不同级别青少年拳击运动员注意网络的区别

周亚兰

前言

拳击，被称为“高贵的艺术”，是人类文化中最古老的格斗运动之一。1904年，拳击在圣路易斯首次成为奥运会比赛项目，1920年后，拳击正式成为奥运会的比赛项目，至今从未间断［1］。拳击作为一种对抗性极强的运动，不仅要求运动员有较好的体能，更需要他们有较高的注意水平，这样才能在比赛中取得优秀的运动成绩。注意是运动中最重要的认知功能之一，反映了运动员捕捉环境信息的能力，也是认知科学研究的中心主题，被视为沟通脑与行为的中介，它由警觉、定向和执行控制3个子网络组成［2］。功能性近红外光谱技术（Functional near－infrared spectroscopy，fNIRS）是一种非侵入式的脑功能成像技术，在实时监测大脑血红蛋白含量的同时具有无创无噪音的优点［3］，本研究将利用该技术检测受试者的脑区激活状况。通过查阅文献发现，目前国内对拳击运动的研究大多停留在技战术和体能训练上［4－7］，而鲜有对拳击运动员注意网络的研究，故而本文将基于注意网络测试比较不同级别拳击运动员的注意差别。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究选取拳击运动员共20人，其中健将运动员10人（19.90±2.23岁），训练年限6.90±1.73年，选自黑龙江体工队；二级运动员10人（20.48±1.27岁），训练年限2.02±0.75年，选自吉林体育学院运动训练学院拳击专业大二学生。所有受试对象均为右利手，智力水平正常，自愿参加测试，测试前均已签订知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 LANT－R测试

本次实验采取的LANT－R测验方法是ANT的改进版本，主要功能是测量注意网络效益的半球差异。为了使受试者在安静状态下接受测验，实验开始前关闭室内灯光、拉闭窗帘，以减少外界环境干扰，测试室内除受试者与主试者外别无他人。实验开始时，电脑屏幕中央呈现“＋”注视点，要求受试者目光注视“＋”；注视点两侧分别为一个矩形框，150ms后出现提示线索，线索持续100ms，一段时间后（0～800ms，平均时间为400ms）目标刺激出现在“＋”的左侧或右侧（刺激持续500ms），要求受试者快速准确判断出中间靶箭头的朝向，若靶箭头朝上则点击鼠标左键，朝下则点击右键。图一为LANT－R程序示意图。

本实验共288个无正误反馈的试次组成，每个试次间隔约2000～12000ms，平均间隔4000ms；共有4个线索类型：无线索、双重线索、有效线索、无效线索，线索提示出现在目标刺激的一侧即为有效线索，反之则为无效线索；目标刺激为5个竖直排列的箭头，根据中间箭头与周围箭头方向是否一致分为一致性冲突和不一致性冲突。实验共分为4个单元，要求受试者采用两手交替的方法完成实验，顺序分别为：左手、右手、左手、右手。正式实验前，令受试者进行24个有正误反馈的练习以减小实验误差。

1.2.2 fNIRS检测

fNIRS可以利用血红蛋白对不同波长近红外光吸收率不同的特点，检测脑部血流动力变化，然后反推大脑的神经活动情况。本次实验共选取13个影像通道，通道布局如图二：通道1、3、4、6代表右侧背外侧前额叶（rDLPFC）；通道2、5、7代表右侧额下回（rIGF）；通道9、10、11代表右侧颞顶联合（rTPJ）；通道12、13、14代表右侧顶内沟（rIPL）。

图二 通道布局图

2 统计分析

2.1 LANT－R数据分析

用E－prime软件程序运行于14.1英寸的笔记本电脑，将受试者完成实验总反应时（Reaction Time，RT）、总准确率（Accuracy，ACC）、不同线索条件下的RT和ACC、警觉效应、定向效应、执行控制效应录入SPSS25.0软件中，然后进行独立样本T检验比较两组RT、ACC、注意网络效应的平均值、标准差及其显著性，三个注意子网络计算公式如下：

警觉效应＝无线索RT－双重线索RT，差值越大，警觉效应越高；

定向效应＝无效线索RT－有效线索RT，差值越大，定向效应越高；

执行控制效应＝冲突不一致RT－冲突一致RT，差值越大，执行控制效应越差。

2.2 fNIRS数据分析

利用NIRSLAB软件处理fNIRS数据，计算四个脑区中氧合血红蛋白的激活数量，采用独立T检验比较两组受试者在警觉、定向、执行控制三个网络中不同脑区的血氧激活差异。P＜0.05表示差异具备统计学意义。

3 研究结果

3.1 行为学结果

两组受试在不同线索条件下的RT与ACC表现如表1、2所示。RT和ACC分别代表受试者完成实验速度的快慢与准确程度，实验结果显示，二级运动员总RT和各个线索条件下RT值均小于健将运动员；统计学结果表明二者RT表现均不具备显著性差异（P＞0.05）。健将运动员在无线索、双重条件下ACC高于二级运动员，（P＞0.05），不具备统计学意义。

表1 两组LANT－R测试总RT及不同线索条件下RT比较（M±SD）ms

表2 两组LANT－R测试总ACC及不同线索条件下ACC比较（M±SD）%

两组运动员各注意网络子网络效应如表3所示。健将运动员的警觉、执行控制效应优于二级运动员，其中警觉效应具备统计学意义（P＝0.027＜0.05）。

表3 两组LANT－R测试中警觉、定向、执行控制效应比较（M±SD）ms

3.2 fNIRS测试结果

两组运动员在三个子网络中的血氧激活情况如图二、三、四所示。在警觉网络中，健将运动员整体激活量大于二级运动员，且变化趋势相反，其中在rIPL中差异具有显著性（P＝0.034＜0.05）；定向网络中，血氧激活在rIGF中差异显著（P＝0.046＜0.05）；执行控制网络中血氧激活在rIPL中差异显著（P＝0.002＜0.01）。

图三 警觉网络血氧激活对比

图四 定向网络血氧激活对比

图五 执行控制网络血氧激活对比

4 讨论

4.1 行为学分析

行为学结果表明，健将运动员完成测试的RT较二级运动员差、有效线索和无效线索条件下ACC小于二级运动员。在开始新的测验时，前一次的任务仍处于激活状态，进行下一次任务时需要受试者迅速切换状态开始配置新的任务集，这一过程花费的时间越长、错误率越高，额叶损伤越严重。患者研究表明，额顶叶病变，特别是右半球病变，对持续注意力有强烈影响，并降低患者在没有警告信号的情况下维持警觉状态的能力［8］。Russo等人研究也指出，脑损伤拳击运动员在任务转化方面与对照组存在显著的差异［9］。在拳击比赛中，由于拳击手的头部尤其是前额经常受到对手的击打，并且损伤程度与训练年限、运动水平呈正相关，本次实验的行为学结果与Russo的发现相似，提示健将运动员的反应速度和准确程度都比二级运动员差。

在注意网络效应中，健将运动员的警觉网络效应好于二级运动员。警觉网络由右侧额叶、顶叶皮层和丘脑组成［10］，额叶损伤破坏了在短时间内快速反应所需的注意过程，RT与警觉网络紧密相关，根据Posner的注意模型，警觉网络涉及维持反应的准备状态，警觉性的损害会导致在整个测试过程中无法产生快速反应［11］。而健将运动员的RT与警觉效应却与这一原则相违背，对这一现象的解释是拳击手有一种特殊的策略——“不抑制”他们的行为，因为在真正的赛场上，运动员很难在相当短的时间里调整已经开始得非常快速的动作。

4.2 影像学分析

影像学结果显示，警觉网络（P＝0.03）和定向网络（P＝0.04）中健将运动员与二级运动员在rIGF处激活具有显著性差异。定向网络包括顶叶皮层和额叶视区，通过在视觉空间中分离、转移和重新吸引注意力，实现对信息的选择。rIPL是额叶四个主要的脑回之一，额叶不仅在运动与思维等方面具有重要作用，还可能是抑制和注意控制的关键区域［10］。拳击运动作为一项开放性和对抗性极强的运动，在比赛中要求运动员既要保持较高的警觉性以应对对手的攻击，又要及时策划应对攻击的方案，rIGF血氧激活量越高，供氧能力越高，越能满足比赛时运动员的注意需要。

图六 两组运动员在rDLPFC处血氧激活量差值比较

执行控制网络中健将运动员与二级运动员在rDLPFC处差异较为明显（P＝0.003），图6为二者的差值比较。rDLPFC是一个备受关注的区域，在认知过程中扮演着十分重要的角色，并且与执行控制功能密切相关，与运动皮层也有着有直接的联系，负责将前额叶皮层对其他行为的控制转化为实际的行动［12］。已有的研究证明执行控制网络负责处理冲突，有效加工当前任务。在比赛中，运动员既需要保护自己不受伤又要不断攻击对方的有效部位争取获得更高得分，这就需要运动员快速处理来自外界环境和对手的干扰因素，rDLPFC激活区域越大，象征着运动员的执行控制能力越强。有学者认为，rDLPFC叶担任着“法官”的角色，这个说法也侧面反映了其与执行控制功能的关系［2］；研究表明，采用经颅电流刺激rDLPFC后，受试者的认知灵活性得到改善。健将运动员较二级运动员在rDLPFC激活明显，说明健将运动员相较于二级运动员处理冲突的能力较强，执行控制能力较强。

5 结论

1.拳击运动员的级别越高，警觉、执行网络效应越强。

2.rDLPFC激活区域越大，拳击运动员执行控制功能越强。