乒乓球运动员空间注意返回抑制特征的研究

丁振宾，周文福

（1.大连民族学院体育教学部，辽宁大连116600；2.哈尔滨工业大学体育部，山东威海264209）

乒乓球运动员空间注意返回抑制特征的研究

丁振宾1，周文福2

（1.大连民族学院体育教学部，辽宁大连116600；2.哈尔滨工业大学体育部，山东威海264209）

目的：探究乒乓球运动员在检测任务中基于位置和基于客体的返回抑制特点，以期对乒乓球运动员心理选材、训练状态监控等有积极指导作用，并对运动员注意方面弱点进行有针对性的训练，以提高运动成绩。方法：采用基于位置的返回抑制范式和基于客体的返回抑制范式，分别考察乒乓球运动员在不同时程下基于位置和基于客体的返回抑制的特征并且与普通大学生比较。结果：在基于位置返回抑制的测试任务中，普通大学生和乒乓球运动员在200 ms时程下出现返回抑制，在1 200 ms时程下还未消失，但是在200 ms时程下乒乓球运动员返回抑制的量显著大于普通大学生。在基于客体返回抑制的测试任务中，普通大学生返回抑制出现时程为500 ms，而乒乓球运动员返回抑制出现时程为800 ms，晚于普通大学生。结论：在静态环境中，运动员较普通大学生具有更强的返回抑制能力；在动态环境中，乒乓球运动员为保证反应时整体上的收益，采用了不同于普通大学生的认知加工策略。

返回抑制；基于位置；基于客体；空间位置；SOA

返回抑制（inhibition of return，IOR）是阻止注意返回到原先注意过的位置上的一种现象，反映了人类心理活动的灵活性和适应性，在人类注意搜索效率提高及视野范围扩大中可起到重要调节作用。1984年，Posner和Cohen在研究中发现：在有提示的前提下，注意在空间位置上的定向对相继目标刺激的检测具有差异性时序特征。对空间某一位置进行线索化时，如果线索开始呈现到靶子开始呈现之间的时间间隔＜100 ms时，被试对出现在线索化位置的靶子的反应时间较出现在非线索化位置的靶子的反应时间短，即产生易化效应；而如果线索开始呈现到靶子开始呈现之间的时间间隔≈或＞300 ms时，被试对线索化位置的靶子的反应时间反而较非线索化位置的靶子的反应时间长，即产生抑制效应。Posner和Cohen将这种抑制效应称为“返回抑制”。

根据Christina和Richard的相关成果［1］，返回抑制可分为基于位置和基于客体两种不同的返回抑制，且两者具有差异性的脑机制，是分别独立发展的。Abrams和Dobkins根据自己的实验研究结果提出了检测任务中IOR的多成分说［2］：检测任务中，IOR由两种不同成分组成。一种是以客体为中心，为刺激检测成分。其与注意相联系，影响所有反应；一种是基于空间位置，不以客体为中心，为运动生成成分。其不随先前被注意客体的转移而转移。在基于空间位置的简单检测任务中，返回抑制的运动生成成分不受一般性注意资源限制，是一种自动性较强、基本无需作出意志努力的抑制现象［3］；而返回抑制的刺激检测成分，受注意资源总量限制，一旦出现资源不足，会影响返回抑制的出现［4］。评价返回抑制能力时，返回抑制的容量和时程是两个重要考察指标。容量是指采用线索化位置上刺激的反应时与非线索化位置上刺激的反应时之间的差值作为返回抑制大小的度量［5］；时程即返回抑制出现的时间，返回抑制的时程越短，说明个体形成返回抑制所需时间越短。

一般来说，人的心理特征在学习不同专业或从事不同行业中会产生某些差异，而这些差异有时正是所学专业或所从事行业的优势。运动情境中，线索信息复杂性和多变性对运动员决策造成困难，运动员需要有快速有效的视觉搜索能力，在不同的时机快速处理有效或无效的信息。除了对有效线索的利用和无效线索的排除外，还需要抑制可能出现动作错误，提高抑制后动作转换的流畅性，最终形成对抗性项目中攻守之间的快速转换，获取主动权，赢得比赛。乒乓球作为环境主导注意型项目，有快、准、狠的特点，要求运动员在较短时间内对环境信息进行加工并做出决策［6］。因此，运动员需要具有较大的注意广度、较强的注意转移能力以及较好的信息处理能力。那么，乒乓球运动员返回抑制中基于位置的成分和基于客体的成分出现的时程与普通大学生有差异吗？如果有，趋势相同否？目前在运动心理学领域，关于环境主导注意型运动员返回抑制的研究都是基于位置的返回抑制范式的，而这种基于位置的返回抑制主要体现了静态环境下的认知加工特征，对于体现动态环境下的认知加工特征的基于客体的返回抑制的研究却几乎没有。现实环境并不是完全静止的，尤其是对于运动员而言，提高研究的生态效度，以及了解运动员在动态环境中的认知加工特征具有更为重要的意义。

本研究从基于位置与基于客体2方面首次对乒乓球运动员的返回抑制特征进行研究，探讨乒乓球运动员的返回抑制特征，进而为乒乓球运动员心理选材、训练状态监控提供参考，并对运动员注意方面弱点进行有针对性的训练，以提高运动成绩。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取国家二级及以上专业乒乓球运动员12人（男性6人，女性6人），平均年龄18.7岁；选修过乒乓球课程的普通大学生12人（男性6人，女性6人），平均年龄22.6岁。被试以前从未参加过类似实验，按照预先设计的实验流程逐个完成实验，实验结束后给予适量报酬。所有被试视力或矫正视力正常，所有被试利手均为右手。

1.2 研究方法

1.2.1 实验设计 本实验包含2组测试任务，一组是基于位置的返回抑制任务，另一组是基于客体的返回抑制任务，都采用2×4的混合实验设计，组别（乒乓球运动员和普通大学生）为组间变量，线索与靶子间的时间间隔（SOA）（200 ms、500 ms、800 ms、 1 200 ms）为组内变量。

1.2.2 实验流程 实验任务采用经典的基于位置的返回抑制范式和基于客体的返回抑制范式（图1）。为使被试适应实验进程，正式实验前均进行32次练习测验。正式实验由192次测验组成，为防止被试提前反应，其中的32次为不出现靶子的捕捉测验。4种SOA条件下各有40次测验，测验靶子出现在提示过的客体上20次，出现在未提示过的客体上20次。涉及到的所有测验均随机进行。每完成48次测试进行适当休息。基于位置的返回抑制测试：1）首先，在电脑屏幕上呈现3个水平排列的白色方块，呈现500 ms；2）之后，在两侧方块中的1个的外侧出现1个为外周提示线索的白色方框，呈现100 ms后消失；3）外周线索消失后，在中央方块外侧出现白色方框，呈现100 ms，其使被试将注意重新定向到中央注视点；4）中心线索消失到靶刺激出现的时间间隔有100／400／700／1 100ms等4种；5）然后，随机在两侧方框中出现靶子，靶子持续200ms后消失；6）间隔2s后进行下一试次。要求被试在发现靶刺激后，既快又准地按下键盘上的“1”键。

图1 基于位置和基于客体的返回抑制的刺激呈现顺序示例

基于客体的返回抑制测试：除4）和5）改为：4）中央注视点线索化后，2个外周方块从水平位置围绕中央注视点顺时针旋转90°至竖直位置，旋转持续时间间隔有100／400／700／1 100ms等4种；5）旋转停止后，随机在2个方块中的1个外侧方块中出现靶子，靶子持续200 ms后消失。其余均同上。

1.2.3 仪器和材料 实验主设备采用Dell便携式电脑，采用15寸液晶显示器呈现刺激。被试与显示器保持0.5 m距离。采用机械装置（头托）固定被试者的头部，使其水平视线对应屏幕的中心点位置。中心注视点采用白色矩形，矩形中心与其高和宽的视角为0.8°。中央白色矩形左右两侧各有1个白色矩形，矩形中心与其高和宽的视角均为1°，矩形中心与中心注视点的视角均为6°，白色矩形内部为可能出现靶刺激的位置。整个实验过程中，要求被试始终注视中心注视点的白色矩形。实验通过在中央注视点左右两侧之一的白色矩形外显示一白色矩形框来呈现外周提示线索，矩形框中心与其外侧高和宽的视角为1.4°，与其内侧高和宽的视角为1.3°。靶刺激采用视角为0.8°的黑色圆点作为靶刺激，随机呈现在中心注视点两侧白色矩形框之一的内侧。被试需要在靶刺激呈现后快速按动相应的按键来检测刺激。

1.2.4 数据采集与处理 行为数据由Matlab R2012b软件记录采集，由于本实验检测任务较为简单，平均错误率小于2%，因此不再对错误率进行进一步分析。对反应时结果剔除平均值±3个标准差以外的数据，求出在不同SOA条件下的反应时、IOR量［IOR量＝反应时（提示）-反应时（未提示）］。采用SPSS 17.0软件进行重复测量方差分析，对不满足球形检验的统计量采用Greenhouse-Geisser法矫正自由度和P值，事后比较采用最小显著性差异（LSD）法。

2 结果与分析

2.1 乒乓球运动员与普通大学生基于位置返回抑制的比较

对乒乓球运动员和普通大学生的反应时进行重复测量方差分析，结果表明：1）乒乓球运动员SOA主效应不显著，F（3，33）＝0.194，P＝0.900。2）普通大学生的SOA主效应显著，F（3，33）＝4.239，P＝0.008。LSD检验表明，SOA为200 ms、500 ms和 800 ms之间差异显著，SOA为1 200 ms、500 ms和800 ms之间差异显著，而SOA为200 ms和1 200 ms之间差异不显著。3）交互作用不显著。普通大学生与乒乓球运动员IOR的比较结果如图2。我们发现，两组被试从SOA为200ms到1 200ms都出现返回抑制，但在SOA为200 ms时，乒乓球运动员和普通大学生之间有显著性差异，T＝2.283，P＝0.043。结果表明，乒乓球运动员在检测任务中，基于位置返回抑制的时程早于普通大学生，即乒乓球运动员与普通大学生相比在较短的SOA内出现了基于位置的返回抑制现象。

表1 两组被试在基于位置各种处理条件下的平均反应时（ms）、标准差和IOR量（ms）

图2 乒乓球运动员和普通大学生基于位置不同SOA下IOR的量

2.2 乒乓球运动员与普通大学生基于客体返回抑制的比较

分别对乒乓球运动员和普通大学生的反应时进行方差分析，结果表明：1）乒乓球运动员的SOA主效应显著，F（3，33）＝16.314，P＝0.001。2）普通大学生的SOA主效应显著，F（3，33）＝6.537，P＝0.001。LSD检验表明，SOA为200 ms、800 ms和 1 200 ms之间差异显著，SOA为500 ms、800 ms、和1 200 ms之间差异显著，而SOA为200 ms和500 ms之间差异不显著，SOA为800 ms和1 200 ms之间差异不显著。3）交互作用不显著。普通大学生与乒乓球运动员IOR的比较结果如图3。我们发现，乒乓球运动员和普通大学生在SOA为800 ms时都出现返回抑制，但在SOA为500 ms时，普通大学生就出现了返回抑制效应。结果表明，乒乓球运动员在检测任务中，基于客体返回抑制的时程早于普通大学生，即乒乓球运动员与普通大学生相比在更晚的SOA内出现了返回抑制并且抑制效应不强烈。

表2 两组被试在基于客体各种处理条件下的平均反应时（ms）、标准差和IOR量（ms）

图3 乒乓球运动员和普通大学生基于客体不同SOA下的IOR量

3 讨论

3.1 乒乓球运动员基于位置的返回抑制能力特点

结果提示，专业乒乓球运动员在基于位置的任务中，返回抑制现象出现更早，返回抑制量也更大。他们能够在静态的环境中进行快速有效的视觉搜索，将注意投入到对新异目标的信息加工中，对曾出现的靶子位置产生强烈的抑制效应。与前人在对环境主导注意型运动员进行线索-靶子任务时发现的结果相一致。由此分析，这种优势与乒乓球运动员注意的快速转移能力有关。研究发现，基于位置的返回抑制能提高视觉搜索效率，是人类进化过程中的产物，在认知加工能力较强的人群中表现显著。在实验中，被试受外源性线索的影响，对提示位置进行注意的反射性反应，如果注意的转移能力强，那么就能较快地摆脱提示线索的影响，将注意指向新的位置。乒乓球项目属于环境主导注意型项目，专业运动员需要有较强的注意转移能力提高视觉搜索效率，以此来应对复杂多变的比赛环境。

同时，这一结果也与前人对于抑制控制的脑成像研究结果一致。Posner在进行大量脑成像及脑损伤研究后提出，人脑内至少有3个注意子网络：前注意网络（anterior attentional net，AAN）、后注意网络（poster attentional net，PAN）和警觉系统［7］。其中，后注意网络主要涉及上顶皮层、丘脑枕核和上丘，前注意网络主要涉及额叶皮层、前扣带回、补充运动区和基底神经节。后注意网络的认知功能主要涉及对空间信息的定向和选择［8］。基于位置的返回抑制很可能与PAN相关，其脑机制表明，这种抑制是自下而上的加工、是反射性的，抑制效应更强且不容易控制。在乒乓球运动中，运动员经过长期的训练，能够在丰富的视觉信息环境下，对已搜索过的线索进行抑制，从而可以更快速地对新信息进行搜索，通过这种搜索策略，快速、高效地完成对环境线索的筛选和利用，最终做出最迅速准确的动作决策。综上所述，专业乒乓球运动员在基于位置的返回抑制效应强于普通大学生。

3.2 乒乓球运动员基于客体的返回抑制能力特点

在基于客体的任务中，专业乒乓球运动员和普通大学生所表现出的返回抑制都出现了延迟效应，即在检测任务中，返回抑制出现时程基于客体的晚于基于位置的。这与前人的研究理论一致，Eriksen的“变焦镜”理论认为［9］：注意就其空间分布范围的大小来说是一个连续变化的统一体。连续体一端，注意资源可被均匀分布到全部视野范围内；连续体另一端，注意资源可被分布到极小的视角空间范围内。该理论认为，把一定的注意资源均匀分布到全部视野范围内时，如视野范围变大，那么注意资源密度就会降低，用于靶子反应的注意资源会减少，势必会降低注意对先前提示过客体的抑制能力，导致返回抑制出现时程变晚。由于在基于客体的返回抑制任务中，外周客体旋转使得基于客体的返回抑制较基于空间位置产生了较低的注意资源密度，所以，基于客体的返回抑制出现延后。

再有，专业乒乓球运动员基于客体的返回抑制没有表现出优势，仅在间隔时间为800 ms时表现出返回抑制效应。在基于客体的返回抑制任务中，乒乓球运动员的返回抑制出现的时程较晚，效应较弱。这一结果提示，基于客体的返回抑制与基于位置的返回抑制相比，具有不同的认知机制。而乒乓球运动员在这一情境下未表现出优势的原因可能有以下几个方面同。

1）在动态环境中，专业乒乓球运动员为保证反应时整体上的收益，采用了不同于普通大学生的认知加工策略。由于人类在进化过程中遵循“节省”和“高效”的原则，注意的发展策略也以此为依据。在基于客体返回抑制的实验中，由于外周客体的旋转注意也需要随之运动，在该过程中消耗了一定的注意资源，这时如果运动员保持强烈的抑制效应，当靶刺激出现在被提示过的客体上时，运动员注意转移到提示客体上的时间就更长，即反应时变慢，所以从视觉搜索收益与损失来看，对先前提示过客体的过分抑制可能会造成整体上的损失，而将注意保持在中央位置似乎是最佳搜索效率的方法，即对外周的2个客体既不易化也不抑制，即对提示客体和非提示客体的反应时没有差异。这种注意的分配策略在乒乓球运动员检测任务中得到体现，乒乓球运动员的实验结果显示，反应并没有出现任何的抑制或易化，这种策略和长期比赛形成的注意方式一致。

2）注意定势也可能是运动员没出现较强返回抑制效应的原因。张明等的研究表明，返回抑制是否出现以及出现的时程都会受到自上而下的内源性注意，即注意定势的影响。在本实验中，靶子出现在提示位置的概率为50%，运动员为了保持整体视觉搜素的收益，没有出现对某一位置的偏好，即没有出现显著的注意定势，而普通大学生受外源性线索的影响，随着SOA时间的延长和对靶子的期待，对非提示位置产生了一定的注意定势，对非提示位置反应变快，因此普通大学生比运动员在较短时间内产生了返回抑制效应。由于注意定势是自上而下的内源性注意，是概念驱动加工，受大脑控制较多。乒乓球运动员比普通大学生有更好的注意控制能力，因此在注意定势存在的情况下，运动员能将注意快速转移到提示客体上，加快对提示客体上的靶刺激反应，表现为基于客体返回抑制出现的时程延迟，并且返回抑制效应不显著。

综上所述，在基于客体的检测任务中，乒乓球运动员基于客体的返回抑制出现时程晚，返回抑制效应不显著。以此推测，在基于客体返回抑制中，乒乓球运动员具有不同的认知加工策略。

4 结论

1）基于位置的检测任务中，乒乓球运动员出现显著返回抑制效应的间隔时间短，返回抑制量大，具有更强的基于位置的返回抑制能力。

2）基于客体的检测任务中，乒乓球运动员基于客体的返回抑制出现时程晚，返回抑制效应不显著，以此推测，在基于客体返回抑制中，乒乓球运动员具有不同的认知加工策略。

［1］Christina S，Richard A.Age-related differences in object-and location-based inhibition of return of attention［J］.Psychology and Aging，2001，16（3）：437-449.

［2］Posner，M.I.，Dehaene，S.Attentional networks［J］.Trends in Neurosciences，1994：17（2）：75-79.

［3］吴丽姣.基于客体返回抑制的ERP研究［D］.长春：东北师范大学，2013.

［4］罗婉华，曾敏，李凌.关于返回抑制的一项ERP研究［J］.心理科学，2003，26（3）：562-563.

［5］Abrams R A，Dobkins R S.The gap effect and inhibition of return：Interactive effects on eye movement latencies［J］.Experimental Brain Research，1994，98（3）：483-487.

［6］李永瑞.不同注意类型高水平运动员注意瞬脱及注意能力特征的研究［D］.北京：北京体育大学，2001.

［7］刘幸娟，张阳，王慧媛，等.返回抑制时程的三因素理论及其发展［J］.心理科学，2014，37（1）：73-77.

［8］Nideffer R M.The test of attentional and interpersonal style［J］.Journal of Personality and Social Psychology，1976，34：394-404.

［9］杨晶晶.听力正常和听觉障碍者基于客体返回抑制的研究［D］.长春：东北师范大学，2005.

责任编辑：刘红霞

Inhibition of Return Characteristics of Table Tennis Players

DING Zhenbin1，ZHOU Wenfu2
（1.Department of Physical Education，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，Liaoning，China；2.Department of Physical Education，Harbin Institute of Technology，Weihai264209，Shandong，China）

Objective：This study try to investigate the athletes’characteristics of IOR based on location and object in the detection task.It can notonly play a role of positive guidance to the cognitive selection，training，conditionmonitoring of table tennis players，but also carry out targeted training to the weaknesses of the athletes’attention to enhance sports results.Methods：By classic location-based inhibition of return paradigm and classic object-based inhibition of return paradigm，it inspects the characteristics of location-based Inhibition of Return and subject-based Inhibition of Return of the table tennis athletes at different SOA and compares it w ith ordinary students.Results：In the location-based detection test，college students and table tennis athletes show IOR in the 200ms and do not disappear in the 1200ms，but in the 200ms the amount of IOR of athletes is significantly larger than that of ordinary college students.In the object-based detection test，college students show IOR in the 500ms while and table tennis players show IOR in the 800ms，later than the ordinary college students.Conclusion：In static condition，table tennis player have better performance in the test of inhibition of return，and they take different cognitive processing strategy from ordinary college students for overall revenue of response time in dynam ic condition.

Inhibition of return；location-based；object-based；detection task

G846 文献标志码：A 文章编号：1004-0560（2014）04-0122-05

2014-06-10；

2014-07-16

丁振宾（1970—），男，讲师，学士，主要研究方向为体育教育训练学。

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