張玉慧， 章建成， 李安民， 施之皓， 王麗巖

（1.上海體育學院運動科學學院，上海200438；2.上海體育學院學院辦公室，上海200438；3.上海體育學院中國乒乓球?qū)W院，上海200438）

高水平乒乓球運動員發(fā)球旋轉(zhuǎn)判斷過程中的神經(jīng)心理機制

張玉慧1， 章建成2， 李安民1， 施之皓3， 王麗巖1

（1.上海體育學院運動科學學院，上海200438；2.上海體育學院學院辦公室，上海200438；3.上海體育學院中國乒乓球?qū)W院，上海200438）

將發(fā)球旋轉(zhuǎn)作為自變量，采用事件相關電位記錄技術，采集被試的反應時和EEG。結果顯示：運動員大腦信息加工的通路具有方向性且不可逆，視覺刺激信息沿枕—頂通路傳導，國際健將組在枕區(qū)激活到頂區(qū)激活消退的時間短于二級組，為正確做出決策節(jié)省了時間；國際健將組左右半腦對視覺信息的加工表現(xiàn)出不對稱性，國際健將組主要啟用了右腦枕區(qū)資源；在發(fā)球判斷過程中，國際健將組完成認知活動采用的是一種節(jié)省模式，表現(xiàn)為動用大腦枕區(qū)和頂區(qū)資源較少，效率更高。

高水平乒乓球運動員；發(fā)球旋轉(zhuǎn)；判斷；視覺神經(jīng)傳導通路

Author’s address1.School of Kinesiology，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China；2.University Office，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China；3.China Table Tennis College，Shanghai University of Sport，Shanghai200438，China

運動決策是指在運動情境中感知、加工信息和采取行動的全過程［1］。運動決策過程與其他決策過程相比，具有可以利用的信息少、時間壓力大和結果不確定的特點［2］。運動決策的水平直接影響著運動員技戰(zhàn)術水平的發(fā)揮。運動決策是運動心理學研究的重要問題。乒乓球運動屬于持拍隔網(wǎng)對抗項群，制勝的機制在于發(fā)球的直接得分能力和接發(fā)球體系的得分實力高于對手［3］。乒乓球發(fā)球是由運動員自己掌握而不受對手控制的關鍵技術，是當今優(yōu)秀乒乓球運動員克敵制勝的有力武器［4］。李金亮［5］在研究乒乓球運動員接發(fā)球判斷過程中的思維活動特點發(fā)現(xiàn)，優(yōu)秀運動員在接發(fā)球判斷時最重要的思維活動特點是能在恰當?shù)?、短暫的時間內(nèi)有效地捕捉到重要的信息。乒乓球運動員對發(fā)球旋轉(zhuǎn)的判斷，在乒乓球項目中是一個典型的決策過程。

運動決策的研究中常采用“專家—新手”的研究范式，揭示高水平運動員運動決策的認知加工方式和規(guī)律。G.J.Savelsbergh等［6］對足球守門員的研究發(fā)現(xiàn)，高水平運動員更多地采用踢球腿、非踢球腿和球的信息，而新手則長時間的注視軀干、手臂和臀部。王明輝等［7］對籃球運動員決策準確性的研究結果顯示，不同水平籃球運動員對信息的獲得方式、信息加工速度和信息加工效率方面存在顯著差異。R.Vaeyens等［8］對足球運動員戰(zhàn)術技能測試的研究發(fā)現(xiàn)，成功的決策者比較低成功者使用更多的目標—注視搜索策略。這些研究得出了一些有價值的成果，但僅就行為反應和視覺信息獲取方式，并不能準確反映運動員運動決策的認知加工特征及心理機制；因而研究者引入事件相關電位（event-related potentials，ERP）技術對運動員運動決策時的認知加工過程進行探討。

ERP被認為是內(nèi)源性的神經(jīng)活動與認知功能相關的特殊誘發(fā)電位，主要反映了受試者的外圍神經(jīng)感覺通路及中樞神經(jīng)系統(tǒng)中相關結構在特定刺激情況下的狀態(tài)反應。目前P3是研究最為廣泛的ERP成分，也可以稱為P3或更為模糊的“延遲正成分”（LPC）。已有的研究結果表明，P3反應了刺激評價的過程包括刺激辨別、模式識別、分類和記憶模板匹配的過程［9-11］；因此，P3也可認為是刺激評估，注意容量，加工時間和內(nèi)容更新的標志［12］。金花等［13］對羽毛球運動員預判任務的研究中發(fā)現(xiàn)，在刺激呈現(xiàn)350 ms后在頂葉皮層產(chǎn)生了P300的峰值，P300反映了準備過程以及運動員在進行動作決策時將注意力指向有關記憶表征的過程。S.J.Radlo等［14］研究被試判斷棒球投球的類型（包括快球和弧線球）過程中發(fā)現(xiàn)了在刺激呈現(xiàn)后300 ms左右有一個正向的ERP波峰。Taliep等［15］讓被試判斷板球的投球類型，結果表明專家組比新手組的P3潛伏期短，但是行為數(shù)據(jù)并未出現(xiàn)顯著性差異。

在國內(nèi)的相關研究中，沈?qū)W軍等［16］探討了散打運動員大賽前視覺的事件相關電位特征，結果表明，與非健將運動員相比，健將運動員大賽前事件相關電位P300的潛伏期在額區(qū)較長，中央?yún)^(qū)和額區(qū)的振幅較大，認為可能是運動訓練年限造成的。就以往運動決策研究成果來看，相關研究主要集中于羽毛球、網(wǎng)球、足球、籃球、散打、乒乓球等項目，得出了一些有意義的結論，但是以世界頂級運動員作為研究對象揭示運動決策的特點和規(guī)律的比較少；因而本研究將嘗試以國際健將級別的乒乓球運動員和一般水平的乒乓球運動員為研究對象，從知覺決策的特點和腦神經(jīng)機制，探討國家乒乓球女隊隊員和上海體育學院乒乓球女隊隊員在發(fā)球旋轉(zhuǎn)情境中的決策行為及腦神經(jīng)活動特點，以揭示高水平乒乓球運動員的認知優(yōu)勢及其可能的神經(jīng)心理機制。

1 研究對象與方法

1.1 被試 研究對象為國家乒乓球女隊和上海體育學院乒乓球隊女隊員共18名，按運動等級分為：國際健將組（6名），年齡為（21.3±3.2）歲，訓練年限為（15±2.8）年；二級組（12名），年齡為（18.3±1.56）歲，訓練年限為（10.8±2.56）年。

1.2 實驗材料 由國家乒乓球女隊主教練安排3名女隊員采用JAV型攝像機拍攝高水平乒乓球運動員發(fā)球錄像作為實驗的視覺刺激材料，使用手動和高清模式，快門1/600，拍攝距離4.5 m，鏡頭與地面垂直高度為1.5 m。拍攝中要求發(fā)球運動員按照轉(zhuǎn)、不轉(zhuǎn)、側(cè)上球和側(cè)下球4種發(fā)球技術進行組合發(fā)球。之后將所拍攝的錄像導出為.avi格式的視頻文件，最后用Virtual-Dub進行視頻編輯。

根據(jù)前期實驗的測試結果，筆者選取的發(fā)球視頻片段從開始拋球動作開始，到球接觸發(fā)球方球臺為止。其中：各選取不轉(zhuǎn)、側(cè)上球、側(cè)下球40段視頻；選取轉(zhuǎn)球發(fā)球技術的一個視頻片段，作為疊加ERP波形的有效刺激材料，重復播放80遍，共播放視頻200個，完全隨機播放。

1.3 實驗儀器 采用E-Prime 2.0心理實驗程序?qū)I(yè)設計軟件，計時精度毫秒級，用于編制實驗和刺激播放程序。

事件相關電位記錄系統(tǒng)：德國Brain Products公司生產(chǎn)的64導事件相關電位測試系統(tǒng)。電極的位置是在國際10-20系統(tǒng)的基礎上進行安放的。另有2個電極分別用以記錄垂直眼電（ECG）和水平眼電（EOG）。腦電采樣率為500 Hz，濾波帶通為0.01～100 Hz。電極與頭皮間的電阻小于10 kΩ。

計算機：2臺DELL計算機。一臺用于運行實驗程序，記錄和采集行為數(shù)據(jù)，并給被試呈現(xiàn)刺激材料，分辨率為1 024×768，刷新頻率為100 Hz。另一臺用于記錄和采集腦電數(shù)據(jù)。

1.4 實驗設計與程序

1.4.1 實驗設計 本研究對作為疊加ERP波形的80個轉(zhuǎn)球刺激的行為數(shù)據(jù)和腦電數(shù)據(jù)進行被試間2水平（國際健將組、二級組）的比較分析，因變量為被試的行為指標（判斷正確率和反應時間）和腦電指標（波峰和波幅）。

1.4.2 實驗程序 國際健將組的實驗在河北省石家莊市正定國家乒乓球訓練基地內(nèi)進行。實驗在一個安靜且密閉的教室進行，并按實驗要求采取了隔音、隔光等措施。二級組的實驗在上海體育學院運動心理研究中心的ERP實驗室內(nèi)進行。被試均在安靜、舒適的環(huán)境中進行，保證實驗結果的可靠性。

為了降低頭皮電阻，實驗前要求被試洗好頭發(fā)并吹干。主被試均關閉手機，目的在于將實驗電磁干擾降到最低。之后被試填寫基本情況調(diào)查表。被試將頭放在面前的U型托上以固定頭部，U型托與顯示器距離60 cm，并且告知被試在實驗開始以后身體和頭部盡量不要晃動，盡可能降低腦電記錄的偽跡。主試確認儀器是否正常并介紹實驗的主要內(nèi)容。

每個被試單獨進行實驗，實驗分為練習實驗和正式實驗2個部分。

練習實驗：為了消除被試由于對鍵盤操作的不熟練、正式實驗任務不明確等原因造成的實驗結果不準確，以及盡可能消除被試反應時的練習效應，在正式實驗開始之前對每名被試進行一次熟悉鍵位和乒乓球4種發(fā)球技術對應的練習實驗。練習實驗指導語：“現(xiàn)在進行的是讓您盡快熟悉鍵盤的練習實驗，請將您左手的食指和中指分別放在小鍵盤的‘1’鍵和‘4’鍵上，將您右手的食指和中指分別放在‘3’鍵和‘6’鍵上。如屏幕圖片所示，‘1’鍵代表‘轉(zhuǎn)’，‘4’鍵代表‘不轉(zhuǎn)’，‘3’鍵代表‘側(cè)下’，‘6’鍵代表‘側(cè)上’。當實驗視頻呈現(xiàn)時，請迅速而準確地判斷對方發(fā)的是哪一種旋轉(zhuǎn)技術并按下相應的鍵。練習共24次。如對指導語有疑問，詢問主試；如沒有疑問，請按任意鍵進入練習實驗?！?/p>

正式實驗：練習實驗后進入正式實驗。正式實驗的指導語為：“即將進行的是關于乒乓球發(fā)球旋轉(zhuǎn)判斷的實驗，將呈現(xiàn)一些乒乓球發(fā)球的視頻片段，請認真觀看視頻，快速而準確地對可能的發(fā)球旋轉(zhuǎn)做出判斷，并按下相應的數(shù)字鍵進行反應。實驗時間為20 min左右，請耐心完成，謝謝您的配合。如對指導語有疑問，請詢問旁邊主試；如無疑問，按任意鍵進入正式實驗?！?/p>

1.5 數(shù)據(jù)采集和處理 采用E-Prime 2.0中的E-Run運行實驗程序并記錄被試對實驗任務的反應時和正確率。運用E-Data Aid對數(shù)據(jù)進行初步的篩選和處理。行為數(shù)據(jù)的具體操作定義如下：反應時為從實驗刺激材料開始播放到被試按鍵反應的時間（ms）；正確率為被試做出正確判斷的百分比（%）。

采用SPSS for Windows 17.0對所有行為數(shù)據(jù)進行分析處理。正確率的數(shù)據(jù)因其為百分率值，對其進行專家組和二級組兩水平獨立樣本的非參數(shù)檢驗。對反應時間數(shù)據(jù)按照3個標準差法則進行篩選，對專家組和二級組反應時在平均數(shù)±3個標準差之外的數(shù)據(jù)分別進行剔除，然后進行專家組和二級組兩水平的獨立樣本t檢驗，α取值為＜0.05水平。

采用Brain Products腦電記錄儀、64導的電極帽以及Brain Vision Recorder Version 1.03采集EEG數(shù)據(jù)。采用Brain Vision Recorder Version 1.05對EEG數(shù)據(jù)進行處理，并從中提取和疊加有效的ERP成分進行分析處理。ERP成分提取方法如下：1）以水平（EOG）和垂直（ECG）眼電為參考電極，進行眼電偽跡校正；2）校正由身體運動和頭、面部動作所引起的EEG偽跡；3）以所選電極點為參考電極對EEG片段進行濾波，剔除波幅大于±50μV的片段；4）以刺激出現(xiàn)時間作為事件發(fā)生的時間進行EEG片段切分，事件前取200 ms，事件后取1 500 ms，片段共長1 700 ms；5）對切割后的EEG片段進行人工偽跡去除；6）以事件前200 ms的腦電波形為基線，對各EEG片段進行基線校正；7）疊加各被試的有效EEG片段，得到該被試的ERP波形；8）平均疊加同組被試的ERP波形，并再次進行基線校正，得到不同實驗組別被試的ERP波形。

依據(jù)前人研究和本實驗的研究目的，使用SPSS for Windows 17.0對處理后的腦電數(shù)據(jù)，采用重復測量方差分析進行處理，對不滿足球型檢驗的統(tǒng)計量采用Greenhouse-geisser法矯正自由度和P值，事后比較采用LSD法。本研究對只有統(tǒng)計學意義的結果進行討論分析。

2 實驗結果

2.1 行為數(shù)據(jù) 將國際健將組和二級組對“轉(zhuǎn)球”判斷的所有正確的反應進行統(tǒng)計，得到6名國際健將運動員的正確反應數(shù)為186個，12名二級運動員做出的正確反應數(shù)為216個，對不同組別的正確反應時進行獨立樣本t檢驗，結果見表1。對每組運動員所做出的關于80個“轉(zhuǎn)”球判斷的正確率進行獨立樣本的非參數(shù)檢驗，結果見表2。

表1 不同組別被試反應時t檢驗結果 msTable 1 t test of Reaction Time of Different Groups

表2 不同組別被試正確率差異檢驗結果 %Table 2 Difference Test of Accuracy Rate of Different Groups

從表1中可以看出，2組運動員對所有視頻刺激做出正確判斷的反應時無顯著性差異。表2顯示，國際健將組的正確率將近50%，而二級運動員正確率只有24.25%，還未達到隨機水平。

2.2 腦電數(shù)據(jù)

2.2.1 枕區(qū)—頂區(qū)ERP電流密度圖 將國際健將組和二級運動員所做出的正確選擇的EEG分別進行疊加得到ERP，然后根據(jù)得到的ERP做出電流密度圖，如圖1和圖2所示。分別選取了2組運動員的枕區(qū)開始激活、枕區(qū)達到最大激活、枕區(qū)激活消退頂區(qū)激活開始、頂區(qū)達到最大激活、頂區(qū)激活消退5個片段的電流密度圖。

音頻信號選用的窗函數(shù)為漢明窗,幀長256點,幀移80點。采用高斯混合模型進行分類檢測,高斯混和密度為5,狀態(tài)數(shù)為5。

由圖1和圖2可以看出，2組運動員的大腦激活均經(jīng)歷了開始于枕區(qū)，結束于頂區(qū)的過程。經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，2個水平運動員枕區(qū)激活開始時間差別不大，均為550 ms左右。在引起頂區(qū)的最大激活時間上，兩者呈現(xiàn)出明顯的差異，國際健將組要比二級組運動員早200 ms，在頂區(qū)激活消退時，國際健將組比二級組運動員快270 ms。

圖1 國際健將組枕區(qū)—頂區(qū)ERP電流密度圖Figure 1. Current Density in Occipital-Parietal Lobe of National Top Grade Athletes

圖2 二級組枕區(qū)—頂區(qū)ERP電流密度圖Figure 2. Current Density in Occipital-Parietal Lobe of National Second Grade Female Table Tennis Athletes

根據(jù)國際健將組和二級組枕區(qū)和頂區(qū)激活的時間節(jié)點，枕區(qū)在550 ms左右開始激活，國際健將組枕區(qū)在748 ms時激活程度達到最大，而二級組在720 ms時枕區(qū)激活達到最大。根據(jù)電流密度圖結果，選取了枕區(qū)（O1，O2）和頂區(qū)（P3，P4）4電極點，分別測得2組運動員從枕區(qū)開始激活到頂區(qū)激活達到最大的時間為3個時段（545～555 ms、645～655 ms、730～760 ms），以組別為組間變量，電極點為組別內(nèi)變量，分不同時間段分別做組別2（健將、二級）×電極點4（P3，P4，O1，O2）重復測量方差分析。

對4個電極點在545～555 ms的平均波幅進行組別2（健將、二級）×電極點4（P3，P4，O1，O2）重復測量方差結果顯示，組別的主效應顯著F（1，15）=5.83，P＜0.05，健將運動員的平均幅值（M=0.927）顯著地小于二級運動員的平均幅值（M=-3.309），腦區(qū)的主效應不顯著，F(xiàn)（2.03，10.14）=3.23，P＜0.05，組別和腦區(qū)的交互作用不顯著，F(xiàn)（2.03，10.14）=0.894，P＞0.05。腦區(qū)的多重比較顯示右側(cè)枕區(qū)（O2）與右側(cè)頂區(qū)（P4）平均振幅存在顯著性差異（P＜0.0），右側(cè)枕區(qū)的平均振幅（M=-2.25）大于左側(cè)頂區(qū)的平均振幅（M=-0.62）。

對4個電極點在645～655 ms的平均波幅進行2（健將、二級）×4（P3，P4，O1，O2）重復測量方差結果顯示，組別的主效應顯著F（1，15）=15.66，P＜0.01，健將運動員的平均幅值（M=-0.58）顯著地小于二級運動員的平均幅值（M=8.69）；腦區(qū)的主效應不顯著，F(xiàn)（2.03，10.14）=3.13，P＞0.05，組別和腦區(qū)的交互作用不顯著，F(xiàn)（2.03，10.14）=0.894，P＞0.05。

對4個電極點在730～760 ms間的平均波幅進行2（健將、二級）×4（P3，P4，O1，O2）重復測量方差結果顯示，組別的主效應顯著，F(xiàn)（1，15）=8.39，P＜0.05，健將運動員的平均幅值（M=3.65）顯著地小于二級運動員的平均幅值（M=11.14）；腦區(qū)的主效應顯著，F(xiàn)（2，10）=7.90，P＜0.01，組別和腦區(qū)的交互作用不顯著，F(xiàn)（2，10）=0.254，P＞0.05。腦區(qū)的多重比較顯示，電極點枕區(qū)（O1，O2）與頂區(qū)（P3，P4）之間存在顯著性差異（P＜0.01），右枕區(qū)的平均振幅（O1M=8.70，O2M=8.82）大于頂區(qū)的振幅（M=6.29，M=5.76）。

以上結果表明，健將運動員激活平均振幅小于二級運動員，兩組運動員在枕區(qū)—頂區(qū)加工時間上，在680～800 ms時間段上表現(xiàn)為枕區(qū)的激活大于頂區(qū)的激活，認知加工的順序表現(xiàn)為枕區(qū)開始到達頂區(qū)結束。

2.2.2 腦電總平均疊加波形圖及晚成分特征差異對“轉(zhuǎn)”的發(fā)球視頻判斷后得到國際健將組和二級組運動員ERP波形圖（圖3），從中發(fā)現(xiàn)：在刺激出現(xiàn)后600 ms以后，國際健將組枕部腦區(qū)（以Oz點為例）出現(xiàn)一個小的負向波，該波峰之后出現(xiàn)正向偏轉(zhuǎn)，并且在750 ms左右達到峰值，二級運動員則沒有這樣的偏轉(zhuǎn)；二級運動員枕區(qū)在700 ms會出現(xiàn)非常明顯的正向偏轉(zhuǎn)，并有一個較大的正向波，依據(jù)文獻［17］稱為P700，即運動員在發(fā)球旋轉(zhuǎn)判斷時在680～800 ms出現(xiàn)的正波。

圖3 對“轉(zhuǎn)”的判斷中國際健將組和二級組平均疊加波形圖（以Oz為例）Figure 3. Grand Average ERPs at Oz When Judging the Rotating Serving of International Top Grade Athletes and National Second Grade Female Table Tennis Athletes

鑒于國際健將組和二級組波形枕區(qū)曲線此時間窗口內(nèi)潛伏期上表現(xiàn)出的差異，分別選取了中央?yún)^(qū)（C3，Cz，C4），頂區(qū)（P3，Pz，P4），枕區(qū)（O1，Oz，O2）共9個電極點進行分析，表3為不同組別在不同電極點上P700潛伏期的平均數(shù)和標準差，以組別為組間變量，以前后腦區(qū)和左右腦區(qū)為組內(nèi)變量，以P700的潛伏期為因變量作2（組別）×3（前后腦區(qū)）×3（左右腦區(qū)）的重復測量方差分析。結果發(fā)現(xiàn)，組間運動水平的主效應不顯著，F(xiàn)（1，15）=3.38，P＞0.05。腦區(qū)的主效應不顯著，未發(fā)現(xiàn)有顯著的交互作用。

圖4 國際健將組和二級組680～800 ms枕區(qū)電流密度圖Figure 4. Current Density at Occipital Lobe 680-800 ms of International Top Grade Athletes（Up）and National Second Grade Female Table Tennis Athletes（Blow）

表3 不同組別被試對“轉(zhuǎn)”的判斷中枕區(qū)、頂區(qū)晚成分潛伏期方差平均數(shù)和標準差 msTable 3 Standard Errors and Means of Variance of the Latency of Late Component in Occipital and Parietal Lobe When Judging the Rotating Serving of Different Groups

表4為不同組別在不同電極點上P700波幅的平均數(shù)和標準差，以P700波幅為因變量，以組別為組間變量，以電極點為組內(nèi)變量做2（組別）×3（前后腦區(qū)）×3（左右腦區(qū)）的重復測量方差分析。結果發(fā)現(xiàn)，組間運動水平的主效應顯著，F(xiàn)（1，17）=15.68，P＜0.01，國際健將組的P700波幅（M=4.20，SE=1.33）顯著地小于二級組的波幅（M=10.69，SE=0.94）。組內(nèi)前后腦區(qū)的主效應顯著，F(xiàn)（1.24，19.78）= 42.06，P＜0.01，左右腦區(qū)的主效應顯著，F(xiàn)（2，32）= 5.21，P＜0.05，左右腦區(qū)與組別的交互效應不顯著，腦區(qū)與組別的交互作用均不顯著。前后腦區(qū)的多重比較顯示，中央?yún)^(qū)的激活與頂區(qū)和枕區(qū)的激活存在顯著性差異（P＜0.01），中央?yún)^(qū)的激活（M=6.85，SE= 0.67）顯著地小于頂區(qū)（M=9.41，SE=0.93）和枕區(qū)（M=10.52，SE=1.31）的激活，頂區(qū)激活和枕區(qū)激活之間無顯著性差異。左右腦區(qū)的多重比較顯示，左側(cè)腦區(qū)激活（M=7.65，SE=0.96）顯著地小于中央?yún)^(qū)（M=6.61，SE=0.75）和右側(cè)腦區(qū)（M=8.04，SE= 0.85）的激活。結果顯示，二級運動員枕區(qū)和頂區(qū)的波幅明顯高于國際健將組，且枕區(qū)P700波幅顯著大于國際健將組運動員。左側(cè)腦區(qū)的激活強度小于右側(cè)腦區(qū)的激活強度。

表4 不同組別被試對“轉(zhuǎn)”的判斷中枕區(qū)、頂區(qū)晚成分峰值平均數(shù)和標準差 μVTable 4 Means and Standard Errors of the Peak Amplitude of Late Component in Occipital and Parietal Lobe WhenJudging the Rotating Serving of Different Groups

3 分析與討論

3.1 乒乓球?qū)＜曳磻卣?運動專家的知識觀認為，熟練者和初學者的決策差異主要在于熟練者擁有更多的有關專項知識，進而表現(xiàn)出信息的選擇和決策的方式的不同［7］。本研究結果顯示，國際健將組運動員做出正確決策的平均反應時與二級組運動員相比無顯著性差異（表1），但國際健將組的決策準確性可以達到50%以上（表2），比二級組高出近1倍，說明國際健將組在用時相仿的情況下做出了更有效的決策。這可能是由于經(jīng)過多年的訓練，國際健將組提高了對專項技能的知覺分化水平，知覺敏感性提升，這種知覺分化轉(zhuǎn)化為認知專長，使運動員在對旋轉(zhuǎn)的決策時表現(xiàn)操作績效的優(yōu)勢。在決策準確性上，本研究結果與王明輝等［7］對籃球運動員和徐璐［2］對乒乓球運動員運動決策的研究結果相一致，即運動專家的決策準確性高。在決策速度上，國際健將組與二級組之間沒有差異，與前人的研究結果不一致［2，7］，這是什么原因呢？是與中樞加工有關，還是與采取的決策反應方式有關？有待探討。

3.2 乒乓球?qū)＜业闹袠屑庸ぬ卣?M.Mishkin等［18］根據(jù)視覺加工的功能特點和一系列猴腦單細胞記錄的實驗結果，提出大腦存在2條通道，并得到人腦的證實。這2條通道一個是枕—頂通道（occipital-parietal pathway），位于大腦頂部，又稱背側(cè)束（dorsal stream），其功能主要與物體空間關系及空間運動有關，被形象地稱為WHERE通道。由圖1和圖2可以看出，運動員大腦神經(jīng)由枕區(qū)開始，頂區(qū)結束，遵循了從枕區(qū)到頂區(qū)的傳導路線。2種水平的運動員在刺激開始加工時間上并無明顯區(qū)別。在經(jīng)過了枕區(qū)對視覺刺激信息的加工之后，大腦神經(jīng)活動由枕區(qū)向頂區(qū)轉(zhuǎn)移，2個水平運動員在轉(zhuǎn)移的開始時間上相近，但國際健將組頂葉激活量達到最大值僅用了不到50 ms的時間，而二級組用了230 ms，并且在頂葉激活消退時，這種差距達到了270 ms。國際健將組在枕區(qū)進行的加工比二級組多耗費了30 ms，而在頂區(qū)的加工節(jié)省了230～270 ms。

運動員的視覺加工通路有方向性，枕區(qū)最先獲得視覺刺激信號，也是獲得運動視覺信息的重要途徑。研究結果顯示，在545～550 ms時間段上，右側(cè)枕區(qū)的激活顯著大于右側(cè)頂區(qū)的激活，在730～750 ms時間段，在枕區(qū)的激活顯著大于頂區(qū)的激活。這說明在枕區(qū)進行視覺刺激前期加工對完整的信息加工過程有著至關重要的作用。如果此時視覺信息得到充分有效的加工，那么就會節(jié)省之后進行的一系列加工的時間，加工速度就會加快。國際健將組對視覺刺激的加工激活幅度小，這可能得益于平時比賽和訓練中積累的“模板”比較多，在視覺刺激前期就對信息進行了完整的加工，相反，二級運動員在此環(huán)節(jié)未獲得有效信息，不得不在下一加工環(huán)節(jié)進行彌補，也引起了頂區(qū)大范圍的激活。

在神經(jīng)中樞加工環(huán)節(jié)，國際健將組頂區(qū)激活消退時間早于二級組270 ms，但研究結果顯示在最后的反應時間上國際健將組與二級組之間無顯著性差異。說明國際健將運動員認知加工的過程快于二級組運動員，但在決策反應上消耗了時間。這可能是因為國際健將組的運動員對自己的期望值較高，即便是在刺激識別之后，決策選擇依然很慎重，所以造成了反應時優(yōu)勢的縮短。不能否認的是，國際健將組的決策優(yōu)勢是在中樞加工時建立起來的。

研究結果顯示，國際健將組運動員的LPC的波幅顯著的小于二級組運動員LPC的波幅，右側(cè)腦區(qū)的激活強度顯著地大于左側(cè)腦區(qū)的激活強度，從680～800 ms時間窗口的ERP電流密度圖（圖4）可以看出，二級組左右腦枕區(qū)都有較強的激活，而國際健將組左腦枕區(qū)激活程度較小，大腦兩半球的激活水平不一致——右腦的激活水平比左腦高。“神經(jīng)效率”假說認為，擁有好成績的個體在執(zhí)行認知任務的測試時具有更高效的皮層活動。該假設得到運動領域?qū)＜已芯康闹С郑?9-20］。R.Hubert［21］指出，在運動中有2種不同的視機能，其中一種是語義視機能，其作用是識別和解釋情境。1984年，B.D.Hatfield等［22］研究了氣手槍運動員大腦EEG的活動規(guī)律，認為高水平的運動員較少地激活左腦的顳葉，即高水平運動員不必依賴語義分析加工，他們更多地運用空間加工的能力。Paivio認為，表象系統(tǒng)儲存的具體事件，與情景記憶有某種相似，而言語系統(tǒng)儲存的具體事件，與語義記憶有某種相似。視覺表象或視覺編碼信息可以直接從記憶中得到，無須再作轉(zhuǎn)換，而言語信息需要轉(zhuǎn)換再進行判定。國際健將組在平時比賽訓練中積累了大量的視覺表象信息，因而從觀看視頻中得到的視覺刺激信息無須加以轉(zhuǎn)換，較少動用左腦的資源。二級運動員需要借助語義邏輯進行分析判斷，因此動用的大腦資源多，激活強度高，范圍大。本研究結果也與Claudio Del的研究結果相一致，即健將組運動員在發(fā)球判斷過程表現(xiàn)了皮層激活的高效性，國際健將組僅動用了較少的能量就完成了高質(zhì)量的任務，大腦資源的使用更加節(jié)約。

4 結論

運動員大腦信息加工的通路具有方向性且不可逆，視覺刺激信息沿枕—頂通路傳導，國際健將組在枕區(qū)激活到頂區(qū)激活消退的時間短于二級組，這為正確做出決策節(jié)省了時間。

國際健將組運動員大腦對視覺信息的加工表現(xiàn)出不對稱性，國際健將組運動員主要啟用了右腦枕區(qū)資源。

在發(fā)球判斷過程中，國際健將組完成認知活動是一種節(jié)省模式，表現(xiàn)為動用大腦枕區(qū)和頂區(qū)資源較少，效率更高。

［1］ 付全.運動決策研究綜述［J］.北京體育大學學報，2004，27（6）：863-865

［2］ 徐璐.乒乓球運動員決策過程認知加工特征的研究［D］.上海：上海體育學院，2010：4-10

［3］ 尹如秋.淺析乒乓球運動中的發(fā)球與接發(fā)球技術［J］.體育世界：學術，2010（4）：79-81

［4］ 蘇丕仁.乒乓球運動教程［M］.北京：高等教育出版社，2004：47-49

［5］ 李今亮.乒乓球運動員接發(fā)球判斷的思維活動特征［D］.北京：北京體育大學，2005：11-13

［6］ Savelsbergh G J，Williams A M，Van der Kamp J，et al. Visual Search，Anticipation，Expertise in Soccer Goalkeepers［J］.Journal of Sports Sciences，2002，20（3）：279-287

［7］ 王明輝，李建國，閏蒼松.籃球運動員運動決策準確性和速度差異性的眼動研究［J］.北京體育大學學報，2007，30（6）：576-578

［8］ Vaeyens R，Lenoir M，Williams A M.Mechanisms Underpinning Successful Decision Making in Skilled Youth Soccer Players：an Analysis of Visual Search Behavior［J］. Journal of Motor Behavior，2007，39（5）：395-408

［9］ Kok A.Event-Related-Potential（ERP）Reflections of Mental Resources：a Review and Synthesis［J］.Biological Psychology，1997，45（1-3）：19-56

［10］ Kramer A F，Strayer D L.Assessing the Development of Automatic Processing：an Application of Dual-Task and Event-Related Brain Potential Methodologies［J］. Biological Psychology，1988，26（1-3）：231-267

［11］ Noldy N E，Stelmack R M，Campbell K B.Event-Related Potentials and Recognition Memory for Pictures and Words：the Effects of Intentional and Incidental Learning［J］.Psychophysiology，1990，27（4）：417-428

［12］ Kutas M，McCarthy G，Donchin E.Augmenting Mental Chronometry：The P300 As a Measure of Stimulus Evaluation Time［J］.Science，1977，197（4305）：792-795

［13］ Hua Jin，Guiping Xu，John X.Zhang，et al.Event-Related Potential Effects of Superior Action Anticipation in Professional Badminton Players［J］.Neuroscience Letters，2011，492（3）：139-144

［14］ Radlo S J，Janelle C M，Barba D A，et al.Perceptual Decision Making for Baseball Pitch Recognition：Using P300 Latency and Amplitude to Index Attentional Processing［J］.Research Quarterly for Exercise and Sport，2001，72（1）：22-31

［15］ Taliep M，Gibson A，Gray J，et al.Event-Eelated Potentials，Reaction time，and Response Selection of Skilled and Less-Skilled Cricket Batsmen［J］.Perception，2008，37（1）：96-105

［16］ 沈?qū)W軍，陳養(yǎng)勝，鄒軍，等.高水平散打運動員賽前視覺事件相關電位的時間特征［J］.上海體育學院學報，2008，32（3）：49-52

［17］ 魏景漢，羅躍嘉.事件相關電位原理與技術［M］.北京：科學出版社，2010：43-44

［18］ Mishkin M，Ungerleider L G，Macho K A.Object Vision and Spatial Vision：Two Cortical Pathways［J］.Trends in Neurosciences，1983，6（10）：414-417

［19］ Babiloni C，Marzano N，Infarinato F，et al.“Neural Efficiency”of Experts’Brain During Judgment of Actions：A High-Resolution EEG Study in Elite and Amateur Karate Athletes［J］.Behavioural Brain Research，2010，207（2）：466-475

［20］ Babiloni C，Marzano N，Infarinato F，et al.Movement-Eelated Desynchronization of Alpha Rhythms is Lower in Athletes Than Non-Athletes：A High-Resolution EEG Study［J］.Clinical Neurophysiology，2010，121（4）：482-491

［21］ Hubert R.The Understanding-Acting Process in Sport：The Relationship between the Semantic and the Sensor-Motor Visual Function［J］.International Journal of Sport Psychology，1991，22（2-3）：221-243

［22］ Hatfield B D，Landers D M，Ray W J.Cognitive Processes During Self-Paced Motor Performance： An Electroencephalographic Profile of Skilled Marksmen［J］. Journal of Sport Psychology，1984，6（1）：42-59

［23］ Culham JC，Brandt S A，Cavanagh P.Cortial fMRI Activation Produced by Attentive Tracking of Moving Targets［J］.Journal Neurophy，1998，80（5）：2657-2658

The Neuropsychological Mechanism of High-Level Table Tennis Players in the Process of Serving Rotation Judgment

∥ZHANG Yuhui1，ZHANG Jiancheng2，LI Anming1，SHI Zhihao3，WANG Liyan1

By using way of rotation as independent variable，the study selected international top players as experts while the national second-grade players as novices，and recorded response time with E-prime and EEG with the event-related potential system.The results indicate a directional and irreversible pathway of information processing in players’brain.Visual stimulation information was processed along the occipital-parietal pathway.It was shorter for international top players to reach the peak activation in the occipital area activated than for national second grade players，which saved time for the right decision making. International top players showed asymmetry in right-left hemispheres during visual information processing.They mainly drew on the right occipital area.Besides，they completed cognitive activity with a kind of saving mode，using fewer resources and getting more efficiency.

high-level table tennis player；serving rotation；judge；visual pathway

G804.8；G846

A

1000 -5498（2013）03 -0073 -08

2012 -12 -01；

2013 -02 -15

上海市教委創(chuàng)新項目（08ZZ175）

張玉慧（1986 -），女，山東威海人，上海體育學院碩士研究生；Tel：13504337154，E- mail：yuhuizhangsport @126.com

章建成（1952 -），男，浙江鄞縣人，上海體育學院教授，博士，博士生導師；Tel：（021）51253027，E- mail：zhangjicmail@yahoo.com.cn