陸穎之，王小春，周成林

（1.上海體育大學(xué) 心理學(xué)院，上海 200438；2.國家體育總局運(yùn)動認(rèn)知評定與調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200438）

心理服務(wù)是備戰(zhàn)歷屆世界大賽的重要保障內(nèi)容之一，在過去40 余年里，運(yùn)動心理學(xué)者通過臨床心理學(xué)、運(yùn)動心理學(xué)的理論指導(dǎo)和長年服務(wù)于運(yùn)動隊(duì)的工作經(jīng)驗(yàn)積累，為各支國家隊(duì)在國際賽場上展示訓(xùn)練成果提供了有力的保障[1-2]。在近十年里，隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和人工智能的發(fā)展，運(yùn)動員和教練員對心理科技攻關(guān)服務(wù)提出了新要求。如何通過科學(xué)測量，借助高科技設(shè)備，實(shí)現(xiàn)心理科技攻關(guān)服務(wù)的高效化、科學(xué)化，是目前基于運(yùn)動心理學(xué)理論助力提升運(yùn)動表現(xiàn)的重要議題。

隨著科技奧運(yùn)理念的提出，在“中國腦計(jì)劃”的不斷推動下，我國開展了科技助力奧運(yùn)和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)，其中多項(xiàng)涉及提升運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)、促進(jìn)運(yùn)動員心理健康的研究和實(shí)踐。在理論層面，學(xué)者們通過腦電、近紅外、功能磁共振成像等技術(shù)，開展了大量基礎(chǔ)性研究探索影響運(yùn)動表現(xiàn)穩(wěn)定性的核心因素[3]。在實(shí)踐層面，心理科技攻關(guān)服務(wù)在保留傳統(tǒng)心理服務(wù)模式的基礎(chǔ)上，也嘗試?yán)眯屡d技術(shù)提升心理訓(xùn)練的效率[4-5]。然而，如何突破理論與應(yīng)用之間的壁壘，圍繞“提升賽時(shí)運(yùn)動表現(xiàn)穩(wěn)定性”這一科學(xué)問題，在時(shí)代浪潮中實(shí)現(xiàn)我國心理科技攻關(guān)服務(wù)的螺旋式發(fā)展，讓更多滿足個(gè)性化定制、客觀便捷式測評以及高效實(shí)時(shí)反饋的技術(shù)能夠落地，是目前心理科技攻關(guān)服務(wù)的重要目標(biāo)。鑒于此，本文從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的角度出發(fā)，對我國心理科技攻關(guān)服務(wù)的理論支撐、新體系方案及實(shí)現(xiàn)途徑等問題進(jìn)行探討，并對服務(wù)北京2022 年冬奧會的實(shí)踐應(yīng)用效果進(jìn)行剖析，為提升我國心理科技攻關(guān)服務(wù)的科技含量、助力運(yùn)動員賽時(shí)穩(wěn)定發(fā)揮開辟新思路。

1 綜 述

1.1 我國心理科技攻關(guān)服務(wù)的發(fā)展特點(diǎn)和挑戰(zhàn)

在我國運(yùn)動心理服務(wù)發(fā)展的40 余年里，姒剛彥等[1]、李四化等[6]回顧了心理服務(wù)輔助多支運(yùn)動隊(duì)備戰(zhàn)國際大賽做出的重要工作，總結(jié)了我國心理服務(wù)目前已形成的基本工作思路和服務(wù)內(nèi)容。在舉國體制的組織協(xié)調(diào)下，心理學(xué)者們形成了較為完整和規(guī)范的心理服務(wù)工作流程：在方法層面形成了質(zhì)性研究方法、心理咨詢模式、心理問卷及輔助身心反饋設(shè)備相結(jié)合的服務(wù)方式[7]；在技術(shù)使用中，放松訓(xùn)練、表象訓(xùn)練、觀看模擬訓(xùn)練以及正念訓(xùn)練是使用較為廣泛的訓(xùn)練手段[8]。在展望中，提出今后中國運(yùn)動心理服務(wù)研究可以將數(shù)據(jù)分析過程與理論框架有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)自下而上的數(shù)據(jù)驅(qū)動服務(wù)模式，而不完全建立在經(jīng)驗(yàn)者的先驗(yàn)知識判斷上[1,6]。近十年，科技的高速發(fā)展正在加速和催化數(shù)據(jù)驅(qū)動下心理服務(wù)新模式的產(chǎn)生。

因此，當(dāng)科技的高速發(fā)展和競技體育的實(shí)際需求相碰撞，心理服務(wù)向心理科技攻關(guān)服務(wù)升級正面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。首先，在服務(wù)定位上，心理科技攻關(guān)服務(wù)應(yīng)與體能訓(xùn)練、身體機(jī)能分析、技戰(zhàn)術(shù)分析、營養(yǎng)保障等服務(wù)一樣，作為整個(gè)保障體系下的必要一環(huán)，且將服務(wù)目標(biāo)定位于“提升賽時(shí)運(yùn)動表現(xiàn)穩(wěn)定性”，助力運(yùn)動員在訓(xùn)練中練有所長，在比賽中發(fā)揮所練。其次，在方法學(xué)層面，在運(yùn)動心理學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)上充分結(jié)合認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)方法，在問題解決過程中重視大腦對加工、存儲和提取人類動作過程中的方式，明確人類運(yùn)動能力表現(xiàn)的神經(jīng)機(jī)制原理。再次，在技術(shù)手段上，融合新興技術(shù)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法，加速心理科技攻關(guān)服務(wù)的科學(xué)化和智能化進(jìn)程[5]。最后，在評價(jià)方式上，在以往心理咨詢和心理服務(wù)常用的訪談、問卷等自陳式基礎(chǔ)上，借助認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的技術(shù)手段，強(qiáng)調(diào)以客觀數(shù)據(jù)驅(qū)動的服務(wù)途徑，將客觀數(shù)據(jù)積累與主觀陳述相結(jié)合，更加精確地對運(yùn)動員的需求進(jìn)行把控[9]。綜上所述，我國心理服務(wù)正在邁向心理科技攻關(guān)服務(wù)，推動心理工作者由被動向主動、由主觀向客觀、由經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動。

1.2 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)視角下心理科技攻關(guān)服務(wù)的理論基礎(chǔ)

心理科技攻關(guān)服務(wù)的最終目標(biāo)是“提升賽時(shí)運(yùn)動表現(xiàn)穩(wěn)定性”，其實(shí)質(zhì)是提高運(yùn)動員動作控制的能力，并且能在不同環(huán)境、不同狀態(tài)下穩(wěn)定完成所掌握的技術(shù)動作，這就要求其具備對復(fù)雜高難度動作的控制能力。在競技運(yùn)動場上，動作難度、運(yùn)動員競賽狀態(tài)、賽場環(huán)境、對手競技表現(xiàn)都會對運(yùn)動員的動作發(fā)揮產(chǎn)生影響。因此，心理科技攻關(guān)服務(wù)應(yīng)將運(yùn)動控制相關(guān)理論作為基礎(chǔ)，進(jìn)而構(gòu)建實(shí)施路徑。本文從構(gòu)建運(yùn)動程序、加固動作穩(wěn)定性和保障賽時(shí)動作穩(wěn)定性3 個(gè)方面，圍繞各階段理論模型展開綜述。

1.2.1 構(gòu)建運(yùn)動程序的內(nèi)部模型理論

運(yùn)動程序理論（motor program theory）是運(yùn)動控制中最為基礎(chǔ)的理論之一，該理論也被用在不同領(lǐng)域中解釋人類完成簡單和復(fù)雜運(yùn)動的行為能力[10]。其中，內(nèi)部模型（internal model）是運(yùn)動程序中重要的組成部分之一[11]。內(nèi)部模型理論指出，在運(yùn)動學(xué)習(xí)過程中，人們借助外部反饋（如視覺反饋、本體感覺反饋）不斷完善動作，減少預(yù)期動作表現(xiàn)和實(shí)際動作表現(xiàn)之間的誤差，同時(shí)，大腦通過對內(nèi)部模型中參數(shù)的修正來獲得更優(yōu)的運(yùn)動程序。內(nèi)部模型的作用之一是在動作沒有實(shí)際發(fā)生之前對其進(jìn)行快速模擬，并對動作的結(jié)果做出預(yù)期。

因此，內(nèi)部模型的建立首先基于感知覺表征和運(yùn)動表征，如通過觀看他人的示范動作來獲取視覺經(jīng)驗(yàn)，或者通過教練員口頭對動作要領(lǐng)的表述來增加言語信息。同時(shí)，對于動作的學(xué)習(xí)，運(yùn)動經(jīng)驗(yàn)的積累是形成最優(yōu)內(nèi)部模型的關(guān)鍵。在不斷的訓(xùn)練過程中，運(yùn)動員通過動作執(zhí)行的結(jié)果來修正自己動作的各項(xiàng)運(yùn)動學(xué)信息，并形成最優(yōu)的內(nèi)部模型；通過視覺和言語的反饋方式來輔助加強(qiáng)內(nèi)部模型，這是視頻觀看心理訓(xùn)練的理論基礎(chǔ)。在內(nèi)部模型建立之后，運(yùn)動員可以依靠內(nèi)部模型形成良好的前饋，便可在不依賴外部反饋的情況下加強(qiáng)和鞏固相應(yīng)技術(shù)動作，這也是心理訓(xùn)練中常用的表象訓(xùn)練原理。

上述理論基礎(chǔ)提示，動作控制的基礎(chǔ)之一是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中形成穩(wěn)定的運(yùn)動程序，并在動作執(zhí)行過程中同時(shí)借助前饋系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)，分別實(shí)現(xiàn)預(yù)測編碼和誤差調(diào)整，最終完成復(fù)雜動作的控制。此過程與視頻觀看心理訓(xùn)練和表象訓(xùn)練的原理密切相關(guān)，是建立心理訓(xùn)練方案的重要依據(jù)。

1.2.2 加固動作穩(wěn)定性的動態(tài)系統(tǒng)理論模型

運(yùn)動員在訓(xùn)練中不斷完善其運(yùn)動程序，為更加穩(wěn)定的動作表現(xiàn)打下基礎(chǔ)。在賽場上執(zhí)行動作時(shí)，常常會因?yàn)橥饨绱碳さ母蓴_而影響動作表現(xiàn)的穩(wěn)定性。多系統(tǒng)理論認(rèn)為，動作的多樣性能夠提供靈活多變的適應(yīng)策略，允許個(gè)體隨環(huán)境變化及時(shí)調(diào)整運(yùn)動程度的參數(shù)，降低動作失誤的風(fēng)險(xiǎn)。因此，動作多樣性在不同環(huán)境下對動作表現(xiàn)穩(wěn)定性發(fā)揮重要作用。

動作多樣性更適合具有開放屬性的項(xiàng)目，如坡面障礙技巧項(xiàng)目中在應(yīng)對障礙時(shí)做出的靈活反應(yīng)。同時(shí)，在動態(tài)系統(tǒng)理論中，高度穩(wěn)定的行為表現(xiàn)通常被看作一種習(xí)慣性狀態(tài)，習(xí)慣凹陷代表動作模式的靈活性程度，凹陷越深就越難以改變，相對應(yīng)的運(yùn)動模式就越穩(wěn)定，加深習(xí)慣凹陷、穩(wěn)定運(yùn)動模式是閉鎖性運(yùn)動項(xiàng)目重要的干預(yù)靶點(diǎn)。綜上，在動作控制的動態(tài)系統(tǒng)理論中，要提升動作模式的穩(wěn)定性，抵抗外界因素干擾，一方面加強(qiáng)運(yùn)動程序的多樣性是優(yōu)化動作模式的必要條件，另一方面加深動作的習(xí)慣性狀態(tài)是維持動作高度穩(wěn)定的主要模式[12]。

綜合上述理論，從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的角度進(jìn)行心理科技攻關(guān)服務(wù)時(shí)，既要通過多種心理訓(xùn)練方式來加強(qiáng)動作的習(xí)慣性狀態(tài)，又要允許不同心理疲勞狀態(tài)、不同活力狀態(tài)，甚至不同程度負(fù)面狀態(tài)的存在，以實(shí)現(xiàn)多樣性適應(yīng)。因此，在訓(xùn)練過程中應(yīng)通過多樣化情境下運(yùn)動表現(xiàn)的監(jiān)控，建立更加準(zhǔn)確的賽前心理風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型和賽時(shí)狀態(tài)預(yù)測模型，以提升運(yùn)動員在多變環(huán)境下的動作控制能力和心理調(diào)控能力。

1.2.3 保障賽時(shí)動作穩(wěn)定性的倒U 型曲線模型

運(yùn)動心理學(xué)中以耶克森-多德斯的倒U 型曲線來表述運(yùn)動表現(xiàn)與個(gè)體喚醒狀態(tài)之間的關(guān)系。該定律主要描述了兩層含義：對于個(gè)體而言，喚醒狀態(tài)對動作表現(xiàn)的影響呈倒U 型關(guān)系，即過高或過低的喚醒程度都會影響運(yùn)動表現(xiàn)；對于不同的個(gè)體及項(xiàng)目而言，其倒U 型的表達(dá)是動態(tài)的，即中等程度的喚醒狀態(tài)會因人、因項(xiàng)目而存在差異。因此，倒U 型曲線能夠解釋賽場上出現(xiàn)的多種發(fā)揮失常的現(xiàn)象，也提醒運(yùn)動員和教練員對賽前興奮狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)調(diào)控。在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的視角下，應(yīng)將原有的個(gè)體差異和項(xiàng)目差異從概念向應(yīng)用推進(jìn)，如通過人工智能算法，基于運(yùn)動員自身或運(yùn)動項(xiàng)目差異重新定義安全喚醒狀態(tài)范圍，并且隨著賽季的推動實(shí)現(xiàn)動態(tài)化的浮動。

2 方 法

2.1 構(gòu)建心理科技攻關(guān)服務(wù)新體系

圍繞“提升賽時(shí)運(yùn)動表現(xiàn)穩(wěn)定性”這一科學(xué)問題，以心理學(xué)理論為基礎(chǔ)，通過大量電生理和影像學(xué)的基礎(chǔ)性研究，構(gòu)成認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)視角下心理科技攻關(guān)服務(wù)“一個(gè)核心—兩條路徑—三重保障”的實(shí)施路徑（圖1）。一個(gè)核心是以提升賽時(shí)動作穩(wěn)定性為服務(wù)原則。運(yùn)動程序理論提示，內(nèi)部模型參數(shù)的精準(zhǔn)響應(yīng)是決定運(yùn)動表現(xiàn)質(zhì)量的重要因素；系統(tǒng)動態(tài)理論提示，運(yùn)動程序的建立和運(yùn)行同時(shí)由其多樣性和習(xí)慣性兩大因素決定。由此，形成兩條建立和鞏固運(yùn)動程序的訓(xùn)練路徑：一是通過視知覺的視頻觀看心理訓(xùn)練建立運(yùn)動程序；二是通過表象訓(xùn)練加固運(yùn)動程序。倒U 型理論提示，保持合理喚醒狀態(tài)是決定賽場發(fā)揮的最終一環(huán)。因此，通過建立賽前心理預(yù)警、賽時(shí)心理預(yù)測和基于無線腦電的狀態(tài)評估的三重保障，對運(yùn)動員潛在的心理風(fēng)險(xiǎn)早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)、早調(diào)整。

圖1 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)視角下心理科技攻關(guān)服務(wù)的新體系構(gòu)建及實(shí)施路徑Figure 1 Construction and implementation framework of psychological sci-tech service from the perspective of cognitive neuroscience

2.2 心理科技攻關(guān)服務(wù)新體系的實(shí)施路徑

2.2.1 基于內(nèi)部模型理論開展視頻觀看心理訓(xùn)練

在長期的專項(xiàng)訓(xùn)練中，運(yùn)動員通過運(yùn)動系統(tǒng)不斷重復(fù)和建立與動作相關(guān)的內(nèi)部模型，同時(shí)也通過感知系統(tǒng)在動作觀察過程中鞏固相關(guān)的動作表征。動作觀察是其形成運(yùn)動程序、建立內(nèi)部模型的重要方式[13]。研究[14]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)個(gè)體觀察到自己熟悉的動作時(shí)，其大腦中動作觀察網(wǎng)絡(luò)的激活比觀看不熟悉動作更加活躍。因此，通過觀看他人動作來輔助運(yùn)動技能表現(xiàn)是目前采用較為廣泛的方式。研究[15]發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行動作觀看的過程中，大量感知覺信號在輸入過程中會誘發(fā)額-頂網(wǎng)絡(luò)的激活。在神經(jīng)影像學(xué)研究中，驗(yàn)證了不同的動作序列觀看模式會以不同的方式激活大腦，當(dāng)觀看重復(fù)性單一動作時(shí)，動作觀察更多地激活了初級運(yùn)動皮層。也有研究[16]發(fā)現(xiàn)，上下文背景信息對于動作的理解和內(nèi)部模型編碼有重要作用，當(dāng)對動作的加工帶有上下文背景信息時(shí)，對運(yùn)動皮層的激活會更加明顯。上述研究都驗(yàn)證了動作觀察是通過激活內(nèi)部模型進(jìn)而建立運(yùn)動程序的，并且觀看方式的不同也會相應(yīng)誘發(fā)大腦激活模式的差異。

在內(nèi)部模型基本構(gòu)建后，個(gè)體會通過動作觀察網(wǎng)絡(luò)中的預(yù)期性編碼模型（predictive coding models），完成感知運(yùn)動匹配，以此對所觀察到的動作進(jìn)行理解和預(yù)測。當(dāng)所觀察到的動作與內(nèi)部模型所預(yù)測的存在較大偏差時(shí)，會在額-頂位置產(chǎn)生明顯的Theta 振蕩。無論是在日常生活的觀察過程中還是在競技體育的對抗過程中，電生理研究都捕捉到Theta 振蕩的激活，以此體現(xiàn)大腦對沖突信息的應(yīng)對[17]。

上述研究為心理科技攻關(guān)服務(wù)的落地開展提供了重要理論依據(jù)，通過觀看他人動作來輔助運(yùn)動程序的建立，并通過大腦活動的監(jiān)控來評估內(nèi)部模型的穩(wěn)定程度。

2.2.2 基于運(yùn)動程序多樣性與習(xí)慣性實(shí)施心理表象訓(xùn)練

心理表象訓(xùn)練是心理技能訓(xùn)練中最常用的一種，尤其對于閉鎖性運(yùn)動項(xiàng)目較常用。中國跳水隊(duì)在備戰(zhàn)北京奧運(yùn)會期間借助表象訓(xùn)練取得了積極的訓(xùn)練效果[18]?；谛睦肀硐筮M(jìn)行的原理和神經(jīng)效率假說，表象過程中的大腦響應(yīng)能在一定程度上體現(xiàn)出個(gè)體對于表象內(nèi)容的熟悉程度。有研究[19]通過跟蹤運(yùn)動員在奧運(yùn)備戰(zhàn)期間進(jìn)行表象訓(xùn)練時(shí)的大腦活動發(fā)現(xiàn)：語言引導(dǎo)的表象過程會誘發(fā)更大的High-alpha 振蕩，意味著選擇性注意的發(fā)生；自主引導(dǎo)的表象過程則會誘發(fā)更大的Low-alpha 振蕩，意味著放松狀態(tài)的出現(xiàn)—提示腦電信號可以用來監(jiān)測表象訓(xùn)練時(shí)的狀態(tài)。同時(shí)，動作表象依賴于運(yùn)動程序中的內(nèi)部模型，越穩(wěn)定的內(nèi)部模型能夠形成更加準(zhǔn)確的表象時(shí)間，以及更高效的大腦活動。研究[20]發(fā)現(xiàn)，借助動作觀察網(wǎng)絡(luò)對熟悉動作進(jìn)行視覺表象時(shí)，對動作的熟悉性可能會調(diào)節(jié)動作觀察網(wǎng)絡(luò)之間的連接性。由此，不同腦區(qū)間腦電（EEG）活動的耦合性可以反映空中技巧動作的表象質(zhì)量，高質(zhì)量的表象依賴于大腦區(qū)域間的協(xié)同，需要注意、感知運(yùn)動等多方面的協(xié)同工作，并且更復(fù)雜、難度更高的動作涉及更多感知運(yùn)動過程的參與。

2.2.3 基于“喚醒-表現(xiàn)”關(guān)系曲線建構(gòu)心理狀態(tài)保障路徑

在多年的心理服務(wù)過程中，研究人員從20 世紀(jì)80 年代嘗試尋找高水平運(yùn)動員的共性特征，為精英培養(yǎng)尋找模式化路徑，到近幾十年不斷探索項(xiàng)目特征，點(diǎn)對點(diǎn)根據(jù)運(yùn)動員的個(gè)性特點(diǎn)提供心理服務(wù)。在這個(gè)起承轉(zhuǎn)合的過程中，早期的共性探索為理解各項(xiàng)目的大腦認(rèn)知加工規(guī)律打下了基礎(chǔ)[21]，隨后基于個(gè)體差異而提供的心理服務(wù)則為當(dāng)前心理科技攻關(guān)服務(wù)指明了方向。因此，通過獲取個(gè)體特征的關(guān)鍵參數(shù)，并利用算法實(shí)現(xiàn)動態(tài)化的心理狀態(tài)響應(yīng)模式是提供有效心理服務(wù)的重要保障。

其中，對于運(yùn)動員個(gè)體特征的關(guān)鍵參數(shù)需要滿足：①連續(xù)變量指標(biāo)；②持久的、穩(wěn)定的指標(biāo)；③體現(xiàn)個(gè)體的神經(jīng)活動特征。在競技運(yùn)動領(lǐng)域，研究發(fā)現(xiàn)，靜息狀態(tài)下的大腦活動可以反映個(gè)體神經(jīng)活動的特性，其中，Alpha 頻段的大腦振蕩最具代表性。在Alpha 頻域中可觀察到一個(gè)明顯峰，將該頻段分解成高頻段和低頻段兩部分。這個(gè)峰所對應(yīng)的頻率值稱為IAPF（Individual Alpha Peak Frequency）。IAPF 不僅是一個(gè)穩(wěn)定的、具有特質(zhì)性的神經(jīng)生理指標(biāo)，還是一個(gè)能夠反映個(gè)體內(nèi)在“狀態(tài)”差異的變量。研究[22-23]發(fā)現(xiàn)，IAPF 可以反映不同水平冰球運(yùn)動員的多目標(biāo)追蹤能力，也能有效預(yù)測冰球運(yùn)動員的賽場進(jìn)攻表現(xiàn)。由此，將IAPF 的測評作為本次心理科技攻關(guān)服務(wù)的核心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，除了分析備賽運(yùn)動員的基本群體特征外，也納入賽時(shí)運(yùn)動表現(xiàn)的預(yù)測模型。此外，多種新興技術(shù)和人工智能算法正在為實(shí)現(xiàn)心理科技攻關(guān)服務(wù)的便捷化、精準(zhǔn)化、定制化提供途徑。①數(shù)據(jù)采集的便捷化。干電極與無線傳輸模塊的開發(fā)可以為運(yùn)動員提供可穿戴式的腦電設(shè)備。有研究[24]比較了無線傳輸?shù)母呻姌OQuick-20和傳統(tǒng)的腦電設(shè)備（Brain Production 公司），驗(yàn)證了在個(gè)體安靜狀態(tài)下該設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室使用濕電極能達(dá)到同等采集效果，但是干電極的使用可以將準(zhǔn)備時(shí)間縮短80%。②數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)化。大量人工智能算法的出現(xiàn)為優(yōu)化運(yùn)動員心理狀態(tài)的評定提供了可能，主要表現(xiàn)在預(yù)測過程精準(zhǔn)化和預(yù)測結(jié)果精準(zhǔn)化兩方面。例如，在預(yù)測過程的精準(zhǔn)化方面，有研究[25]通過稀疏重疊模塊化的高斯圖模型算法，準(zhǔn)確地提取出與認(rèn)知負(fù)荷相關(guān)的多尺度生理指標(biāo)，提高了計(jì)算機(jī)輔助診斷精神疾病、心理疲勞的性能。在預(yù)測結(jié)果的精準(zhǔn)化方面，層次聚類分析、動態(tài)時(shí)間規(guī)整算法等能夠?qū)⒁酝植诘亩衷u價(jià)逐漸細(xì)化為連續(xù)、交互式的評價(jià)[26]。③數(shù)據(jù)評價(jià)的定制化。利用大數(shù)據(jù)平臺可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享，通過軟件平臺可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動隊(duì)在備戰(zhàn)中的個(gè)性化需求。

3 結(jié)果

由國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)支持，在北京2022 年冬奧會備戰(zhàn)期間，首次嘗試將新興技術(shù)的發(fā)展成果落地于心理科技攻關(guān)服務(wù)。在備戰(zhàn)周期中，將無線腦電、機(jī)器學(xué)習(xí)、近紅外成像等認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的技術(shù)手段充分應(yīng)用于心理科技攻關(guān)服務(wù)，通過所構(gòu)成的“一個(gè)核心—兩條路徑—三重保障”的實(shí)施路徑，最終助力單板滑雪U 型場地技巧國家集訓(xùn)隊(duì)（以下簡稱“單U”）、自由式滑雪空中技巧國家集訓(xùn)隊(duì)（以下簡稱“自由式”）、坡面滑雪大跳臺和坡面障礙技巧國家集訓(xùn)隊(duì)（以下簡稱“坡面障礙”）、鋼架雪車國家集訓(xùn)隊(duì)等多支隊(duì)伍奪金。

3.1 圍繞一個(gè)核心開展心理科技攻關(guān)服務(wù)

圍繞“提升賽時(shí)運(yùn)動表現(xiàn)穩(wěn)定性”的核心目標(biāo)，結(jié)合多支隊(duì)伍的需求調(diào)研結(jié)果，制定了心理科技攻關(guān)服務(wù)的基本思路：①針對經(jīng)典心理訓(xùn)練方式（如視頻觀看心理訓(xùn)練和心理表象訓(xùn)練），由經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動轉(zhuǎn)變，提升訓(xùn)練方案的有效性；②針對典型心理現(xiàn)象（如喚醒水平低和心理疲勞），由主觀報(bào)告向客觀測量轉(zhuǎn)變，提升監(jiān)測手段的科學(xué)性；③針對隊(duì)伍訓(xùn)練場地靈活性和全球疫情需求，搭建并優(yōu)化教練員、運(yùn)動員心理服務(wù)的自助平臺和心理專家遠(yuǎn)程監(jiān)控路徑，提升服務(wù)方式的聯(lián)動性；④針對心理訓(xùn)練效果的量化性較弱和危機(jī)干預(yù)的時(shí)效滯后問題，構(gòu)建心理狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋和危機(jī)預(yù)警機(jī)制，完成心理科技攻關(guān)服務(wù)的閉環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 通過兩條路徑提升運(yùn)動表現(xiàn)穩(wěn)定性

依據(jù)內(nèi)部模型和動態(tài)系統(tǒng)理論，在傳統(tǒng)心理訓(xùn)練技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助腦電、近紅外等相關(guān)采集與分析技術(shù)，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動為單U 隊(duì)伍和自由式隊(duì)伍實(shí)施視頻觀看心理訓(xùn)練和心理表象訓(xùn)練，根據(jù)腦電活動信號量化評估心理訓(xùn)練方案實(shí)施效果并進(jìn)行反饋。以下詳細(xì)展開此次心理科技攻關(guān)服務(wù)中的兩條訓(xùn)練路徑。

3.2.1 路徑1：通過視頻觀看心理訓(xùn)練形成最佳記憶模式

視頻觀看技術(shù)利用媒體剪輯，通過反復(fù)觀看的方式，強(qiáng)化運(yùn)動員難度動作的動作表征，也是單U 運(yùn)動員常用的心理訓(xùn)練輔助方法之一。在以往的使用中，往往單憑運(yùn)動員的個(gè)人喜好和教練員的經(jīng)驗(yàn)，缺少對該心理訓(xùn)練技術(shù)的科學(xué)性和效果評價(jià)的有效指導(dǎo)。在此次心理科技攻關(guān)服務(wù)中，通過提取和分析行為和大腦數(shù)據(jù)，完成訓(xùn)練方案的參數(shù)制訂，同時(shí)基于大腦神經(jīng)活動對動作錯(cuò)誤的反應(yīng)敏銳程度來評估訓(xùn)練效果。

首先，在測試階段，運(yùn)動員在佩戴近紅外設(shè)備后在計(jì)算機(jī)上完成“動作記憶表征提取”實(shí)驗(yàn)[27]。分別以2 種呈現(xiàn)方式觀看視頻：方式1，完整套動作（即從進(jìn)入U(xiǎn) 池開始至完成全套）；方式2，將多個(gè)單一空中動作剪輯為動作合集后觀看（即僅包含騰空-落地環(huán)節(jié)）。依據(jù)動作表征建構(gòu)的理論，2 種觀看方式均能通過感知皮層對動作的運(yùn)動程序進(jìn)行構(gòu)建：方式1 的優(yōu)勢在于提供上下文信息，能更好地建立起連續(xù)的動作記憶，形成連貫的運(yùn)動程序；方式2 可以在有限時(shí)間內(nèi)增加特定關(guān)鍵動作的表征編碼次數(shù)，更高效地加固運(yùn)動程序。

其次，在方案選擇階段，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動方式分析運(yùn)動員在動作記憶表征提取任務(wù)中的行為數(shù)據(jù)和大腦含氧血紅蛋白信號（[HbO]），以此制訂視頻觀看心理訓(xùn)練方案。根據(jù)研究假設(shè)，在完成視頻觀看心理訓(xùn)練后，進(jìn)行“記憶表征提取”測試，判斷所觀看的動作是否出現(xiàn)在剛才的觀看視頻中。在行為層面，如果提取的正確率更高、提取速度更快，說明該運(yùn)動員更適合這種觀看模式；在神經(jīng)活動層面，對正確提取動作記憶的片段進(jìn)行分析，通過激活的腦區(qū)判斷更適合運(yùn)動員進(jìn)行視頻觀看的內(nèi)容。例如：通過激活運(yùn)動區(qū)來建構(gòu)表征的運(yùn)動員在觀看時(shí)傾向于選擇自己嘗試過并且較為熟練的動作；對于通過激活顳葉或枕葉來建構(gòu)表征的運(yùn)動員，在觀看時(shí)可以增加動作的拆解說明，對熟練動作可以輔助表達(dá)動作要領(lǐng)[27]。在數(shù)據(jù)收集后，根據(jù)測試任務(wù)中運(yùn)動員動作記憶提取的行為指標(biāo)和大腦激活狀態(tài)，給出視頻觀看心理訓(xùn)練的方案建議（表1）。

表1 數(shù)據(jù)驅(qū)動下單U 運(yùn)動員視頻觀看心理訓(xùn)練方案（以2 名運(yùn)動員為例）Table 1 The data-driven video watching protocol for halfpipe athletes (examples)

最后，在效果監(jiān)測階段，根據(jù)預(yù)期性動作結(jié)果理論，對于所習(xí)得的專項(xiàng)動作，可以有效地預(yù)測動作結(jié)果，而當(dāng)所觀察結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不一致時(shí)，會誘發(fā)額區(qū)的神經(jīng)活動。因此，在視頻觀看心理訓(xùn)練周期完成后，通過測量和分析運(yùn)動員在觀看相關(guān)專項(xiàng)動作時(shí)的腦電活動，并利用小波變換分析“錯(cuò)誤動作”是否顯著地誘發(fā)了運(yùn)動員額中線Theta 振蕩的活動[28]，以此監(jiān)測和評估運(yùn)動員所觀看的專項(xiàng)動作的熟練性。

綜上所述，路徑1 采用的視頻觀看心理訓(xùn)練，通過近紅外技術(shù)獲取運(yùn)動員的記憶模式，結(jié)合其行為指標(biāo)和腦成像指標(biāo)確定適合運(yùn)動員采用的訓(xùn)練方案。在心理訓(xùn)練周期結(jié)束后，通過記錄和分析運(yùn)動員的額中線Theta 振蕩是否對“錯(cuò)誤動作”有敏感響應(yīng)來評估該階段心理訓(xùn)練的效果以及對相應(yīng)動作的熟練程度（圖2）。

圖2 視頻觀看心理訓(xùn)練的實(shí)施方案Figure 2 The protocols for video watching training

3.2.2 路徑2：基于大腦連接強(qiáng)度反饋心理表象訓(xùn)練效果

表象訓(xùn)練是技巧類運(yùn)動項(xiàng)目中使用較為廣泛的心理訓(xùn)練手段，其方式是在頭腦中想象自己完成某一特定動作的過程，原理是基于運(yùn)動程序的神經(jīng)回路能夠在表象訓(xùn)練過程中觸發(fā)，但并不激活最終的肌肉響應(yīng)，達(dá)到與實(shí)際執(zhí)行動作同樣的中樞神經(jīng)系統(tǒng)層面的訓(xùn)練效果。因此，表象訓(xùn)練成為輔助技巧類項(xiàng)目運(yùn)動員加強(qiáng)運(yùn)動程序、提高動作穩(wěn)定性的有效手段之一。然而表象訓(xùn)練實(shí)施過程中存在兩大難點(diǎn)：一是表象訓(xùn)練的參與程度和訓(xùn)練效果難以量化，只能依靠表象者自我報(bào)告；二是對表象內(nèi)容合適度的評估，表象訓(xùn)練是在沒有外部反饋的情況下對運(yùn)動程序進(jìn)行神經(jīng)回路的觸發(fā)。因此，對于尚未熟練掌握，需要依靠視覺或本體感覺的反饋才能完成的動作，表象訓(xùn)練反而會起到負(fù)面作用。基于此，針對自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目，主要實(shí)施以下內(nèi)容：①量化運(yùn)動員在表象不同熟悉度動作時(shí)的大腦腦區(qū)間連接強(qiáng)度（EEG coherence）；②將量化算法與無線腦電采集設(shè)備進(jìn)行端口信號傳輸，完成實(shí)時(shí)反饋。

首先設(shè)計(jì)不同動作難度（高難度、低難度）的表象任務(wù)，要求運(yùn)動員根據(jù)提示，在觀看至助滑出臺時(shí)，對相應(yīng)的動作進(jìn)行表象，并在表象結(jié)束后按鍵示意。隨后采用數(shù)據(jù)驅(qū)動方式，根據(jù)表象時(shí)間與實(shí)際動作時(shí)間一致程度評估運(yùn)動員的表征模擬過程的準(zhǔn)確性，并根據(jù)誤差大小分為優(yōu)質(zhì)表象、一般表象2 種情況。以此為自變量，將采集到的腦電信號進(jìn)行區(qū)域連接強(qiáng)度的分析。通過分析發(fā)現(xiàn)，在Theta 波段的動作難度和表象效果的交互作用顯著，在完成低難度且優(yōu)質(zhì)表象時(shí)，運(yùn)動區(qū)Fz 與右側(cè)額區(qū)和頂區(qū)的連接，相比陌生動作或一般表象有顯著增強(qiáng)，具體體現(xiàn)在額-頂葉區(qū)域更強(qiáng)的EEG coherence，反映更強(qiáng)的動作表征模擬和動作計(jì)劃?；诖?，將Fz-F4 和Fz-P4 的連接強(qiáng)度作為評估表象效果的重要指標(biāo)。

同時(shí)，將連接強(qiáng)度與主觀評估進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)合無線腦電設(shè)備和實(shí)時(shí)運(yùn)算技術(shù)，將表象訓(xùn)練效果的評估算法合成在服務(wù)平臺中。運(yùn)動員和教練員可以在“表象訓(xùn)練”模式中，實(shí)時(shí)反饋運(yùn)動員表象訓(xùn)練的實(shí)施效果，并對運(yùn)動員所表象的內(nèi)容進(jìn)行合理性評估（圖3）。

圖3 心理表象訓(xùn)練的實(shí)施方案Figure 3 The protocols for mental training

3.3 建立三重保障監(jiān)測心理狀態(tài)變化

兩條路徑的實(shí)施為建立和鞏固運(yùn)動程序、提升運(yùn)動表現(xiàn)提供了方法，而根據(jù)倒U 型理論，運(yùn)動員賽時(shí)喚醒狀態(tài)是決定其運(yùn)動表現(xiàn)水平的重要因素。因此，在心理科技攻關(guān)服務(wù)中，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動模式，在日常訓(xùn)練中不間斷獲取和積累運(yùn)動員心理狀態(tài)、心理疲勞狀態(tài)、動作熟悉程度等主、客觀心理指標(biāo)。借助人工智能算法，通過以下3 個(gè)方面保障其賽時(shí)的穩(wěn)定發(fā)揮：①利用聚類算法預(yù)警運(yùn)動員潛在心理風(fēng)險(xiǎn)；②利用回歸算法預(yù)測運(yùn)動員賽時(shí)的心理狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)干預(yù)端口的前移；③開發(fā)可以遠(yuǎn)程使用的App 用戶端，方便教練員和運(yùn)動員的自助式使用，以及服務(wù)人員的隨時(shí)監(jiān)測。

3.3.1 保障1：基于聚類算法的運(yùn)動員賽前心理風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

在應(yīng)用平臺中，集成了常用的運(yùn)動員心理問卷，包括《POMS 心境量表》《運(yùn)動動機(jī)量表》等7 個(gè)典型問卷，并通過應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API）獲取運(yùn)動員心理訓(xùn)練時(shí)的大腦靜息態(tài)和表象訓(xùn)練大腦數(shù)據(jù)。運(yùn)動員和教練員可以了解集訓(xùn)期間運(yùn)動員心理狀態(tài)的變化趨勢；當(dāng)算法監(jiān)測到運(yùn)動員出現(xiàn)潛在心理風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，會及時(shí)向教練員和服務(wù)人員提供信息；通過數(shù)據(jù)庫信息推測運(yùn)動員賽時(shí)心理狀態(tài)，對可能出現(xiàn)的影響運(yùn)動表現(xiàn)的心理狀態(tài)做出提示，由教練員和心理從業(yè)人員給予干預(yù)。

在預(yù)警功能中，主要通過《POMS 心境量表》的評測結(jié)果對潛在的心理風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行預(yù)警。該量表自使用以來，具備良好的信效度和參考常模，為了更好地符合精英運(yùn)動員的個(gè)性化特征以及項(xiàng)目自身特征，在利用k-means 聚類算法擬定聚類數(shù)為3（良好，一般，關(guān)注）的條件下，以原有常模為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)池，在將運(yùn)動員歷次測評數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，根據(jù)聚類結(jié)果對落入“關(guān)注”類別的測試給予預(yù)警提醒。同時(shí)，在測評次數(shù)有所累積的情況下，能夠以單個(gè)運(yùn)動員為數(shù)據(jù)池獲取其自身的類別。預(yù)警模型能夠改善之前以常模為唯一標(biāo)準(zhǔn)的判斷方式，更新基于自身數(shù)據(jù)的算法分類，滿足客觀化和個(gè)性化的需求。

3.3.2 保障2：基于彈性網(wǎng)絡(luò)回歸算法的運(yùn)動員賽時(shí)心理狀態(tài)預(yù)測

以風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警為基礎(chǔ)，預(yù)測功能的實(shí)現(xiàn)采用十折交叉檢驗(yàn)的彈性網(wǎng)絡(luò)回歸（Elastic Net Regression）算法，通過輸入的歷次心理問卷、大腦靜息態(tài)、唾液指數(shù)等指標(biāo)，輸出對應(yīng)的《POMS 心境量表》的7 個(gè)子維度和1 個(gè)總分值，以此預(yù)測運(yùn)動員賽時(shí)的心境狀態(tài)。并且，將預(yù)測模型得到的8 個(gè)心境狀態(tài)指數(shù)重新傳回預(yù)警模型中進(jìn)行聚類分析，教練員和服務(wù)人員可以根據(jù)分類結(jié)果對運(yùn)動員的心理狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。例如，對聚類結(jié)果為“關(guān)注”的運(yùn)動員開展包括正念訓(xùn)練[8]、心理咨詢[29]、放松訓(xùn)練[30]等的心理調(diào)控，并通過基于無線腦電傳輸?shù)男睦頎顟B(tài)綜合評估平臺（保障3）實(shí)時(shí)監(jiān)測運(yùn)動員的喚醒水平和疲勞指數(shù)。在此次心理科技攻關(guān)服務(wù)過程中，所采用的預(yù)測模型靈敏度達(dá)94.44%，特異度達(dá)52.24%。

綜上，控制環(huán)節(jié)通過聚類算法、彈性網(wǎng)絡(luò)回歸算法等數(shù)據(jù)處理方式，以及小程序平臺的運(yùn)行模式，對原有的量表和心理狀態(tài)監(jiān)測進(jìn)行算法和使用上的迭代更新，更加客觀和敏銳地發(fā)掘潛在的心理危機(jī)，為運(yùn)動員競技狀態(tài)和運(yùn)動表現(xiàn)的穩(wěn)定發(fā)揮提供了保障。

3.3.3 保障3：基于無線腦電傳輸?shù)男睦頎顟B(tài)綜合評估平臺

靜息態(tài)腦電的活動具有采集速度快、包含信息豐富的特點(diǎn)，因此在心理科技攻關(guān)服務(wù)過程中，充分利用靜息態(tài)腦電信號進(jìn)一步滿足項(xiàng)目共性特征突出、運(yùn)動員個(gè)性需求明顯的服務(wù)特點(diǎn)。根據(jù)前人研究和理論，在本次心理科技攻關(guān)服務(wù)中，通過靜息態(tài)腦電信號，進(jìn)行IAPF、喚醒狀態(tài)和疲勞狀態(tài)的評估分析，并將相應(yīng)的評估值向各平臺傳遞。

（1）IAPF 測算。IAPF 是個(gè)體腦電活動在6～14 Hz最大能量密度峰值，根據(jù)閉眼靜息腦電，將經(jīng)過預(yù)處理后的120 s 腦電數(shù)據(jù)分段為1 s 的等長數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速傅里葉轉(zhuǎn)換得到個(gè)體腦電活動頻譜密度圖，計(jì)算每個(gè)個(gè)體在6～14 Hz 腦電能量的峰值頻率，即得到IAPF。隨后IAPF 將通過API 為控制環(huán)節(jié)中“運(yùn)動員賽時(shí)心理預(yù)測模型”提供參數(shù)（表2）。

表2 北京2022 年冬奧會集訓(xùn)期間各支雪上技巧類項(xiàng)目運(yùn)動隊(duì)的IAPFTable 2 The IAPF of on snow skill events during Beijing 2022 Winter Olympic

（2）喚醒指數(shù)測算。計(jì)算腦電信號Alpha 波的功率譜和能量占比。占比越低則喚醒水平越高，反之則喚醒水平越低。喚醒指數(shù)將通過API 向控制環(huán)節(jié)中“運(yùn)動員賽前心理預(yù)警模型”傳遞，并通過k-means 算法得到個(gè)體或項(xiàng)目中的喚醒區(qū)間評估。

（3）疲勞指數(shù)測算。提取靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)特征量，分別提取集聚系數(shù)、特征路徑長度和全局效率，綜合反應(yīng)疲勞狀況，其疲勞綜合指標(biāo)計(jì)算公式如下：

其中，IF為綜合疲勞指標(biāo)（Fatigue Index），L為特征路徑長度，C為集聚系數(shù)，Eglobal為全局效率。IF數(shù)值越大表明越疲勞，越小表明精神狀態(tài)越好。

以2021 年6 月在單U 隊(duì)伍集訓(xùn)中的攻關(guān)服務(wù)為例，基于無線腦電平臺，依據(jù)運(yùn)動員喚醒指數(shù)和疲勞指數(shù)，結(jié)合k-means 聚類算法，評定運(yùn)動員的心理狀態(tài)變化（表3）。

表3 2021 年6 月單U 隊(duì)集訓(xùn)心理狀態(tài)評估結(jié)果Table 3 The assessment for Halfpipe Team in 2021-06

4 討論

4.1 以提升動作表現(xiàn)穩(wěn)定性為核心是新體系的理論創(chuàng)新

在北京2022 年冬奧會周期中所開展的心理科技攻關(guān)服務(wù)建立了以運(yùn)動程序理論為核心、以系統(tǒng)動態(tài)理論和倒U 型理論為指導(dǎo)的新體系。新體系主要的理論創(chuàng)新是將中樞神經(jīng)系統(tǒng)的訓(xùn)練和調(diào)控作為提升運(yùn)動員動作穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)。近幾年來，腦電技術(shù)被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動心理學(xué)研究，借助毫秒級的時(shí)間高精度設(shè)備，揭示了大腦活動與運(yùn)動表現(xiàn)之間的潛在關(guān)系。這些研究提示，運(yùn)動員在動作準(zhǔn)備過程中，運(yùn)動腦區(qū)的功能連接強(qiáng)度與運(yùn)動成績明顯相關(guān)[31]。與此同時(shí)，高水平運(yùn)動員在動作執(zhí)行過程中會表現(xiàn)出更高的神經(jīng)效率，不僅在與執(zhí)行動作直接相關(guān)的運(yùn)動皮層，與該動作相關(guān)的注意、記憶，甚至情緒加工都表現(xiàn)出高神經(jīng)效率的優(yōu)勢。大量的神經(jīng)電生理和神經(jīng)影像學(xué)研究均提示，運(yùn)動表現(xiàn)的穩(wěn)定性與中樞神經(jīng)活動的高效性具有密切關(guān)系?；诖耍ㄟ^心理科技服務(wù)加強(qiáng)和建立穩(wěn)定且高效的中樞神經(jīng)活動是提升運(yùn)動員動作表現(xiàn)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。這也需要心理科技服務(wù)貫穿于運(yùn)動員動作程序從建立、鞏固到執(zhí)行的全過程。首先，以內(nèi)部模型的理論表達(dá)為基礎(chǔ)，輔助運(yùn)動員形成良好的運(yùn)動程序，是后續(xù)內(nèi)部模型豐富的重要前提；其次，在長期訓(xùn)練過程中，以動態(tài)系統(tǒng)理論為依據(jù)，建立包括表象訓(xùn)練、視頻觀看訓(xùn)練在內(nèi)的心理專項(xiàng)訓(xùn)練任務(wù)，以此輔助運(yùn)動員在訓(xùn)練過程中鞏固并監(jiān)測其內(nèi)部模型的穩(wěn)定程度；最后，以倒U 型曲線等理論為引導(dǎo)，在動作執(zhí)行過程中降低風(fēng)險(xiǎn)因素的干擾，提升內(nèi)部模型的核心穩(wěn)定力，保障在大賽中動作表現(xiàn)的穩(wěn)定輸出。

4.2 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的測評是新體系的手段創(chuàng)新

在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)和手段的輔助下，“一個(gè)核心—兩條路徑—三重保障”的心理科技攻關(guān)服務(wù)在評價(jià)體系中實(shí)現(xiàn)了新的突破，體現(xiàn)出以下特征：①評價(jià)客觀性。首次通過客觀的認(rèn)知正確率和大腦活動制訂和評價(jià)心理訓(xùn)練方案及效果，建立以Theta 振蕩為核心指標(biāo)的心理訓(xùn)練方案效果的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，改變了以往以主觀評價(jià)為主的服務(wù)方式。②反饋時(shí)效性。3 min 腦電信號采集、實(shí)時(shí)大腦信號在線分析以及每2 s 的心理狀態(tài)反饋刷新頻率改變了以往心理服務(wù)反饋報(bào)告滯后的問題，大大提升了服務(wù)的時(shí)效性。③動態(tài)精準(zhǔn)性。根據(jù)項(xiàng)目、賽季甚至個(gè)人建立的心理狀態(tài)庫，通過人工智能評估和預(yù)測心理狀態(tài)，解決了以往心理測評“一刀切”的評價(jià)方式，增加了測評結(jié)果的精準(zhǔn)性，并隨賽季變化動態(tài)浮動。

4.3 多平臺聯(lián)動是新體系的應(yīng)用創(chuàng)新

心理科技攻關(guān)服務(wù)方案的制訂依據(jù)大量的基礎(chǔ)研究，多個(gè)環(huán)節(jié)間的相連則利用了平臺間的相互聯(lián)動。多平臺聯(lián)動是此次心理科技攻關(guān)服務(wù)的主要應(yīng)用創(chuàng)新，服務(wù)主要依托兩大平臺—基于無線腦電的運(yùn)動員心理狀態(tài)評估與分析系統(tǒng)、運(yùn)動員心理狀態(tài)預(yù)測預(yù)警評估與分析系統(tǒng)。為提升服務(wù)效率，通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問（Remote Data Access，RDA）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了腦電數(shù)據(jù)采集與分析的實(shí)時(shí)處理，即通過干電極移動腦電設(shè)備對運(yùn)動員的心理狀態(tài)、疲勞指數(shù)和表象訓(xùn)練效果以2 s 的刷新率進(jìn)行同步反饋。采集的靜息態(tài)數(shù)據(jù)也通過API 向預(yù)警和預(yù)測模型傳遞，與采集的心理問卷主觀指數(shù)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了平臺間的聯(lián)動運(yùn)行，改變了以往采集數(shù)據(jù)與分析報(bào)告時(shí)間滯后，數(shù)據(jù)間重復(fù)采樣、無法共享的狀態(tài)，大大提升了心理科技攻關(guān)服務(wù)效率（圖4）。由此，北京2022 年冬奧會心理科技攻關(guān)服務(wù)在2 個(gè)平臺的聯(lián)動運(yùn)行下，借助近紅外、無線腦電等技術(shù)和聚類分析、人工智能等算法開展。針對多支雪上技巧類項(xiàng)目隊(duì)伍的特征，實(shí)施開展了視頻觀看心理訓(xùn)練和心理表象訓(xùn)練，同時(shí)，基于運(yùn)動員的個(gè)人心理數(shù)據(jù)庫，建立賽前心理風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、賽時(shí)心理預(yù)測和喚醒、疲勞評估三重保障。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)和方法的支持保證了心理科技攻關(guān)服務(wù)的順利完成，也為各支雪上技巧類項(xiàng)目隊(duì)伍的發(fā)揮提供了保障。

圖4 心理科技攻關(guān)服務(wù)多平臺聯(lián)動運(yùn)行模式Figure 4 Service planforms operation mode of psychological service

4.4 運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)的未來發(fā)展

在三十余年的心理隨隊(duì)服務(wù)積累和十余年基礎(chǔ)研究的成果上，在“科技冬奧”理念的推動下，我國運(yùn)動心理服務(wù)正在加速科技化進(jìn)程。在未來認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、大數(shù)據(jù)人工智能技術(shù)與運(yùn)動心理服務(wù)實(shí)踐的深度融合中，必將對運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)提出新的要求。

首先，以基礎(chǔ)研究突破理論瓶頸是保障運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)科學(xué)性的關(guān)鍵力量。理解人類運(yùn)動過程中的認(rèn)知加工機(jī)制是建立運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)的重要基礎(chǔ)。通過認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的技術(shù)量化人類運(yùn)動過程中感知覺系統(tǒng)和運(yùn)動系統(tǒng)的交互路徑，揭示影響因素（如主場優(yōu)勢、心理疲勞、賽前應(yīng)激等）干擾運(yùn)動表現(xiàn)的主要作用機(jī)制，更加創(chuàng)新地提出關(guān)鍵科學(xué)問題，多模態(tài)地驗(yàn)證理論推理，是提升運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)質(zhì)量的核心要素。

其次，讓智能算法參與應(yīng)答監(jiān)測是提升運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)精準(zhǔn)性的關(guān)鍵手段。只有提高智能化程度，才能實(shí)現(xiàn)既增加心理服務(wù)含量又降低人力投入的參與模式。因此，在未來的發(fā)展中，以機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)建模等計(jì)算神經(jīng)科學(xué)來模擬、解決和預(yù)測人類運(yùn)動過程中的大腦認(rèn)知和行為選擇，才能提升心理服務(wù)的效率；算法自身的迭代則能減少預(yù)測誤差，保障服務(wù)精準(zhǔn)度。

最后，以新興技術(shù)打通應(yīng)用平臺是運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)實(shí)現(xiàn)開放的關(guān)鍵途徑。運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)作為保障高水平競技運(yùn)動能力的其中一環(huán)，并不是獨(dú)立存在的，因此，軟件平臺和硬件功能的聯(lián)動不僅能提高運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)內(nèi)部的積極循環(huán)，也能充分發(fā)揮其在整個(gè)運(yùn)動訓(xùn)練保障體系中的作用。如何實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備既輕便小巧又精密，軟件平臺既快速響應(yīng)又開放互通，是形成數(shù)據(jù)驅(qū)動良性循環(huán)，體現(xiàn)運(yùn)動心理科技攻關(guān)服務(wù)以人為本核心價(jià)值的關(guān)鍵。

5 結(jié)束語

以“提升賽時(shí)運(yùn)動表現(xiàn)穩(wěn)定性”為核心目標(biāo)，以移動腦電和無線傳輸為載體，通過對運(yùn)動員靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)的腦電信號分析，輔助視頻觀看心理訓(xùn)練和心理表象訓(xùn)練鞏固動作的運(yùn)動程序，并實(shí)時(shí)反饋新技術(shù)評估訓(xùn)練效果；同時(shí)借助人工智能算法，動態(tài)化評估運(yùn)動員賽前和賽時(shí)心理狀態(tài)，提升心理狀態(tài)可控性，最終保障賽時(shí)動作發(fā)揮的穩(wěn)定性。這是備戰(zhàn)北京2022 年冬奧會心理科技攻關(guān)服務(wù)新體系實(shí)施效果的體現(xiàn)，也為今后的研究與實(shí)踐開辟了新思路。

作者貢獻(xiàn)聲明：

陸穎之：撰寫論文；

王小春：修改論文；

周成林：提出論文選題，指導(dǎo)修改論文。