視障兒童和普通兒童合作體育活動中的腦間同步

鄧羽洋 潘煜靜 張悅歆 翟昱 黃四啟 韓露

［摘 要］ 為了從神經(jīng)生理指標角度對融合體育活動是否能夠提高視障兒童和普通兒童之間的合作水平作進一步檢驗并提供證據(jù)支撐，以一對視障兒童和普通兒童為研究對象，運用基于近紅外功能成像（fNIRS）的超掃描技術(shù)，采集其在合作運動中的腦部活動數(shù)據(jù)，并計算其腦間同步。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雙方在特定條件下，在左側(cè)背外側(cè)額上回、左側(cè)額中回存在腦間同步；上述腦間同步的強度和個體間合作行為水平呈現(xiàn)正相關(guān)。該結(jié)果表明，腦間同步可能為描述合作運動個體間合作行為質(zhì)量提供客觀神經(jīng)標記。

［關(guān)鍵詞］ 視障兒童；同伴合作；體育活動；近紅外功能成像；超掃描

［中圖分類號］ G761

一、問題提出

在全球范圍內(nèi)，融合教育已成為教育發(fā)展的基本趨勢[1]。融合教育在我國的本土化實踐也被稱作“隨班就讀”，特殊兒童的隨班就讀正處在不斷推進之中[2]。我國隨班就讀實驗最初是從視障兒童開始的[3]。盡管許多視障兒童有過積極的融合教育經(jīng)歷，但仍有約三分之一的視障兒童感到過被孤立，對自身社會關(guān)系并不滿意[4]。有一些兒童甚至因為他們的殘疾而被取笑或欺負[5-6]，而同伴的拒絕恰恰是隨班就讀兒童回流到特殊教育學校的原因之一[7]。

體育運動是促進殘疾兒童適應(yīng)和融入社會的有效手段[8]。體育活動是創(chuàng)造寬容、合作、團結(jié)、健康和融合環(huán)境的重要途徑，有利于參與者建立親密的情感紐帶、發(fā)展社交技能和/或重新融入社會[9]。普通兒童若與殘疾兒童進行過有意義的直接接觸，可以在融合環(huán)境中表現(xiàn)出更好的態(tài)度和親社會行為[10]。但是，客觀存在的隨班就讀不代表普特兒童之間必然會經(jīng)歷有意義的接觸，只有那些與殘疾兒童一起參加活動的普通兒童才會擁有更積極的態(tài)度[11-12]。體育活動正是共同參與活動的一種方式。

融合體育（inclusive physical education）是融合教育的一部分，可以理解為體育教育在融合教育背景下的形式與追求[13]。目前，雖然有通過體育活動促進合作行為的研究，但多是在普通教育背景之下，缺乏對融合體育背景下針對普通兒童與殘疾兒童合作的相關(guān)研究。在以教育相關(guān)手段介入合作行為的研究中，合作行為的測量多采用訪談或調(diào)查問卷的方法[14-17]。

20世紀以來，隨著神經(jīng)影像學技術(shù)的發(fā)展和不斷完善，采用認知神經(jīng)科學的技術(shù)手段研究社會心理學、教育學等領(lǐng)域的腦機制成為可能[18]。其中，近紅外功能成像（Functional Near Infrared Spectrum Instrument， 以下簡稱fNIRS）技術(shù)測量的是大腦神經(jīng)活動的血流動力學反應(yīng)，具有相對較高的空間分辨率和信號定位能力。同時，fNIRS的運動容忍度高，使得其能研究處于運動狀態(tài)的人，且適合于以兒童為研究對象[19]。fNIRS的特性使之和本研究的研究主題非常契合。

如果想通過fNIRS測量涉及合作任務(wù)的雙腦，則還需借助超掃描（hyperscanning）技術(shù)。超掃描是指同時記錄參與同一認知活動的兩人或多人的腦活動，通過分析腦間活動同步及其與行為指標間的關(guān)系，揭示社會互動相關(guān)的腦機制[20]。

超掃描技術(shù)主要通過構(gòu)建腦間同步（inter-brain neural synchronization） 指標來描述、解釋和預(yù)測人在社會情境下的認知神經(jīng)過程。Funane 等人在2011年發(fā)表了第一篇采用fNIRS進行超掃描研究的論文，最早利用按鍵任務(wù)考察合作行為的腦機制，認為雙方同時進行按鍵動作的同步程度和合作成績是合作行為的體現(xiàn)，雙方在合作中的腦間活動同步性高低與合作任務(wù)成績呈正相關(guān)[21]。類似的諸多超掃描研究表明，大腦間同步在共同注意力、人際溝通和協(xié)調(diào)、合作和決策中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在與合作運動有關(guān)的共同按鍵、主動運動模仿、合作唱歌/哼唱和協(xié)調(diào)的團體步行等任務(wù)中，均存在增強的腦間同步[22-26]。但是，這一技術(shù)在教育領(lǐng)域的實際應(yīng)用仍然較為缺乏，在特殊教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究更少。

由于目前還沒有基于融合體育活動的視障兒童和普通兒童的超掃描研究，因此本研究擬開展一項探索性實驗研究。研究目的是從神經(jīng)生理指標角度對融合體育活動促進視障兒童和普通兒童之間的合作水平作進一步檢驗并提供證據(jù)支撐。

基于此，本研究提出兩個假設(shè)。假設(shè)1：視障兒童和普通兒童在合作體育活動中可能在某些腦區(qū)存在腦間同步；假設(shè)2：假設(shè)1中腦間同步的強度和個體合作行為水平呈正相關(guān)。

二、研究方法

（一）設(shè)備材料

以往fNIRS 研究發(fā)現(xiàn)，腦間同步增加主要出現(xiàn)在額葉區(qū)域（包括前運動皮層、左下額葉皮層和額極），大腦間同步與行為同步表現(xiàn)相關(guān)。在測量腦區(qū)的選擇上，根據(jù)以往研究，前額葉是與社會互動密切相關(guān)的腦區(qū)。因此，本研究也主要將光極片覆蓋被試的前額區(qū)域。同時，考慮到本研究實驗任務(wù)是運動任務(wù)，又參考了Hatakenaka的轉(zhuǎn)子追蹤任務(wù)實驗和王兆泉的“夾彈珠”任務(wù)實驗[27-28]，進一步覆蓋了被試的前運動皮層、輔助運動區(qū)和初級運動皮層。

本研究采用荷蘭Artinis（Brite 24）近紅外光譜成像系統(tǒng)設(shè)備，同時在被試中采集fNIRS數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)采用760nm和850nm兩種波長。針對每名被試，實驗采用兩片光極片。單個光極片是3*5+3的矩陣（如圖1所示），有10個發(fā)射光極和8個接收光極，組合成27個探測通道，左右全腦共54個探測通道。通道表示由一對發(fā)射光極和接收光極測量的區(qū)域，通道位置定義為發(fā)射光極和接收光極的中心位置。光極間距為 30mm。光極片的放置參照國際 10—20 定位系統(tǒng)。兩片光極片以前后矢狀線為軸線，對稱分布于左腦和右腦，構(gòu)成共計54個探測通道。每個通道的采樣率都設(shè)定為10Hz。被試具體頭戴2片光極片的位置如圖2所示。

本研究基于個體磁共振成像結(jié)構(gòu)像獲取本研究通道的測量腦區(qū)位置，根據(jù)10—20系統(tǒng)、人腦生理解剖結(jié)構(gòu)和在每名受試者頭部手動定位出的顱骨參考點來佩戴fNIRS光極網(wǎng)帽，也因此認為在各個被試間佩戴網(wǎng)帽進行測量的通道位置一致。具體通道位置如圖3所示。

本研究實驗程序設(shè)計依托于EventIDE軟件完成，該程序被設(shè)計用于統(tǒng)一對測試任務(wù)發(fā)出語音指令，并同步在多臺fNIRS設(shè)備采集的數(shù)據(jù)上進行打標操作。

（二）被試信息

由于目前仍缺乏基于融合體育活動的視障兒童和普通兒童的超掃描研究，本研究擬開展一個探索性的實驗，被試為三對（6名）年齡匹配的視障兒童和普通兒童。但由于其中兩對數(shù)據(jù)因被試發(fā)量過多、發(fā)質(zhì)過硬等原因，在實驗后的數(shù)據(jù)檢視中發(fā)現(xiàn)所采集數(shù)據(jù)有較大比例的光極信號丟失，因此只能將這兩對被試排除在外。最終僅獲取到一對被試的完整數(shù)據(jù)。2名被試信息如下：帥帥（普通兒童），男，右利手，9歲，就讀于普通小學三年級；美美（視障兒童，全盲），女，右利手，9歲，除視力障礙外無其他殘疾，就讀于盲人學校四年級。2名被試在本次實驗前互不認識。被試及其家長對本次實驗知情同意，自愿有償參加。

（三）實驗程序

1.實驗任務(wù)

為遵循本研究的研究目的，追求研究情境的生態(tài)效度，減少fNIRS設(shè)備測量結(jié)果的頭動噪聲，考慮到視障兒童的感官特點，本研究的實驗任務(wù)以騎行功率自行車為基本依托，設(shè)計了三種不同合作條件下的具體任務(wù)。為控制變量，本研究被試在進行正式實驗時均需配戴眼罩，以排除視覺對實驗條件造成的直接差異。

實驗采用組塊設(shè)計，實驗指令包含一種靜坐休息指令和三種任務(wù)指令。三個任務(wù)本質(zhì)都是合作騎車任務(wù)，三種任務(wù)指令分別代表了三種不同的實際合作任務(wù)條件情境，以探討哪種條件情境最利于合作。具體的實驗過程中，當被試聽到“嗶-靜坐休息”的指令時，就需要安靜并盡量保持身體不動地靜坐在騎行椅上。其他任務(wù)指令及內(nèi)容見表1。

2.實驗流程

首先，2名被試在由實驗助理為其佩戴近紅外網(wǎng)帽并調(diào)試設(shè)備信號且由主試向其介紹正式實驗的具體流程后，佩戴眼罩坐上功率自行車，并調(diào)試自行車的阻力與座椅高矮。

接著，正式實驗開始。在正式實驗過程中，調(diào)暗室內(nèi)燈光，以減小環(huán)境光對近紅外光的影響。2名被試同方向并排騎坐在兩輛相隔約1米的功率自行車上，實驗開始至實驗結(jié)束的任務(wù)流程如圖4所示，任務(wù)開展情形如圖5所示。

整個實驗過程中，被試佩戴近紅外光極網(wǎng)帽，并被要求一直坐在騎行椅上，盡量保持頭部不動。當聽到任務(wù)指令時，被試需要立即開始騎車；當聽到靜坐休息的指令時，被試需要立馬停止騎車并保持安靜。所有實驗指令均為提前錄制的語音指令。

（四）數(shù)據(jù)處理

1.行為數(shù)據(jù)

本研究的行為同步指2名被試在踩踏功率自行車時腳踏板位置的同步。具體而言，以踏頻更快的一方為基準，該方在右腳腳踏板踩到底端時，另一方如果右腳腳踏板位于左腳踏板以下（即自行車車輪中心水平線以下），則視為一次成功同步，否則為非成功同步。根據(jù)實驗錄像統(tǒng)計被試成功同步占成功與非成功同步的總數(shù)，作為行為同步率。

2.fNIRS數(shù)據(jù)

先借助Homer2對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。首先，將光強數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成光密度數(shù)據(jù)，對光密度數(shù)據(jù)進行逐通道運動偽影校正；接著，使用主成分分析法去除全局噪聲；然后，使用帶通濾波濾除頻率大于0.1Hz和小于0.01Hz的成分；最后，將光密度使用修正的 Beer-Lambert 定律轉(zhuǎn)換為氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的濃度。除上述步驟之外，本研究計算了所有通道從實驗開始到實驗結(jié)束（包括靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)）整段原始光密度數(shù)據(jù)的變異系數(shù)值（cv值），將cv值大于15%的通道排除在后續(xù)分析之外。

預(yù)處理之后，在MATLAB（R2020a）中進行統(tǒng)計分析。本實驗同時得到了氧合血紅蛋白（oxy-Hb）、脫氧血紅蛋白（deoxy-Hb）、總血紅蛋白（total-Hb）的數(shù)據(jù)。由于氧合血紅蛋白對于局部腦血流變化敏感，且既往多數(shù)雙人fNIRS研究根據(jù)含氧血紅蛋白濃度變化報告腦間同步性，本研究也主要關(guān)注含氧血紅蛋白的血氧濃度變化[29-33]。

本研究關(guān)注的神經(jīng)指標是腦間同步，選用被試間相關(guān)性分析來計算兩個大腦之間的同步性。具體而言，本研究提取了實驗過程中2名被試對應(yīng)通道的任務(wù)一全部10次的每次30秒中的后25秒氧合血紅蛋白濃度數(shù)據(jù)，被試間相同通道配對，計算其在任務(wù)一中平均的腦間相關(guān)值，同時提取全部10次中每次任務(wù)一開始前的10秒的靜坐休息階段氧合血紅蛋白濃度數(shù)據(jù)，計算作為任務(wù)一的平均腦間相關(guān)值基線值。然后，將上述任務(wù)階段和靜息階段的兩個平均腦間相關(guān)值分別進行Fisher z轉(zhuǎn)換后兩者作差，得到被試在進行任務(wù)一時各通道的平均腦間同步增量。同理，分別計算了任務(wù)二、任務(wù)三以及全部任務(wù)總體相關(guān)聯(lián)的平均腦間同步增量。對于計算得到的各腦間同步增量值進行單樣本t檢驗，認為結(jié)果顯著的通道在對應(yīng)分任務(wù)或總?cè)蝿?wù)中存在腦間同步。對于存在腦間同步的通道，借助錯誤發(fā)現(xiàn)率（False Discovery Rate，簡稱FDR）多重校正進行進一步檢驗。另外，還分別取任務(wù)一、任務(wù)二、任務(wù)三的各10次血氧數(shù)據(jù)直接計算了存在腦間同步的通道的腦間相關(guān)值，并進行Fisher z轉(zhuǎn)換，以與對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)作相關(guān)分析。

三、研究結(jié)果

（一）腦間同步

所有通道均未通過FDR校正，但由于本研究的被試樣本量過小，因此對未通過FDR校正的通道，若其單樣本t檢驗結(jié)果顯著且有高效應(yīng)量值，則繼續(xù)分析。

單樣本t檢驗發(fā)現(xiàn)，任務(wù)一相關(guān)聯(lián)的平均腦間同步增量沒有在任何通道上出現(xiàn)顯著結(jié)果。任務(wù)二相關(guān)聯(lián)的平均腦間同步增量，則在覆蓋左側(cè)背外側(cè)額上回的通道48（t（9）=2.52，p=0.033<0.05，Cohens d=1.78）、覆蓋左側(cè)額中回的通道36（t（9）=-3.39，p=0.008<0.01，Cohens d=1.70）出現(xiàn)顯著結(jié)果，說明被試間在聽同樣音樂踩功率自行車腳踏板時，在上述通道覆蓋腦區(qū)可能出現(xiàn)腦間同步。任務(wù)三相關(guān)聯(lián)的平均腦間同步增量，在覆蓋左側(cè)額中回的通道34（t（9）=-2.44，p=0.037<0.05，Cohens d=0.81）、通道36（t（9）=-2.94，p=0.016<0.05，Cohens d=1.01）出現(xiàn)顯著結(jié)果，說明被試間在聽踏板聲以盡量與對方保持同步的過程中，在通道34、36覆蓋腦區(qū)可能出現(xiàn)腦間同步。

全部任務(wù)總體相關(guān)聯(lián)的平均腦間同步增量，在覆蓋左側(cè)中央前回的通道30（t（29）=-2.19，p=0.037<0.05，Cohens d=0.41）、通道36（t（29）=-3.14，p=0.004<0.01，Cohens d=0.58），但是通道30的效應(yīng)量較小，通道36的效應(yīng)量中等。結(jié)合上述任務(wù)一、二、三的結(jié)果，本研究認為，其中通道36出現(xiàn)的顯著結(jié)果主要歸功于任務(wù)二、任務(wù)三的共同貢獻，因此不再就全部任務(wù)總體相關(guān)聯(lián)的平均腦間同步增量作討論。

（二）行為同步與腦間同步的相關(guān)分析

首先，將上述對應(yīng)任務(wù)中顯著通道對應(yīng)的被試腦間同步數(shù)據(jù)與行為同步數(shù)據(jù)進行皮爾遜相關(guān)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在任務(wù)二中，通道48的腦間同步與行為同步有著極高相關(guān)（r=0.89），通道36的腦間同步與行為同步有著中度相關(guān)（r=0.48），這表明任務(wù)二中通道48、36的腦間同步高低和對應(yīng)行為的數(shù)據(jù)有著明顯關(guān)聯(lián)，可能可以作為描述任務(wù)二中合作行為質(zhì)量的客觀神經(jīng)指標。在任務(wù)三中，通道34和通道36的腦間同步數(shù)據(jù)則都和行為同步僅有極弱相關(guān)，難以說明問題。

其次，將上述對應(yīng)任務(wù)中顯著通道對應(yīng)的被試腦間同步數(shù)據(jù)在同一任務(wù)10次block的變化值與對應(yīng)10次行為同步數(shù)據(jù)的變化值進行皮爾遜相關(guān)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在任務(wù)二中，通道36的腦間同步變化值與行為同步的變化值呈中度相關(guān)（r=0.51），通道48則沒有相應(yīng)發(fā)現(xiàn)。任務(wù)三中，通道36的腦間同步變化值再次與行為同步的變化值展現(xiàn)出中度相關(guān)（r=0.48），而通道34則沒有相應(yīng)發(fā)現(xiàn)。因此，通道36可能能在一定程度上反映出任務(wù)二和任務(wù)三的合作行為表現(xiàn)。

綜上所述，通道48和36都能反映任務(wù)二中合作行為的質(zhì)量，通道36還能反映出任務(wù)三中合作行為的質(zhì)量，由此補充印證了在任務(wù)相關(guān)聯(lián)的平均腦間同步增量上找到的顯著通道48、36確實可能與合作任務(wù)具有一定關(guān)聯(lián)性的結(jié)論。

四、分析與討論

本研究的結(jié)果表明，視障兒童和普通兒童在合作體育活動中，在特定條件下，其左側(cè)背外側(cè)額上回、左側(cè)額中回存在腦間同步；上述腦間同步的強度和個體間合作行為水平呈現(xiàn)正相關(guān)。

（一）合作騎車的腦機制

本研究中的視障兒童和普通兒童合作進行體育活動時，在某些具體的腦區(qū)位置會出現(xiàn)腦間同步，且腦間同步的強度與被試間合作行為水平有正相關(guān)關(guān)系，腦間同步可能可以作為描述合作運動個體合作行為質(zhì)量的客觀神經(jīng)標記。

1.左側(cè)背外側(cè)額上回的參與

在任務(wù)二中出現(xiàn)顯著腦間同步，且與任務(wù)二的行為表現(xiàn)高度相關(guān)的通道48位于左側(cè)背外側(cè)額上回，即布羅德曼區(qū)（以下簡稱BA，MNI坐標：-21，40，73）8，從BA分區(qū)來講主要覆蓋額葉眼動區(qū)。

已有研究證實，在社會互動中該區(qū)域存在腦間同步。Cui等人發(fā)現(xiàn)，在手指合作按鍵任務(wù)中被試右側(cè)額上回有顯著腦間同步[34]。Liu等人基于要求配對被試面對面交流的疊疊樂游戲，在合作和阻礙性交互過程中，于右側(cè)額中回和上回的后部區(qū)域，特別是BA8 觀察到被試間強烈的腦間神經(jīng)同步，從而認為BA8 在以目標為導(dǎo)向的社會互動中發(fā)揮作用，例如復(fù)雜的互動運動和社會決策[35]。本研究中配對被試為了根據(jù)音樂節(jié)奏踩踏自行車腳踏板，需要控制自身的動作，在統(tǒng)一的音樂聲中以同樣的目標騎車，即一種以目標為導(dǎo)向的互動運動。結(jié)合已有研究，本研究認為，在BA8存在的腦間同步表明，BA8可能參與了面向目標的合作騎車這一社會互動形式。

2.左側(cè)額中回的參與

在任務(wù)二、任務(wù)三中出現(xiàn)顯著腦間同步且與任務(wù)二、任務(wù)三的行為表現(xiàn)較為相關(guān)的通道36（BA46，MNI坐標：-50，61，18）以及在任務(wù)三中存在顯著腦間同步的通道34（BA9，MNI坐標：-58，17，57）都主要覆蓋左側(cè)額中回，從BA分區(qū)視角來看則均主要覆蓋左側(cè)背外側(cè)前額葉皮層。

Hu等人使用手指同步范式發(fā)現(xiàn)，同步組配對被試在左側(cè)額中回出現(xiàn)顯著的腦間同步，并可以預(yù)測被試間隨后的親社會傾向[36]。Reindl等人采用同樣的范式，在親子組被試的背外側(cè)前額葉也找到顯著腦間同步的存在[37]。背外側(cè)前額葉還被認為是異性合作的腦間同步存在的主要區(qū)域之一[38]。例如，Cheng等人在同步按鍵任務(wù)中發(fā)現(xiàn)，合作任務(wù)中陌生男女配對，被試在左側(cè)背外側(cè)前額葉存在顯著腦間同步[39]。另外，包含額中回的共同社會注意系統(tǒng)在將相互注意分配給社會交互的共同目標方面發(fā)揮作用[40]。Liu等人在BA9 中也觀察到合作互動條件下被試間進行疊疊樂游戲的腦間同步，并在合作社交互動需要心理理論時，BA9可能特別參與[41]。

本研究中配對被試為陌生異性被試，在聽音樂節(jié)奏騎車任務(wù)、聽自行車踏板發(fā)聲器聲與同伴實現(xiàn)彼此同步騎車的任務(wù)中都存在左側(cè)額中回的腦間同步。結(jié)合已有研究，本研究推測，左側(cè)額中回可能在異性社交互動的共同目標實現(xiàn)方面發(fā)揮作用，且該區(qū)域在合作騎車和其他更微小動作的合作中可能有類似的腦機制。另一方面，心理理論指個體基于對自己或他人意圖等心理狀態(tài)的認知來預(yù)測和解釋他人心理和行為的能力[42]。本研究中配對被試在借助踏板聲與彼此實現(xiàn)同步騎車的任務(wù)中，因為被試需要聽對方和自己的踏板聲是否同步發(fā)出，并調(diào)整自身騎行速度以與對方匹配，涉及心理理論在互動運動中的運用，可能由此BA9出現(xiàn)腦間同步。

綜上所述，本研究結(jié)果有助于為國內(nèi)融合教育環(huán)境下體育運動中的同伴合作行為研究提供一定程度的神經(jīng)生理指標支持。在認知神經(jīng)領(lǐng)域，已有研究發(fā)現(xiàn)，腦間同步可以有效促進人際信息流，預(yù)測人際合作的質(zhì)量[43-46]。本研究也為合作交互過程中更高水平的腦間同步與在共同目標實現(xiàn)方面的更佳任務(wù)表現(xiàn)相關(guān)聯(lián)提供了可能的證據(jù)，推測腦間同步一定程度上可以被視為反饋合作行為表現(xiàn)的神經(jīng)指標。未來可以進一步驗證左側(cè)背外側(cè)額上回和左側(cè)額中回以及其他腦區(qū)在合作運動中的可能作用。

（二）基于腦間同步的視角推進融合教育實踐的方法

尋找視障兒童和普通兒童合作運動中的腦間同步具有推進融合教育實踐的潛在意義。腦間同步是一種人際同步[47]。而人際同步具有親社會效應(yīng)，即人際同步可以促進親社會行為，有利于兒童的社會適應(yīng)[48]。具體而言，即人際同步可以促進合作行為，有助于構(gòu)建友好關(guān)系等，而這些正是融合教育成功的重要標志[49]。因此，合作體育活動中若存在腦間同步，可能從客觀神經(jīng)生理指標上證明合作體育活動有助于促進合作運動主體之間的合作行為、構(gòu)建其間的積極同伴關(guān)系等，進而也為如何促進融合教育實踐提供了方法線索，即普通兒童和殘疾兒童合作體育活動可為提升融合教育水平和質(zhì)量提供可能性。

在合作體育活動的實踐方法上，將可能誘發(fā)腦間同步的因素融入體育活動之中，可能增強其促進融合實現(xiàn)的效果。例如本研究支持在體育活動中采取合作形式，引導(dǎo)參與者在任務(wù)中追求共同目標，從而實現(xiàn)腦間同步，促進兒童間社會互動。與此類似，Kelly等人總結(jié)的在校外融合體育活動中培養(yǎng)社交技能和人際關(guān)系的三個策略，分別強調(diào)了共同目標、任務(wù)導(dǎo)向以及合作活動的重要性，與利于腦間同步出現(xiàn)的要素不謀而合[50]。本研究在具體任務(wù)條件間發(fā)現(xiàn)的腦同步結(jié)果不同，建議在更具體的操作層面，可以利用音樂或其他節(jié)拍，引導(dǎo)兒童在體育活動之中加強動作節(jié)奏的配合；可以進行兒童之間觀察預(yù)測或模仿對方動作的活動設(shè)計。此外，兒童合作體育活動中的語言交流可能需要教師予以合理引導(dǎo)，否則兒童間可能缺乏有效的及時溝通，致使參與的體育活動缺乏合作性。

另外，基于腦間同步視角對融合體育活動的支持，融合體育的實踐有助于增加視障兒童參與體育活動的機會，推進相關(guān)法律法規(guī)的實施，促進視障者的社會融合[51]。然而，視障兒童很難像視力正常的同齡人一樣有同樣的機會參加普通體育課[52]，更無法參加劇烈的體育活動，因此積極性較弱[53]。我國融合教育相關(guān)的配套文件、實施細則仍然較為缺乏，政策的實踐、相關(guān)權(quán)利的保障還任重道遠。盡管殘疾學生將體育活動視為一個社交機會領(lǐng)域[54]，但對于視障兒童來說，與視力正常的同齡人進行體育活動始終是一個挑戰(zhàn)[55]。本研究有助于鼓勵教師等實踐者以合作體育活動為內(nèi)容依托，保障殘疾兒童參與體育的權(quán)利，推進融合教育的具體實踐。

（三）局限和展望

首先，本研究作為一項探索性實驗研究，樣本量非常小，極大程度上限制了數(shù)據(jù)分析和結(jié)果的代表性。但是，本研究從有限的被試身上采集了以10Hz為采樣率的較長時間的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析呈現(xiàn)出的特點也很大程度上從已有相關(guān)研究中得以印證，因此也具有一定的探索性意義。未來研究需要進一步擴大樣本量，基于已有發(fā)現(xiàn)，借助適當校正的顯著性閾值來進一步探索。

其次，盡管本研究將兩臺近紅外設(shè)備排布于同一名被試的頭部，以更多的通道覆蓋更多的腦區(qū)，但本研究使用的近紅外功能成像技術(shù)設(shè)備的可用通道數(shù)目依然有限，覆蓋大腦的區(qū)域有限。

再次，雖然本研究所設(shè)計的合作騎車運動任務(wù)比傳統(tǒng)的同步按鍵實驗任務(wù)具有更高的生態(tài)效度，并且本研究選取藍牙式近紅外設(shè)備以最大限度地提高近紅外技術(shù)手段對運動下數(shù)據(jù)采集的容忍度，但是所采集到的數(shù)據(jù)仍然可能受到頭動等噪音影響，限制了有效通道的數(shù)目。

視障兒童整體社會技能水平較低，本研究從客觀神經(jīng)生理指標視角出發(fā)，為已有研究中指出的參與融合體育活動能改善視障兒童和普通兒童間同伴關(guān)系，并促進視障兒童融入社會的有效性提供來自新視角的證據(jù)[56]。未來研究還可以從腦間同步的視角補充論證已有的關(guān)于推進融合教育的其他策略的有效性，也可以從該視角出發(fā)，為新的融合教育策略提供客觀的認知神經(jīng)生理數(shù)據(jù)支撐。

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Inter-Brain Neural Synchronization in Cooperative Physical

Activities Between Children With and Without Visual Impairments：A Hyperscanning Study Based on fNIRS

DENG Yuyang1 PAN Yijing2 ZHANG Yuexin3，4 ZHAI Yu5 HUANG Siqi3 HAN Lu3

（1.School of Physical Education and Sports Science，South China Normal University Guangzhou 510631；

2.College of Special Education，Yuzhang Normal University Nanchang 330103;

3.School of Special Education， Faculty of Education， Beijing Normal University Beijing 100875;

4.Guangdong Provincial Key Laboratory of Development and Education for Special Needs Children Zhanjiang Guangdong 524048;

5.State Key Laboratory of Cognitive Neuroscience and Learning， Beijing Normal University Beijing 100875 ）

Abstract：The purpose of this study is to further examine and support the level of cooperation between children with and without visual impairments by inclusive physical education activities from the perspective of neurophysiological indicators. In this study， a pair of children with and without visual impairments were investigated and functional near infrared spectrum instrument （fNIRS） was used to simultaneously measure their brain activities data in cooperative cooperative physical activities. Inter-brain neural synchronization were calculated between the two participants. The results show that under certain conditions， there is inter-brain synchronization in the left dorsolateral superior frontal gyrus and the left middle frontal gyrus. Moreover， the intensity of inter-brain synchronization is positively correlated with the level of inter-individual cooperative behavior. The results indicate that inter-brain neural synchronization may be used as an objective neural marker to describe the quality of cooperative behavior of individuals with cooperative physical activities.

Key words：children with visual impairments; peer cooperation; physical activities; functional near infrared spectrum instrument （fNIRS）; hyperscanning