12月17日晚，腦客中國(guó)科研直播特邀上海體育大學(xué)心理學(xué)院陸穎之教授，帶來(lái)“運(yùn)動(dòng)員的預(yù)知大腦：動(dòng)作預(yù)期與偏差監(jiān)控優(yōu)勢(shì)的認(rèn)知加工機(jī)制”主題報(bào)告，從專(zhuān)業(yè)視角揭開(kāi)了運(yùn)動(dòng)員認(rèn)知優(yōu)勢(shì)的神秘面紗。報(bào)告圍繞研究背景、核心機(jī)制、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用方向展開(kāi)，輔以嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)據(jù)分析與生動(dòng)案例，為觀眾呈現(xiàn)了一場(chǎng)高質(zhì)量的內(nèi)容分享。

陸教授指出，運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的認(rèn)知能力由基本認(rèn)知功能、高級(jí)認(rèn)知功能與專(zhuān)項(xiàng)認(rèn)知技能構(gòu)成三維體系。其中，專(zhuān)項(xiàng)認(rèn)知技能是競(jìng)技優(yōu)勢(shì)的核心，包括動(dòng)作感知、動(dòng)作預(yù)判與決策能力，在高強(qiáng)度競(jìng)技場(chǎng)景中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

研究發(fā)現(xiàn)，乒乓球等項(xiàng)目的高水平運(yùn)動(dòng)員在時(shí)間知覺(jué)與空間知覺(jué)上具備顯著優(yōu)勢(shì)，且在運(yùn)動(dòng)相關(guān)任務(wù)中表現(xiàn)更突出。這種優(yōu)勢(shì)并非單純依賴(lài)天賦：一方面，高水平運(yùn)動(dòng)員天生具備認(rèn)知潛質(zhì)；另一方面，長(zhǎng)期訓(xùn)練讓他們能更高效分配運(yùn)動(dòng)與視覺(jué)資源，強(qiáng)化了視覺(jué)系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的特異性和靈活性，實(shí)現(xiàn)“天賦+訓(xùn)練”的雙重提升。

動(dòng)作預(yù)判研究旨在探究如何通過(guò)有限信息預(yù)測(cè)動(dòng)作結(jié)果，其研究范式不斷創(chuàng)新：早期采用時(shí)間阻斷技術(shù)，通過(guò)有限動(dòng)作信息探究方向預(yù)測(cè)；后續(xù)空間遮蔽技術(shù)興起，聚焦空間信息對(duì)預(yù)判的影響；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則提供了模擬真實(shí)場(chǎng)景的新平臺(tái)，提升實(shí)驗(yàn)生態(tài)效度。值得注意的是，普通人也具備基礎(chǔ)預(yù)判能力，但專(zhuān)家能更充分利用身體運(yùn)動(dòng)學(xué)信息。

“內(nèi)部模型”是運(yùn)動(dòng)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)積累的核心成果。通過(guò)長(zhǎng)期反復(fù)動(dòng)作操作，運(yùn)動(dòng)員大腦會(huì)建立動(dòng)作與結(jié)果的穩(wěn)定對(duì)應(yīng)關(guān)系，無(wú)論是自身執(zhí)行動(dòng)作還是觀察他人行為，都會(huì)調(diào)用這一模型快速預(yù)判，實(shí)現(xiàn)“未動(dòng)先知”。

研究證實(shí)，運(yùn)動(dòng)員大腦并非被動(dòng)模仿動(dòng)作，而是主動(dòng)預(yù)測(cè)。觀察投籃、踢球等動(dòng)作時(shí)，其運(yùn)動(dòng)皮層會(huì)提前活躍，形成“運(yùn)動(dòng)共振”。這一功能依賴(lài)動(dòng)作觀察網(wǎng)絡(luò)，涉及頂下小葉額下回、顳中回、頂下小腦三個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，面對(duì)熟悉動(dòng)作時(shí)，節(jié)點(diǎn)間雙向信息流會(huì)減弱——這符合預(yù)測(cè)編碼模型，因預(yù)判到下一步動(dòng)作，無(wú)需高強(qiáng)度信息傳遞。高水平運(yùn)動(dòng)員通過(guò)訓(xùn)練進(jìn)一步塑造了高效預(yù)測(cè)通路。

在球類(lèi)發(fā)球動(dòng)作處理中，運(yùn)動(dòng)員需應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)、方向等多維信息。研究發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)家會(huì)將這些信息分離表征，中央?yún)^(qū)運(yùn)動(dòng)皮層呈顯著激活。為量化內(nèi)部表征，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析專(zhuān)家手部運(yùn)動(dòng)學(xué)信息，識(shí)別關(guān)鍵判斷依據(jù)，并提出“重疊指標(biāo)”，用于衡量不同維度信息的重要性。

實(shí)驗(yàn)對(duì)比乒乓球運(yùn)動(dòng)員、排球運(yùn)動(dòng)員與普通大學(xué)生的發(fā)球視頻判斷表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)學(xué)信息利用上更具優(yōu)勢(shì)。在僅提供運(yùn)動(dòng)學(xué)信息的條件下，乒乓球運(yùn)動(dòng)員的信息利用能力與訓(xùn)練年限、經(jīng)驗(yàn)呈正相關(guān)。針對(duì)6-17歲青少年乒乓球運(yùn)動(dòng)員的實(shí)驗(yàn)顯示，隨著年齡增長(zhǎng)和訓(xùn)練積累，他們觀看正常視頻與光點(diǎn)圖發(fā)球動(dòng)作的正確率提升、反應(yīng)時(shí)間縮短，表明復(fù)雜信息整合能力逐步增強(qiáng)。

研究通過(guò)修改發(fā)球動(dòng)作軌跡制造偏差，讓受試者觀看判斷。結(jié)果顯示，偏差感知強(qiáng)烈依賴(lài)內(nèi)部模型，專(zhuān)家與新手表現(xiàn)出不同傾向性。在交互場(chǎng)景中，人們對(duì)偏差的反應(yīng)隨偏差大小動(dòng)態(tài)調(diào)整，大偏差更易被感知。據(jù)此，研究將“偏差感知”拓展為“響應(yīng)偏差”，更貼合真實(shí)交互場(chǎng)景。

專(zhuān)家與新手在偏差處理上的差異主要體現(xiàn)在三方面：一是偏差表征精度，專(zhuān)家能準(zhǔn)確量化偏差大小，新手判斷較模糊；二是錯(cuò)誤類(lèi)型預(yù)測(cè)，專(zhuān)家能精準(zhǔn)預(yù)判錯(cuò)誤類(lèi)型；三是時(shí)間維度架構(gòu)，通過(guò)ERP、ERN、PE等指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)家神經(jīng)反應(yīng)更具針對(duì)性和時(shí)效性。

研究發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)家與新手處理刺激材料時(shí)，額中線偶極子活動(dòng)存在差異。專(zhuān)家在檢測(cè)偏差初期能區(qū)分錯(cuò)誤類(lèi)型，評(píng)估反饋階段則進(jìn)行高效整合。此外，專(zhuān)家會(huì)對(duì)預(yù)期偏差進(jìn)行“分級(jí)+分類(lèi)”處理——分級(jí)體現(xiàn)在中線能量變化，分類(lèi)依賴(lài)腦區(qū)聯(lián)動(dòng)，這種精細(xì)化加工讓專(zhuān)家能快速調(diào)整應(yīng)對(duì)策略。

基于研究成果，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與認(rèn)知訓(xùn)練的結(jié)合成為實(shí)踐重點(diǎn)。與此同時(shí)，陸教授提出了跨學(xué)科研究方向：一是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，探索動(dòng)作預(yù)期在精神分裂癥患者治療中的應(yīng)用；二是人工智能領(lǐng)域，為人體形機(jī)器人自主動(dòng)作控制提供理論支撐；三是社會(huì)認(rèn)知領(lǐng)域，拓展動(dòng)作預(yù)期在人際互動(dòng)、情感理解中的應(yīng)用。此外，團(tuán)隊(duì)還將探究運(yùn)動(dòng)專(zhuān)家專(zhuān)業(yè)化優(yōu)勢(shì)對(duì)神經(jīng)可塑性的影響，以及運(yùn)動(dòng)員應(yīng)對(duì)突發(fā)信息的策略。

本次直播系統(tǒng)揭示了運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作預(yù)期優(yōu)勢(shì)的核心——內(nèi)部模型的完善與偏差監(jiān)控的精細(xì)化加工，為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與認(rèn)知科學(xué)研究提供了重要參考。

以上為本期直播部分內(nèi)容，觀看本期及往期完整視頻內(nèi)容可掃描下方二維碼觀看。

掃描二維碼

觀看完整視頻