽覺和視聽節(jié)奏下同步平均異步性小于視覺刺激，對(duì)照組只在視覺刺激中，平均異步性與零更接近。

圖1 節(jié)奏同步的平均異步性Figure 1. Mean Asynchrony of Rhythm Synchronization

2.1.2 同步準(zhǔn)確性——絕對(duì)異步性

絕對(duì)異步性反映了節(jié)奏感知同步的準(zhǔn)確性，對(duì)兩組被試同步的絕對(duì)異步性進(jìn)行2×3重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果顯示 ，節(jié)奏類型主 效 應(yīng) 顯著［F（2，122）=5.195，P=0.012，ηp2=0.078］，視聽雙通道節(jié)奏絕對(duì)異步性［（23.72±2.65）ms］顯著小于視覺節(jié)奏［（35.84±4.25）ms］，即對(duì)視聽雙通道節(jié)奏的同步準(zhǔn)確性顯著優(yōu)于視覺節(jié)奏，P=0.029。組間主效應(yīng)顯著［F（1，61）=4.334，P=0.042，ηp2=0.066］，舞蹈組絕對(duì)異步值［（23.47±3.17）ms］顯著小于對(duì)照組［（32.88±3.22）ms］，即舞蹈組節(jié)奏同步的準(zhǔn)確性高于對(duì)照組。但組 別 × 節(jié) 奏 間 隔交 互 作 用 不顯著［F（2，122）=0.113，P=0.843；圖2］。

圖2 節(jié)奏同步的絕對(duì)異步性Figure 2. Absolute Asynchrony of Rhythm Synchronization

2.1.3 同步穩(wěn)定性——標(biāo)準(zhǔn)差

對(duì)節(jié)奏同步過程的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行2×3重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)顯著［F（2，122）=181.423，P＜0.001，ηp2=0.748］，視覺節(jié)奏刺激同步的標(biāo)準(zhǔn)差（71.13±2.05）顯著大于聽覺節(jié)奏（38.93±1.44）和視聽節(jié)奏（38.99±1.63），即對(duì)聽覺和視聽節(jié)奏的同步穩(wěn)定性顯著優(yōu)于視覺節(jié)奏，P＜0.001。組間主效應(yīng)［F（1，61）=1.210，P=0.276］、組 別×節(jié)奏間隔交 互 作 用［F（2，122）=0.741，P=0.452］，均不顯著（圖3）。

圖3 節(jié)奏異步性標(biāo)準(zhǔn)差Figure 3. Standard Deviation of the Asynchrony

上述研究結(jié)果表明，舞蹈運(yùn)動(dòng)員節(jié)奏感知同步多采用預(yù)測(cè)策略，對(duì)500 ms間隔節(jié)奏的感覺運(yùn)動(dòng)同步準(zhǔn)確性高于對(duì)照組，且聽覺和視聽節(jié)奏感知同步能力優(yōu)于視覺節(jié)奏。

2.2 節(jié)奏同步的大腦神經(jīng)活動(dòng)特征

2.2.1 2 Hz頻率

對(duì)兩組在節(jié)奏感知同步過程中（圖4），2 Hz頻率下的能量進(jìn)行2×3重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)顯著［F（2，122）=4.732，P=0.011，ηp2=0.072］，視覺節(jié)奏下能量［（14.93±0.42）dB］顯著小于聽覺節(jié)奏［（16.17±0.33）dB，P=0.032］和視聽節(jié)奏［（16.04±0.35）dB，P=0.046］，即在聽覺和視聽雙通道節(jié)奏感知?jiǎng)幼魍綍r(shí)，大腦神經(jīng)活動(dòng)在2 Hz節(jié)奏頻率下更加活躍。同時(shí)，兩組2 Hz頻段活動(dòng)組間主效應(yīng)顯著［F（1，61）=5.76，P=0.019，ηp2=0.086］，舞蹈組節(jié)奏感知2 Hz能量［（16.36±0.38）dB］顯著大于對(duì)照組［（15.07±0.38）dB］，即節(jié)奏同步過程中，舞蹈組與節(jié)奏頻率共振的神經(jīng)活動(dòng)更活躍。但組別×節(jié)奏類型交互作用不顯著［F（2，122）=0.175，P=0.835］。

圖4 Fz電極下被試在3種節(jié)奏類型下的2 Hz能量Figure 4. 2 Hz Power of Three Rhythm Types at Fz Electrode

2.2.2 delta波能量

對(duì)兩組被試在節(jié)奏同步過程中，delta波能量進(jìn)行2×3重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)顯著［F（2，122）=4.42，P=0.016，ηp2=0.068］，視覺節(jié)奏下delta能量［（14.12±0.35）dB］顯著小于聽覺節(jié)奏［（15.16±0.31）dB，P=0.041］和視聽雙通道節(jié)奏［（14.99±0.32）dB，P=0.031；圖5］。組別×節(jié)奏類型交互作用不顯著［F（2，122）=0.04，P=0.953］，兩組被試 delta 能量組間主效應(yīng)不顯著［F（1，61）=3.73，P=0.058］。

圖5 Fz電極下兩組被試在3種節(jié)奏類型下的delta能量Figure 5. Delta Power of Three Rhythm Types at Fz Electrode in the Two Groups

2.2.3 alpha波能量

alpha波能量的2×3重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)［F（2，122）=1.37，P=0.258］、節(jié)奏類型×組別交互作用［F（2，122）=0.82，P=0.440］、組別主效應(yīng)［F（1，61）=0.62，P=0.435］，均不顯著。

2.2.4 low beta波能量

low beta波能量的2×3重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)［F（2，122）=0.16，P=0.849］、節(jié)奏類型×組別交互作用［F（2，122）=2.26，P=0.110］、組別主效應(yīng)［F（1，61）=2.91，P=0.093］，均不顯著。

研究表明，節(jié)奏同步過程中，大腦神經(jīng)活動(dòng)與外界節(jié)奏振蕩同步，舞蹈運(yùn)動(dòng)員2 Hz神經(jīng)共振能量更大，且在2 Hz和delta頻段下，聽覺和視聽節(jié)奏振蕩大于視覺節(jié)奏。

2.3 節(jié)奏同步的事件相關(guān)電位特征

2.3.1 節(jié)奏刺激N1成分

對(duì)節(jié)奏刺激誘發(fā)的N1成分振幅進(jìn)行2組別（舞蹈組、對(duì)照組）×3節(jié)奏類型（聽覺節(jié)奏、視覺節(jié)奏、視聽節(jié)奏）×2電極點(diǎn)（Fz和FCz）重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)［F（2，122）=1.68，P=0.190］、組間主效應(yīng)［F（1，61）=1.02，P=0.316］、電極點(diǎn)主效應(yīng)［F（1，61）=1.59，P=0.213］，以及交互作用均不顯著（P＞0.05）。

N1潛伏期重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)顯著［F（2，122）=75.22，P＜0.000 1，ηp2=0.552］，視聽雙通道刺激節(jié)奏潛伏期［（142.17±2.06）ms］顯著慢于聽覺刺激［（106.42±2.31）ms］和視覺節(jié)奏［（123.01±2.03）ms］。組別×節(jié)奏類型×電極點(diǎn)交互作用邊緣顯著［F（2，122）=3.08，P=0.054，ηp2=0.048］，簡單效應(yīng)分析顯示（圖6），對(duì)照組中，在Fz電極點(diǎn)下，視聽節(jié)奏N1潛伏期顯著慢于聽覺節(jié)奏和視覺節(jié)奏；在FCz電極下，聽覺節(jié)奏顯著快于視覺節(jié)奏和視聽節(jié)奏，視聽節(jié)奏顯著更慢；在FCz電極下，聽覺節(jié)奏N1潛伏期顯著快于Fz點(diǎn)（P=0.021），但視聽節(jié)奏相反，F(xiàn)z電極顯著快于FCz電極點(diǎn)（P=0.037）。在舞蹈組中，F(xiàn)z和FCz電極下，聽覺節(jié)奏N1潛伏期顯著快于視覺節(jié)奏和視聽節(jié)奏，視聽節(jié)奏顯著最慢（P＜0.01）。

圖6 對(duì)照組和舞蹈組在3種節(jié)奏類型下刺激誘發(fā)N1成分Figure 6. Induced N1 Component under Three Rhythm Types in Control Group and Dance Group

2.3.2 節(jié)奏刺激P2成分

對(duì)節(jié)奏刺激誘發(fā)的P2成分振幅進(jìn)行2×3×2重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)顯著［F（2，122）=39.55，P＜0.000 1，ηp2=0.393］，視覺節(jié)奏誘發(fā)的P2成分振幅［（0.65±0.20）μV］顯著小于聽覺刺激［（2.37±0.21）μV］和視聽雙通道刺激節(jié)奏［（2.71±0.26）μV，P＜0.000 1］。組間主效應(yīng)［F（1，61）=0.66，P=0.421］、電極點(diǎn)主效應(yīng)［F（1，61）=0.30，P=0.589］、組別×節(jié)奏類型交互作用［F（2，122）=1.15，P=0.314］、組別×節(jié)奏類型×電極點(diǎn)交互作用［F（2，122）=1.21，P=0.303］，均不顯著。

對(duì)P2潛伏期進(jìn)行2×3×2重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，節(jié)奏類型主效應(yīng)顯著［F（2，122）=34.56，P＜0.000 1，ηp2=0.362］，聽覺節(jié)奏刺激P2潛伏期［（178.27±2.17）ms］顯著快于視覺節(jié)奏［（197.04±2.58）ms］和視聽節(jié)奏［（203.72±2.26）ms，P＜0.000 1］。組間主效應(yīng)［F（1，61）=0.551，P=0.461］、組別×節(jié)奏類型交互作用［F（2，122）=2.25，P=0.110］、組別×節(jié)奏類型×電極點(diǎn)交互作用［F（2，122）=0.259，P=0.735］，均不顯著（圖7）。

圖7 對(duì)照組和舞蹈組在3種節(jié)奏類型下刺激誘發(fā)P2成分Figure 7. Induced P2 Component under Three Rhythm Types in Control Group and Dance Group

研究顯示，聽覺節(jié)奏刺激誘發(fā)的N1成分和P2成分探測(cè)速度均快于視覺節(jié)奏和視聽節(jié)奏，視聽雙通道節(jié)奏探測(cè)速度最慢，個(gè)體對(duì)聽覺刺激更敏感，且在腦區(qū)間存在差異，同時(shí)，聽覺和視聽節(jié)奏誘發(fā)的P2成分振幅更大，注意加工程度更深。

3 討論

節(jié)奏感知體現(xiàn)了個(gè)體與外界環(huán)境的協(xié)調(diào)同步過程，是感知-運(yùn)動(dòng)過程的重要能力之一。本研究在舞蹈經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)節(jié)奏感知的前期研究基礎(chǔ)上，選取簡單的、適宜人體動(dòng)作頻率的500 ms時(shí)間間隔節(jié)奏刺激，考察在聽覺、視覺和視聽雙通道節(jié)奏同步任務(wù)中，舞蹈運(yùn)動(dòng)員的節(jié)奏感知同步及大腦神經(jīng)活動(dòng)特點(diǎn)。研究結(jié)果提示，在適宜節(jié)奏條件下，舞蹈運(yùn)動(dòng)員仍存在節(jié)奏同步優(yōu)勢(shì)，對(duì)不同感覺通道的節(jié)奏感知能力均優(yōu)于普通人，表現(xiàn)為節(jié)奏同步的準(zhǔn)確性高，多采用預(yù)測(cè)節(jié)奏策略，這一動(dòng)作同步優(yōu)勢(shì)與大腦神經(jīng)振蕩和外界節(jié)奏共振強(qiáng)度相關(guān)。

3.1 舞蹈運(yùn)動(dòng)員節(jié)奏感知同步行為優(yōu)勢(shì)特征

在眾多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，體育舞蹈集舞蹈藝術(shù)與運(yùn)動(dòng)特征于一體，舞蹈運(yùn)動(dòng)員在感知節(jié)奏的同時(shí)需要配合肢體的動(dòng)作進(jìn)行協(xié)調(diào)同步，是節(jié)奏感知的典型行為表現(xiàn)?？疾煳璧高\(yùn)動(dòng)員節(jié)奏感知特征是研究節(jié)奏感知與動(dòng)作協(xié)調(diào)的有效途徑。在同步打拍子過程中，個(gè)體常常會(huì)在節(jié)奏之前進(jìn)行同步響應(yīng)，這一現(xiàn)象稱為負(fù)平均異步性（nega?tive mean asynchrony）（Repp，2005）。有研究顯示，負(fù)平均異步性與音樂訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)和感覺通道均相關(guān)（Repp，2005）。對(duì)比平均異步性可發(fā)現(xiàn)，舞蹈運(yùn)動(dòng)員對(duì)3種節(jié)奏類型均顯示出負(fù)平均異步性特征，傾向在刺激出現(xiàn)之前進(jìn)行預(yù)測(cè)同步響應(yīng)，視覺節(jié)奏的負(fù)平均異步性更明顯，這與前期發(fā)現(xiàn)的舞蹈運(yùn)動(dòng)員對(duì)視覺節(jié)奏同步績效較差結(jié)果相符（Jin et al.，2019）；對(duì)照組在視覺節(jié)奏方面平均異步性接近零，但是視聽節(jié)奏同步情況下，同步策略為追蹤。換言之，兩組被試對(duì)感覺通道節(jié)奏刺激進(jìn)行同步時(shí)采取的策略不同，并且受到了感覺通道的影響。兩組被試平均異步性的差異可以理解為感覺通道優(yōu)勢(shì)特征的不同，舞蹈運(yùn)動(dòng)員對(duì)于聽覺相關(guān)的節(jié)奏刺激更加敏感，而對(duì)照組則對(duì)視覺刺激較敏感，這與前期研究結(jié)果一致（Jin et al.，2019）。

對(duì)節(jié)奏同步的絕對(duì)異步性結(jié)果提示，舞蹈運(yùn)動(dòng)員在不同感覺通道下的節(jié)奏同步任務(wù)績效均顯著優(yōu)于對(duì)照組，3種節(jié)奏刺激中視覺節(jié)奏的同步準(zhǔn)確性較差，視聽節(jié)奏同步性最佳，這一結(jié)果與前人的行為研究成果一致（Repp et al.，2013），但本研究未發(fā)現(xiàn)兩者之間存在交互作用。這可能與本研究選取的節(jié)奏頻率為多數(shù)人偏好的節(jié)奏，動(dòng)作同步難度較小有關(guān)。而同步穩(wěn)定性結(jié)果再一次證實(shí)了感覺通道間差異，視覺節(jié)奏同步的穩(wěn)定性明顯差于聽覺節(jié)奏與視聽節(jié)奏，這與日常生活中常見的節(jié)奏刺激多為聽覺音樂形式相關(guān)，人們對(duì)聽覺節(jié)奏則更加敏感。同時(shí)，雙通道節(jié)奏較單通道信息量更豐富，在節(jié)奏同步過程中可參考信息更多，提高了準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。由此可以推測(cè)，舞蹈運(yùn)動(dòng)員在節(jié)奏感知同步中的優(yōu)勢(shì)與其長期的訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，在訓(xùn)練和比賽中，舞蹈運(yùn)動(dòng)員需要準(zhǔn)確對(duì)每個(gè)節(jié)拍進(jìn)行踩點(diǎn)并協(xié)調(diào)外界節(jié)奏，舞蹈訓(xùn)練不僅可以提高復(fù)雜節(jié)奏的感知能力，對(duì)于個(gè)體的適宜節(jié)奏同步也有促進(jìn)作用。

3.2 舞蹈運(yùn)動(dòng)員節(jié)奏感知同步神經(jīng)活動(dòng)優(yōu)勢(shì)特征

舞蹈經(jīng)驗(yàn)可提高個(gè)體在節(jié)奏感知過程中的準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性已得到一些研究的證實(shí)（Jin et al.，2019；Miura et al.，2011，2016），但以往研究多以行為特征為主，鮮見對(duì)舞蹈經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)節(jié)奏感知的神經(jīng)機(jī)制探討。因此，本研究進(jìn)一步考察了節(jié)奏感知同步過程中的大腦神經(jīng)活動(dòng)特征，試圖解釋舞蹈運(yùn)動(dòng)員的節(jié)奏感知同步優(yōu)勢(shì)。本研究發(fā)現(xiàn)，在2 Hz的節(jié)奏同步過程中，所有被試均檢測(cè)出2 Hz的神經(jīng)振蕩，說明大腦神經(jīng)振蕩與外界節(jié)奏刺激發(fā)生了同步化，這一結(jié)果印證了共振理論（Large et al.，2009）。有趣的是，舞蹈運(yùn)動(dòng)員神經(jīng)振蕩2 Hz能量顯著大于對(duì)照組，即外界節(jié)奏-大腦神經(jīng)活動(dòng)共振更加顯著，節(jié)奏與大腦神經(jīng)活動(dòng)的同步化可能是舞蹈運(yùn)動(dòng)員節(jié)奏感知同步優(yōu)勢(shì)的主要原因。在感覺通道方面，聽覺節(jié)奏和視聽節(jié)奏下大腦2 Hz神經(jīng)振蕩能量明顯大于視覺節(jié)奏，兩組被試在聽覺相關(guān)的節(jié)奏同步中誘發(fā)了更大的神經(jīng)共振，這也解釋了聽覺相關(guān)節(jié)奏同步績效更優(yōu)的行為表現(xiàn)。由此推測(cè)，在節(jié)奏感知同步過程中，外界節(jié)奏與神經(jīng)振蕩同步起到了重要作用，當(dāng)大腦神經(jīng)活動(dòng)與外界節(jié)奏刺激產(chǎn)生共振時(shí)，動(dòng)作同步性更好。而在delta能量中，視覺節(jié)奏能量明顯低于聽覺與視聽節(jié)奏，再一次表明了節(jié)奏感知過程中神經(jīng)振蕩與動(dòng)作同步的關(guān)系。然而，在2 Hz和delta頻段的能量中，聽覺節(jié)奏的神經(jīng)振蕩平均能量較視聽雙通道更大，導(dǎo)致這一結(jié)果的可能原因是，在簡單的雙通道節(jié)奏刺激感知過程中，雙通道的促進(jìn)作用較聽覺節(jié)奏而言并不顯著。在對(duì)alpha和low beta能量檢驗(yàn)中，并未發(fā)現(xiàn)明顯差異，這可能與節(jié)奏頻率和任務(wù)難度相關(guān)，印證了本研究選取的節(jié)奏刺激是在兩組被試均適宜的頻率下進(jìn)行動(dòng)作同步檢驗(yàn)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證假設(shè)，本研究對(duì)節(jié)奏刺激誘發(fā)的ERP成分進(jìn)行了分析。

基于前期研究和預(yù)處理地形圖結(jié)果，本研究選取了節(jié)奏感知常見的前額區(qū)和中央?yún)^(qū)電極點(diǎn)進(jìn)行分析，主要考察節(jié)奏感知過程中，舞蹈經(jīng)驗(yàn)對(duì)節(jié)奏刺激的注意資源分配情況。N1成分被認(rèn)為是與節(jié)奏刺激相關(guān)的注意主要成分，在研究中，N1成分常與節(jié)奏的預(yù)測(cè)性相聯(lián)系，對(duì)于不一致節(jié)奏常能發(fā)現(xiàn)更大的N1振幅（Sanabria et al.，2013；Stupacher et al.，2016）。還有研究指出，聽覺刺激出現(xiàn)后的N1成分可作為知覺過程中聽覺反饋感覺加工過程的標(biāo)記，在音樂表現(xiàn)中反映了計(jì)劃和調(diào)控過程（Mathias et al.，2017）。但本研究選取的是勻速的節(jié)奏，且頻率適合人體的律動(dòng)，因此，并未發(fā)現(xiàn)N1成分振幅在感覺通道和兩組間的差異。但研究發(fā)現(xiàn)N1成分在前額區(qū)較活躍，節(jié)奏同步過程中參與早期的節(jié)奏加工過程（Mathias et al.，2017；Stupacher et al.，2016）。不同感覺通道的節(jié)奏在探測(cè)速度方面也存在差異，個(gè)體對(duì)單通道節(jié)奏的探測(cè)速度顯著快于雙通道，這可能與通道間的交互作用相關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)兩種通道的簡單節(jié)奏時(shí)，注意力可能存在分配，從而影響到同步探測(cè)的速度。簡單效應(yīng)分析還發(fā)現(xiàn)，聽覺節(jié)奏與視聽節(jié)奏在電極點(diǎn)上的速度不一致，可能存在腦區(qū)加工的差異，需要今后進(jìn)一步的研究驗(yàn)證。同時(shí)，在舞蹈組中發(fā)現(xiàn)聽覺節(jié)奏刺激的探測(cè)速度最快，體現(xiàn)出舞蹈運(yùn)動(dòng)員對(duì)聽覺節(jié)奏的敏感性。P2成分則主要涉及注意的分配和加工過程（Zhao et al.，2017）。研究結(jié)果表明，聽覺與視聽節(jié)奏刺激能引起個(gè)體更深的注意加工，而這一加工過程主要在中央?yún)^(qū)，對(duì)應(yīng)著較晚期的注意成分。P2探測(cè)速度方面與N1一樣，聽覺節(jié)奏加工速度最快，這也與聽覺節(jié)奏同步的動(dòng)作響應(yīng)更快結(jié)果相符。

4 結(jié)論

即使在人體適宜律動(dòng)節(jié)奏下，舞蹈運(yùn)動(dòng)員仍表現(xiàn)出節(jié)奏感知優(yōu)勢(shì)，對(duì)聽覺有關(guān)節(jié)奏更加敏感，這一優(yōu)勢(shì)與其大腦神經(jīng)振蕩和注意資源投入相關(guān)，舞蹈運(yùn)動(dòng)員在節(jié)奏同步任務(wù)中外界節(jié)奏與大腦神經(jīng)振蕩共振更明顯，同步性更好，對(duì)聽覺刺激更敏感，探測(cè)速度更快。因此，長期舞蹈訓(xùn)練可以有效提高個(gè)體的節(jié)奏感知能力，并影響神經(jīng)振蕩可塑性。