黃 端,李 瓊
(武漢體育學(xué)院 健康科學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430079)
Gardner提出的多元智力理論中,把“身體—?jiǎng)佑X(jué)智力”作為人類的八種智力之一,強(qiáng)調(diào)了控制身體的能力的重要性[1]。而競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)員身手矯健,反應(yīng)敏捷,其表現(xiàn)往往讓普通人嘆為觀止,體現(xiàn)了非凡的“身體”智能。隨著研究者對(duì)運(yùn)動(dòng)員能力研究的深入,越來(lái)越多的證據(jù)表明,運(yùn)動(dòng)員的“非凡”能力似乎并不僅僅局限在身體運(yùn)動(dòng)功能上,也體現(xiàn)在腦認(rèn)知功能上。這些證據(jù)大致來(lái)源于三個(gè)研究領(lǐng)域:第一個(gè)領(lǐng)域主要在模擬運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景的條件下評(píng)估專家運(yùn)動(dòng)員與新手之間在認(rèn)知能力和特點(diǎn)上的差異;第二個(gè)領(lǐng)域則集中考察專家運(yùn)動(dòng)員和新手在非運(yùn)動(dòng)背景下的認(rèn)知能力上的差異;第三個(gè)領(lǐng)域主要探索健身運(yùn)動(dòng)對(duì)腦認(rèn)知功能的積極作用。本文旨在依據(jù)這三個(gè)領(lǐng)域的研究成果來(lái)梳理有關(guān)運(yùn)動(dòng)員比一般人更具認(rèn)知能力優(yōu)勢(shì)的觀點(diǎn),為更好地認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)員的心理特征提供有價(jià)值的新信息。
Chase和Simon最早使用專家—新手的研究范式來(lái)觀察棋類項(xiàng)目中的專家和新手(基本等同于普通人)在認(rèn)知能力上的差異,他們發(fā)現(xiàn),如果對(duì)于按照規(guī)則擺放的棋局,專家比新手的記憶效果更好,但對(duì)于不按規(guī)則擺放棋子而形成的雜亂棋局,專家和新手的記憶效果就沒(méi)有區(qū)別[2]。他們的研究說(shuō)明相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的豐富程度對(duì)于即時(shí)的記憶有著顯著的影響。這種專家-新手的研究范式影響深遠(yuǎn),運(yùn)動(dòng)心理學(xué)家研究運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知特點(diǎn)時(shí),也常常采用這種方式。
有的運(yùn)動(dòng)心理學(xué)家盡可能地模擬真實(shí)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景來(lái)設(shè)置認(rèn)知任務(wù)[3,4],然后記錄專家運(yùn)動(dòng)員和初學(xué)者完成任務(wù)的成績(jī),比較兩者的差異。例如,研究者讓專家級(jí)的足球運(yùn)動(dòng)員和初學(xué)者觀看關(guān)于足球比賽的影片(影片上的人和場(chǎng)景都和真的一般大小,投射在3.0 m×3.5 m的大屏幕上),將影片定格在對(duì)方球員一個(gè)傳球上,同時(shí)要求運(yùn)動(dòng)員假想自己是一個(gè)中衛(wèi),要阻止對(duì)方球員向傳出的球逼近。每個(gè)運(yùn)動(dòng)員腳下都有幾個(gè)腳踏板,分別位于他們的左、右、前和后。一旦他們決定好攔截對(duì)方球員的時(shí)機(jī)和方向,就可以踩上相應(yīng)的踏板。研究者可以記錄這些運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)和視線移動(dòng)情況來(lái)考察其認(rèn)知特點(diǎn)[5]。總的來(lái)說(shuō),專家運(yùn)動(dòng)員在很多這類的認(rèn)知測(cè)試(陳述性記憶、注意和注意分配、視覺(jué)搜索、預(yù)期和決策等)中都要優(yōu)于非專家選手。
Mann等人指出:專家運(yùn)動(dòng)員在這類認(rèn)知任務(wù)中總是比一般人更快更準(zhǔn)確[6]。而且,專家運(yùn)動(dòng)員在對(duì)畫(huà)面上的信息進(jìn)行視覺(jué)搜索時(shí)的凝視(fixations)數(shù)量比非專家選手更少,而且每次凝視(fixation)的時(shí)間也更長(zhǎng)。在搜索給定的畫(huà)面時(shí),凝視的數(shù)量實(shí)際上反映了選手在畫(huà)面上搜索到的有助于決策的線索的數(shù)量,而凝視某個(gè)線索的時(shí)間越長(zhǎng),所能獲得的有關(guān)這一線索的細(xì)節(jié)信息就越多。兩個(gè)凝視之間的視線移動(dòng)過(guò)程(即掃視過(guò)程)是無(wú)法從環(huán)境中獲取視覺(jué)信息的,凝視的數(shù)量多意味著掃視過(guò)程也比較多,那么在給定的時(shí)間里每次凝視的時(shí)間也必然要減少,這是一種走馬觀花式的視覺(jué)搜索模式,很不利于競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)這種需要在動(dòng)態(tài)背景下獲取足夠信息的場(chǎng)合。而專家運(yùn)動(dòng)員則可以迅速鎖定最關(guān)鍵的少量線索進(jìn)行集中關(guān)注,線索少,意味著掃視過(guò)程也比較少,那么分配給每個(gè)線索的凝視時(shí)間就會(huì)比較多,足以獲得有關(guān)這些線索的充分信息,進(jìn)而憑借這些信息做出合理預(yù)期和正確決策。這些研究的結(jié)果顯示,專家運(yùn)動(dòng)員知道應(yīng)該看哪些線索,不需要看哪些線索,這可能得益于他們長(zhǎng)期的專業(yè)訓(xùn)練和積累下來(lái)的比賽經(jīng)驗(yàn)。
還有研究[5]發(fā)現(xiàn):專家級(jí)的足球運(yùn)動(dòng)員比新手起腳更迅速,同時(shí),視線移動(dòng)情況和運(yùn)動(dòng)員的口頭報(bào)告說(shuō)明這兩組運(yùn)動(dòng)員從環(huán)境中獲取的信息種類也不一樣。在對(duì)方只有一名進(jìn)攻球員和一名防守球員的場(chǎng)景下,經(jīng)驗(yàn)老到的球員常??丛趯?duì)方進(jìn)攻球員的臀部上,同時(shí)視線在對(duì)方臀部和小腿之間頻繁地轉(zhuǎn)換;經(jīng)驗(yàn)較少的球員則喜歡盯著對(duì)方進(jìn)攻球員的腳和足球。而在三名進(jìn)攻球員和三名防守球員的場(chǎng)景下,經(jīng)驗(yàn)老到的球員不僅盯著帶球的對(duì)手,而且經(jīng)常在三名對(duì)手之間轉(zhuǎn)換視線,這說(shuō)明他們不僅盯著帶球的人,同時(shí)也在留意著另外兩個(gè)進(jìn)攻球員的一舉一動(dòng);經(jīng)驗(yàn)淺的球員則主要被球的位置牽引著,他們的視線似乎不敢從帶球者的身上移開(kāi)。從這些結(jié)果我們可以看出,經(jīng)驗(yàn)老到的球員的長(zhǎng)時(shí)記憶中貯存著有效的專項(xiàng)知識(shí),這些知識(shí)引導(dǎo)著他們的信息加工,使他們關(guān)注更有意義的線索(對(duì)手臀部的運(yùn)動(dòng)、不帶球?qū)κ值幕顒?dòng)與方位等),因此他們能夠更快更準(zhǔn)地對(duì)不同的情形做出恰當(dāng)?shù)呐袛嗪皖A(yù)測(cè)。而經(jīng)驗(yàn)較淺的球員只能被顯而易見(jiàn)的環(huán)境信息(對(duì)手的腳、球等)牽著鼻子走,看不到有助于先一步預(yù)測(cè)對(duì)方舉動(dòng)的環(huán)境線索。
這些研究充分說(shuō)明在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下,專家運(yùn)動(dòng)員具有明顯的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)。他們懂得識(shí)別更有價(jià)值的環(huán)境線索,能夠合理地分配注意(凝視),進(jìn)而更有效率地從環(huán)境中獲得有助于快速?zèng)Q策的清晰信息。但是,這些研究在認(rèn)知任務(wù)中有意設(shè)置運(yùn)動(dòng)員熟悉的運(yùn)動(dòng)背景,會(huì)讓人以為專家運(yùn)動(dòng)員所具有的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)是得益于長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中積累下來(lái)的經(jīng)驗(yàn),因此也只能局限在他所熟悉的運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域。換句話說(shuō),專家運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)可能只體現(xiàn)在與他的運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)有關(guān)的認(rèn)知領(lǐng)域,而不是人的基本認(rèn)知技能上的優(yōu)勢(shì)。
如果脫離了運(yùn)動(dòng)情景,專家運(yùn)動(dòng)員在認(rèn)知能力上的優(yōu)勢(shì)還會(huì)存在嗎?也就是說(shuō),運(yùn)動(dòng)員獲得的認(rèn)知技能是否能夠遷移到運(yùn)動(dòng)情景之外的場(chǎng)合。針對(duì)這一問(wèn)題,Voss等人對(duì)20篇探索運(yùn)動(dòng)水平與認(rèn)知技能關(guān)系的實(shí)證研究文獻(xiàn)進(jìn)行了元分析,在這些研究中,研究者所設(shè)置的認(rèn)知任務(wù)并不需要模擬運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景,而是考察運(yùn)動(dòng)員的基本認(rèn)知特點(diǎn)。元分析的結(jié)果顯示:專家運(yùn)動(dòng)員在實(shí)驗(yàn)室的這類與體育場(chǎng)景無(wú)關(guān)的認(rèn)知任務(wù)中均比新手要優(yōu)勝,這種優(yōu)勝不僅體現(xiàn)在加工速度上,而且體現(xiàn)在注意品質(zhì)(抗干擾的水平)上[7]。
加工速度反映了人的信息加工效率,一般以人在完成認(rèn)知任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(即刺激呈現(xiàn)和個(gè)體產(chǎn)生反應(yīng)之間的時(shí)間間隔)來(lái)體現(xiàn)。例如,百米賽跑前,從裁判員槍聲響起(刺激呈現(xiàn))到運(yùn)動(dòng)員立刻起身奔跑(反應(yīng))之間,總有非常短暫的延遲。這一延遲時(shí)間基本等于運(yùn)動(dòng)員識(shí)別聽(tīng)覺(jué)信息(槍聲)并發(fā)起運(yùn)動(dòng)程序指令等一系列信息加工過(guò)程所需要的時(shí)間。認(rèn)知活動(dòng)越復(fù)雜,反應(yīng)時(shí)就會(huì)越長(zhǎng)。Donders的減法反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)充分地說(shuō)明了這一現(xiàn)象:“見(jiàn)燈亮就用右手按鍵”這一簡(jiǎn)單任務(wù)所需要的反應(yīng)時(shí)(RT1)就比“見(jiàn)紅燈亮就用右手按鍵,看見(jiàn)綠燈亮?xí)r不按鍵”這一任務(wù)所需要的反應(yīng)時(shí)(RT2)要短,因?yàn)榈诙€(gè)任務(wù)所涉及的心理過(guò)程比第一任務(wù)復(fù)雜,多一個(gè)辨別顏色的認(rèn)知加工。
而在認(rèn)知活動(dòng)復(fù)雜程度一定的情況下,認(rèn)知加工的過(guò)程越有效率,反應(yīng)時(shí)就會(huì)越短,反應(yīng)就越快。因此,在諸如排球、網(wǎng)球和曲棍球等需要快速反應(yīng)的運(yùn)動(dòng)中,加工速度的意義不言而喻。研究者發(fā)現(xiàn),在人的一生中,加工速度隨著年齡的增長(zhǎng)會(huì)先飛速變快(從幼年到青年),然后隨著衰老而逐漸遲鈍起來(lái)[8,9],這種變化趨勢(shì)與人的智力的發(fā)展趨勢(shì)比較類似[10],可見(jiàn),加工速度是認(rèn)知功能的一項(xiàng)基礎(chǔ)指標(biāo)。Voss等人的元分析發(fā)現(xiàn),專家運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知功能優(yōu)勢(shì)比較明顯地體現(xiàn)在加工速度上,也就是說(shuō)這些運(yùn)動(dòng)員在任何認(rèn)知任務(wù)中的反應(yīng)都比一般人要快[7]。這一結(jié)果讓我們有理由相信,專家運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和競(jìng)技場(chǎng)上所獲得的加工速度優(yōu)勢(shì)可以遷移到與運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景無(wú)關(guān)的實(shí)驗(yàn)室任務(wù)中,是一種基本認(rèn)知水平上的優(yōu)勢(shì)。
考察注意品質(zhì)的任務(wù)有很多,其中一種叫做箭頭flanker任務(wù)[11]。在這種任務(wù)中,電腦屏幕上會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的5個(gè)符號(hào),最中間的那個(gè)符號(hào)一定是一個(gè)箭頭,箭頭可能朝向左邊,也可能朝向右邊,被試的任務(wù)就是要盡可能快而準(zhǔn)確地判斷這個(gè)箭頭的朝向。如果中間箭頭方向朝左,那么被試就應(yīng)該按鍵盤(pán)上預(yù)先設(shè)置的“左方向”鍵,中間箭頭方向朝右時(shí)則要按相應(yīng)的“右方向”鍵。中間的箭頭兩邊各有兩個(gè)符號(hào),被稱為flankers,即側(cè)面的東西或側(cè)衛(wèi)。這些符號(hào)也是箭頭,也有兩種情況:側(cè)面的箭頭可能與中間的箭頭方向一致,比如:→ → → → →或← ← ← ← ←,也可能與中間箭頭的方向相反,比如:→ → ← → →或← ← → ← ←。前一種情況叫做和諧型flankers,它們不會(huì)對(duì)判斷中間箭頭方向的任務(wù)產(chǎn)生干擾,而后一種情況即干擾型flankers,他們會(huì)誘使人產(chǎn)生完全相反的反應(yīng)傾向,與正確的反應(yīng)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)。
通過(guò)這種任務(wù)可以同時(shí)了解人的信息加工的速度和注意的抗干擾程度,當(dāng)然主要考察目標(biāo)在于后者。注意抗干擾的品質(zhì)是指對(duì)目標(biāo)保持專注,忽視“分心物”的能力水平。這一水平可以用上述flankers任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)來(lái)計(jì)算,即用一個(gè)人在干擾型flankers任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)減去和諧型flankers任務(wù)的反應(yīng)時(shí),所得之差即可代表其抗干擾水平的強(qiáng)弱,這個(gè)差值叫做flanker代價(jià)。正常情況下,被試在干擾型flankers任務(wù)中的反應(yīng)總會(huì)比在和諧型flankers任務(wù)中反應(yīng)要慢,因此flanker代價(jià)總是個(gè)正值,這個(gè)值越小,說(shuō)明被試的抗干擾水平越高。這種品質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員而言甚為重要,運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的情況瞬息萬(wàn)變,運(yùn)動(dòng)員必須學(xué)會(huì)對(duì)有價(jià)值的線索保持專注,同時(shí)要無(wú)視“意外事件”的誘惑。Voss等人的分析發(fā)現(xiàn),專家運(yùn)動(dòng)員在flankers任務(wù)中的flanker代價(jià)要明顯小于一般人[7]。這一結(jié)果也說(shuō)明,專家運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)生涯中獲得的抗干擾的注意品質(zhì),也能夠遷移到運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景之外。
總而言之,上述研究結(jié)果說(shuō)明,運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知能力優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在體育運(yùn)動(dòng)環(huán)境中,也體現(xiàn)在與運(yùn)動(dòng)環(huán)境無(wú)關(guān)的實(shí)驗(yàn)室認(rèn)知任務(wù)中。專家運(yùn)動(dòng)員具有更有效率地信息加工過(guò)程,同時(shí)對(duì)“分心干擾”具有更強(qiáng)的抵抗力,這些均屬于在基本認(rèn)知能力上的優(yōu)勢(shì)。這些結(jié)論對(duì)“專家運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)是否能夠超越與自己專項(xiàng)有關(guān)的認(rèn)知活動(dòng)范圍?”這一問(wèn)題給出了肯定的回答,進(jìn)一步拓展了我們對(duì)運(yùn)動(dòng)員認(rèn)知優(yōu)勢(shì)的認(rèn)識(shí)范圍。
上述的研究說(shuō)明,同新手相比,專家運(yùn)動(dòng)員具有明顯的認(rèn)知能力優(yōu)勢(shì)。在與運(yùn)動(dòng)情景有關(guān)的認(rèn)知任務(wù)中,他們反應(yīng)快速,善于捕捉關(guān)鍵線索,合理分配注意;在運(yùn)動(dòng)情景無(wú)關(guān)的認(rèn)知任務(wù)中,他們也能快速加工信息,并且更加專注,能夠在很大程度上對(duì)抗“分心刺激”的干擾。那么,這種優(yōu)勢(shì)是如何建立的?健身領(lǐng)域的一些研究可以為回答這一問(wèn)題提供一些間接的啟示。Kramer和Erickson通過(guò)綜述三個(gè)領(lǐng)域的實(shí)證研究得出結(jié)論:堅(jiān)持健身運(yùn)動(dòng)可以維持和加強(qiáng)認(rèn)知能力和腦功能,甚至可以減少罹患與衰老有關(guān)的疾病的風(fēng)險(xiǎn)[12]。
第一個(gè)領(lǐng)域是流行病學(xué)或前瞻性觀察研究,這種研究通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查追蹤個(gè)體(主要是老年人)的數(shù)年間的運(yùn)動(dòng)參與情況,并實(shí)時(shí)地讓他們完成認(rèn)知任務(wù)來(lái)評(píng)估其癡呆水平。例如,Larson等人對(duì)1 740名超過(guò)60歲的老年人進(jìn)行了跟蹤調(diào)查,考察他們參與各種鍛煉活動(dòng)(包括散布、遠(yuǎn)足、騎自行車和游泳等)的頻次。6年以后,這批被試中有158人得了老年癡呆。研究者通過(guò)嚴(yán)密地分析后發(fā)現(xiàn),每周鍛煉超過(guò)3次的老人癡呆的可能性要比每周鍛煉少于3次的人要低34%[13]。Abbott和他的同事則對(duì)2 257男性老年人的日常行走鍛煉的狀況進(jìn)行了為期5年的追蹤調(diào)查,發(fā)現(xiàn)行走速度較快和距離較長(zhǎng)的老年人罹患老年癡呆癥的可能性也更低[14]。這些研究結(jié)果有力地說(shuō)明運(yùn)動(dòng)與認(rèn)知功能衰變的減緩有著明顯的關(guān)系。
第二個(gè)領(lǐng)域是隨機(jī)化的人類臨床干預(yù)領(lǐng)域,這種研究把不愛(ài)活動(dòng)的老年人分成兩組,一組是干預(yù)組,接受實(shí)施有氧運(yùn)動(dòng)(如跑步、游泳和騎自行車等)訓(xùn)練的治療干預(yù);另一組是控制組,不接受任何干預(yù),然后比較兩組人在認(rèn)知功能上的變化和差異。Colcombe等人對(duì)一組老年人被試實(shí)施了6個(gè)月的運(yùn)動(dòng)干預(yù)治療,干預(yù)前后都會(huì)對(duì)參與者的認(rèn)知功能(如flankers任務(wù))和腦功能(fMRI)進(jìn)行評(píng)估。研究結(jié)果顯示:對(duì)于參加有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)的老年人,干預(yù)后在flankers任務(wù)中比干預(yù)前更加能夠抵抗干擾,而且在fMRI 中顯示的大腦激活模式也變得和年輕人的激活模式(例如,增強(qiáng)的右中額葉回上激活和占優(yōu)勢(shì)的頂葉激活)相類似;而控制組的老人卻沒(méi)有顯示出這樣的變化[15]。這種實(shí)驗(yàn)研究提供了運(yùn)動(dòng)與認(rèn)知功能改善的因果關(guān)系的證據(jù),使“運(yùn)動(dòng)能夠改善認(rèn)知和腦功能”的觀點(diǎn)更加具有說(shuō)服力。
第三個(gè)領(lǐng)域的動(dòng)物研究則從細(xì)胞和分子水平,為運(yùn)動(dòng)對(duì)腦組織的積極影響提供了很有說(shuō)服力的證據(jù)。Vaynman等人發(fā)現(xiàn)改善運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的動(dòng)物會(huì)伴隨著體內(nèi)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)分子的增加,其中一種分子叫做腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,即BDNF;而B(niǎo)DNF對(duì)神經(jīng)保護(hù)、細(xì)胞存活、神經(jīng)突的生長(zhǎng)以及突出的可塑性都有著積極的作用[16]。此外,Ding等人發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以減少中風(fēng)引起的皮質(zhì)損傷[17];而Swain等人則發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)還可以促進(jìn)成年大鼠的海馬體、小腦和運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)中新毛細(xì)血管的生長(zhǎng)[18]。新生的毛細(xì)血管可以為現(xiàn)存的或新分裂的細(xì)胞輸送營(yíng)養(yǎng)。與之相應(yīng),Van Praag等人發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)大鼠腦細(xì)胞的增生以及保持細(xì)胞的存活,而這些細(xì)胞增生與存活率的增加也與大鼠在迷津任務(wù)中的學(xué)習(xí)率增加相互印證[19]。這些研究的結(jié)果說(shuō)明,運(yùn)動(dòng)可以在細(xì)胞水平上改善大腦的功能。
上述三個(gè)領(lǐng)域的研究充分說(shuō)明了健身運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知功能的積極作用以及可能的作用機(jī)制(包括腦機(jī)制和細(xì)胞分子層面的機(jī)制),為“生命在于運(yùn)動(dòng)”這句名言提供了新的注解。實(shí)際上,這些作用機(jī)制同樣存在于,甚至更加適用于競(jìng)技體育領(lǐng)域中的運(yùn)動(dòng)員身上。因?yàn)檫@個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練比健身運(yùn)動(dòng)要更充分,除此之外,運(yùn)動(dòng)員還要額外地進(jìn)行專門的認(rèn)知訓(xùn)練。也就是說(shuō),他們不僅要通過(guò)系統(tǒng)的身體鍛煉來(lái)強(qiáng)健自己的體魄和磨練運(yùn)動(dòng)技能,同時(shí)也要學(xué)習(xí)如何提高專注,無(wú)視干擾的能力,還要琢磨對(duì)手的策略和風(fēng)格,在頭腦中演練,從而在實(shí)戰(zhàn)中提高正確應(yīng)對(duì)的可能性。已有證據(jù)表明這類針對(duì)認(rèn)知技術(shù)本身的適應(yīng)性訓(xùn)練能夠有效改善認(rèn)知能力[20]。競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是將身體訓(xùn)練和認(rèn)知訓(xùn)練結(jié)合使用的實(shí)踐領(lǐng)域,這使運(yùn)動(dòng)員的頭腦得到常人無(wú)法獲得的雙重促進(jìn)。
一般而言,如果說(shuō)運(yùn)動(dòng)員身手比一般人矯健,大多數(shù)人都不會(huì)反對(duì)。但如果說(shuō)他們的頭腦也比一般人靈活,就不太容易被人接受了。我們通過(guò)對(duì)三個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)行闡釋,為后一種觀點(diǎn)提供了充分的證據(jù):首先,在模擬真實(shí)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景設(shè)置的認(rèn)知任務(wù)中,專業(yè)運(yùn)動(dòng)員比新手要更快更準(zhǔn)確,這得益于他們快速的信息加工速度和經(jīng)濟(jì)有效的注意(凝視)分配方式;再者,在諸如flankers任務(wù)之類的與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的實(shí)驗(yàn)室認(rèn)知任務(wù)中,專業(yè)運(yùn)動(dòng)員也比新手反應(yīng)更快,也更專注(更能抵抗無(wú)關(guān)刺激的干擾);其三,來(lái)自流行病學(xué)研究、臨床干預(yù)研究和動(dòng)物研究的證據(jù)都說(shuō)明:健身運(yùn)動(dòng)有助于改善腦認(rèn)知功能。此外,有研究表明針對(duì)認(rèn)知技術(shù)本身的適應(yīng)性訓(xùn)練也有助于改善認(rèn)知功能。
上述這些直接和間接的證據(jù)都肯定了運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知功能優(yōu)勢(shì),同時(shí)也暗示:體育運(yùn)動(dòng)不僅鍛煉人的體魄,而且改善人的心智。盡管如此,對(duì)于這一問(wèn)題的探索還不能劃上句號(hào),在研究過(guò)程中,還有許多新的問(wèn)題涌現(xiàn)。第一個(gè)問(wèn)題是:專家運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于新手(普通人)的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)是來(lái)自于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練本身,還是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員的淘汰機(jī)制?這個(gè)問(wèn)題類似于“先有雞還是先有蛋”:即“使一個(gè)人成為專家運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)實(shí)踐造就了他超越一般人的認(rèn)知功能水平”,還是“本身具有超越一般人的認(rèn)知功能水平的人才能在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中成為專家運(yùn)動(dòng)員”。研究者傾向于前一種假設(shè),因?yàn)橐呀?jīng)有了大量的間接證據(jù)[12]。但是后一種假設(shè)在現(xiàn)實(shí)中也是可能的,即專家運(yùn)動(dòng)員本身在認(rèn)知功能上就比一般人優(yōu)勝,因此才能在層層的選拔過(guò)程中脫穎而出,繼續(xù)運(yùn)動(dòng)生涯;而有些認(rèn)知功能水平較弱的人則會(huì)在這一過(guò)程中被淘汰。我們要想進(jìn)一步證明專家運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)實(shí)際上是由運(yùn)動(dòng)實(shí)踐造就的,就要進(jìn)行長(zhǎng)期追蹤研究:鎖定一批運(yùn)動(dòng)員為被試,在他們整個(gè)運(yùn)動(dòng)生涯里定期考察他們的認(rèn)知功能指標(biāo)(包括在認(rèn)知任務(wù)上的成績(jī)和腦成像的指標(biāo)),以判斷他們?cè)趶牟锁B(niǎo)到專家的成長(zhǎng)過(guò)程中,基本的腦認(rèn)知功能是否也得到了相應(yīng)的提高。這種研究范式能夠?yàn)樯鲜鰡?wèn)題提供一個(gè)令人信服的答案。
將來(lái)我們還需要搞清楚的是:如果在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域里獲得的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)可以遷移到實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置的非運(yùn)動(dòng)型認(rèn)知任務(wù)上,那么這種優(yōu)勢(shì)能夠遷移到日常的學(xué)習(xí)和生活任務(wù)中嗎?比方說(shuō)在課堂上更加專注,更加能夠抵抗嘈雜的環(huán)境而正常工作,或在擁堵的路況也更能保證安全行駛等等。在這些日常任務(wù)中檢驗(yàn)專家運(yùn)動(dòng)員與新手之間的表現(xiàn)差異,也可以為運(yùn)動(dòng)員對(duì)普通人的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)提供有說(shuō)服力的證據(jù),是非常值得開(kāi)展的研究方向。
[1] Gardner,H.Frames of Mind:the Theory of Multiple Intelligences [M].New York:Basic Book Inc,1983.
[2] Chase,G.,& Simon,K.Perception in chess [J].Cognitive Psychology,1973(1):55-81.
[3] Ericsson,K.A.How the expert performance approach differs from traditional approaches to expertise in sport:In search of a shared theoretical framework for studying expert performance [M].In J.L.Starkes,& K.A.Ericsson (Eds.),Expert performance in sports:Advances in research on sport expertise ,Champaign,IL:Human Kinetics,2003.
[4] Singer,R.N.Performance and human factors:Considerations about cognition and attention for self-paced and externally-paced events [J].Ergonomics,2000(10):1661-1680.
[5] Williams,A.M.,& Davids,K.Visual search strategy,selective attention,and expertise in soccer [J].Research Quarterly for Exercise and Sport,1998(2):111-128.
[6] Mann,D.T.Y.,Williams,A.M.,Ward,P.,& Janelle,C.M.Perceptual-cognitive expertise in sport:A meta-analysis [J].Journal of Sport & Exercise Psychology,2007(4):457-478.
[7] Voss,M.W.,Kramer,A.F.,Basak,C.,Prakash,R.S.,& Roberts,B.Are expert athletes “expert” in the cognitive laboratory? A meta-analytic review of basic attention and perception and sport expertise [J].Applied Cognitive Psychology,2010(6):812-826.
[8] Kail,R.,& Ferrer,E.Processing speed in childhood and adolescence:Longitudinal models for examining developmental change [J].Child Development,2007(6):1760-1770.
[9] Salthouse,T.A.What and when of cognitive aging.Current Directions in Psychological Science [J].2004(4):140-144.
[10] Bayley,N.Development of mental abilities [M].In P.H.Mussen (Ed.),Carmichael’s manual of child psychology (3rd ed.),New York:Wiley,1970.
[11] Eriksen,B.A.,& Eriksen,C.W.Effects of noise letters upon the identification of a target letter in a nonsearch task [J].Perception and Psychophysics,1974(1):143-149.
[12] Kramer,A.F.,& Erickson,K.I.Capitalizing on cortical plasticity:Influence of physical activity on cognition and brain function [J].Trends in Cognitive Neuroscience,2007(8):342-348.
[13] Larson,E.B.,Wang,L.,Bowen,J.D.,McCormick,W.C.,Teri,L.,Crane,P.,et al.Exercise is associated with reduced risk for incident dementia among persons 65 years of age and older [J].Ann.Intern.Med,2006(2):73-81.
[14] Abbott,R.D.,White,L.R.,Ross,G.W.,Masaki,K.H.,Curb,J.D.,& Petrovitch,H.Walking and dementia in physically capable elderly men [J].Journal of the American Medical Association,2004(12):1447-1453.
[15] Colcombe,S.J.et al.Aerobic exercise training increases brain volume in aging humans [J].Journal of Gerontology:Medical Sciences,2006(11):1166-1170.
[16] Vaynman,S.et al.Hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition [J].Eur.J.Neurosci,2004(10):2580-2590.
[17] Ding,Y.H.et al.Exercise-induced over expression of angiogenic factors and reduction of ischemia/reperfusion injury in stroke [J].Curr.Neurovasc.Res,2004(5):411-420.
[18] Swain,R.A.et al.Prolonged exercise induces angiogenesis and increases cerebral blood volume in primary motor cortex of the rat [J].Neuroscience,2003(4):1037-1046.
[19] Van Praag,H.,Kempermann,G.,Gage,F.H.Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus [J].Nature Neuroscience,1999(3):266-270.
[20] Bherer,L.,Kramer,A.F.,Peterson,J.S.,Colcombe,S.,Erickson,K.,& Becic,E.Training effects on dual-task performance:Are there age-related differences in plasticity of attentional control [J].Psychology and Aging,2005(4):695-709.