100 m跑精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化特征：一項(xiàng)ERP研究

朱 瑜，朱琪琪，許 翀，劉 湘，袁 宏，王 進(jìn)，郭立亞

（1. 西南大學(xué) 體育學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院 體育與國(guó)防教學(xué)部，重慶 401331；3. 重慶市運(yùn)動(dòng)技術(shù)學(xué)院 田徑系，重慶 401331；4. 西南大學(xué) 心理學(xué)部，重慶 400715；5. 浙江大學(xué) 教育學(xué)院，浙江 杭州 310063）

1 問(wèn)題的提出

動(dòng)作技能習(xí)得的過(guò)程被劃分為分化、泛化、自動(dòng)化三階段[1?2]。Fitts和Posner提出的經(jīng)典三階段模型將運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)分為認(rèn)知階段（cognitive stage）、連接階段（associative stage）、自動(dòng)化階段（autonomous stage），并認(rèn)為：自動(dòng)化階段的運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)過(guò)程是從有意識(shí)的控制加工向無(wú)意識(shí)的自動(dòng)化加工轉(zhuǎn)化；經(jīng)過(guò)大量練習(xí)后，運(yùn)動(dòng)技能達(dá)到自動(dòng)化水平，意識(shí)對(duì)動(dòng)作的控制作用減少到最低限度；動(dòng)作執(zhí)行完全由運(yùn)動(dòng)程序控制，受本體感受器調(diào)節(jié)，不需要特殊的注意和糾正，機(jī)體的認(rèn)知資源消耗處于節(jié)省化狀態(tài)[3]。動(dòng)作技能自動(dòng)化包括行為層面的技能表現(xiàn)和心理層面的認(rèn)知加工，這與認(rèn)知心理學(xué)中的認(rèn)知加工自動(dòng)化理論保持高度一致。認(rèn)知加工自動(dòng)化是技能自動(dòng)化的內(nèi)在心理基礎(chǔ)；技能自動(dòng)化是認(rèn)知加工自動(dòng)化的目標(biāo)，也是動(dòng)作技能訓(xùn)練要達(dá)到的結(jié)果[4]。相關(guān)研究[5]證實(shí)，精英運(yùn)動(dòng)員可通過(guò)反復(fù)動(dòng)作技能訓(xùn)練，在其專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域呈現(xiàn)認(rèn)知加工自動(dòng)化特征，表現(xiàn)為所需的注意資源逐漸減少或不需要消耗注意資源[6]。Shiffrin等[7]提出人類(lèi)認(rèn)知加工過(guò)程中的受控加工（controlled processing）和自動(dòng)化加工（automatic processing）雙重理論。Posner等[8?9]進(jìn)一步提出，認(rèn)知加工自動(dòng)化更強(qiáng)調(diào)無(wú)意識(shí)，消耗很少或不消耗認(rèn)知資源，自動(dòng)發(fā)生且不需要認(rèn)知努力。此外，從受控加工到自動(dòng)化加工是一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程而非二元對(duì)立思維[10]。

運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)三階段理論與認(rèn)知加工自動(dòng)化理論中的受控/自動(dòng)化加工雙重理論分別從運(yùn)動(dòng)技能習(xí)得的行為層面和心理層面[4]為動(dòng)作技能自動(dòng)化提供了理論基礎(chǔ)。目前在行為層面，精英運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作技能自動(dòng)化相關(guān)研究已較為系統(tǒng)，但關(guān)于精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域認(rèn)知加工自動(dòng)化特征的研究仍較少，且現(xiàn)有研究主要以視覺(jué)刺激參與的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域認(rèn)知加工自動(dòng)化解讀為主[11],[12]719-742,[13]，尚未有無(wú)聽(tīng)覺(jué)刺激參與的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域認(rèn)知加工自動(dòng)化研究。事實(shí)上，在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中依賴(lài)聽(tīng)覺(jué)參與的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目也不在少數(shù)。如在田徑短跑項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)表現(xiàn)與對(duì)發(fā)令員的“槍聲”反應(yīng)有密切關(guān)聯(lián)。“起跑發(fā)令”包括“各就位”“預(yù)備”和起跑鳴槍3個(gè)階段，這些信號(hào)均是通過(guò)聽(tīng)覺(jué)刺激傳達(dá)給運(yùn)動(dòng)員的。在這3個(gè)階段中，運(yùn)動(dòng)員“起跑技術(shù)”的聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化特征仍有待進(jìn)一步探索。綜上所述，本文在對(duì)前期研究進(jìn)行梳理并提出理論假設(shè)的基礎(chǔ)上，采用感知-認(rèn)知范式（perceptual-cognitive paradigms）深入探討100 m跑精英運(yùn)動(dòng)員在專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化特征。

1.1 認(rèn)知加工自動(dòng)化特征假設(shè)1：更少的認(rèn)知資源消耗

精英運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作技能自動(dòng)化在行為層面表現(xiàn)為從分化、泛化到自動(dòng)化的動(dòng)作呈現(xiàn)，在認(rèn)知加工層面表現(xiàn)為從受控加工（需要意識(shí)參與）到自動(dòng)化加工（不需要意識(shí)參與）的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，基于神經(jīng)效率假說(shuō)（Neural Efficiency Hypothesis），精英運(yùn)動(dòng)員有效的皮質(zhì)功能（cortical activation）表現(xiàn)為更小的能量消耗[14?16]，與新手組相比，精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的大腦皮層激活減少[14,17?19]。綜上，得出第1個(gè)理論假設(shè)：精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的動(dòng)作技能自動(dòng)化伴隨認(rèn)知加工自動(dòng)化，表現(xiàn)為認(rèn)知加工“從有意識(shí)到無(wú)意識(shí)”，以及認(rèn)知資源“消耗很少或不消耗”?；谧詣?dòng)化漸進(jìn)觀點(diǎn)，受控加工和自動(dòng)化加工之間沒(méi)有絕對(duì)區(qū)分，精英運(yùn)動(dòng)員會(huì)根據(jù)專(zhuān)項(xiàng)任務(wù)的認(rèn)知特征，靈活、高效地分配注意和意識(shí)認(rèn)知資源，在受控加工和自動(dòng)化加工之間進(jìn)行靈活、高效的轉(zhuǎn)換，即不存在一個(gè)絕對(duì)的自動(dòng)化階段。

1.2 認(rèn)知加工自動(dòng)化特征假設(shè)2：半球?qū)偬赜袉?dòng)

梳理前人研究[20]發(fā)現(xiàn)：在動(dòng)作技能學(xué)習(xí)初期，大腦前額葉尤其是左側(cè)顳葉激活增加；在動(dòng)作技能自動(dòng)化階段，動(dòng)作執(zhí)行需要的認(rèn)知資源較少，通常不再呈現(xiàn)有意識(shí)的運(yùn)動(dòng)言語(yǔ)。在認(rèn)知加工自動(dòng)化階段，大腦前額葉激活減少，控制信號(hào)傳遞到頂葉皮質(zhì)和基底節(jié)[21?22]，大腦左半球的激活會(huì)逐漸減少[23]，同時(shí)右半球激活會(huì)逐漸占據(jù)主導(dǎo)[24]。

此外，左半球額顳區(qū)參與熟練動(dòng)作行為的啟動(dòng)，但這些區(qū)域在動(dòng)作行為啟動(dòng)后會(huì)受到抑制，同時(shí)左半球抑制會(huì)持續(xù)到動(dòng)作行為表現(xiàn)結(jié)束[25]。關(guān)于射箭精英運(yùn)動(dòng)員的研究[26]顯示，精英運(yùn)動(dòng)員左半球的抑制作用強(qiáng)于運(yùn)動(dòng)技能水平較低的個(gè)體。這也支持了Fitts等[27]的觀點(diǎn)：個(gè)體在達(dá)到動(dòng)作技能自動(dòng)化后，不需要有意識(shí)地控制任務(wù)執(zhí)行。關(guān)于高爾夫球運(yùn)動(dòng)員的研究[28]發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員左半球激活水平與動(dòng)作技能表現(xiàn)（高爾夫推桿命中率）呈負(fù)相關(guān)。右半球激活水平與動(dòng)作技能表現(xiàn)呈正相關(guān)，右半球中央?yún)^(qū)、右側(cè)顳葉和右側(cè)頂葉區(qū)域的激活與視覺(jué)空間處理、運(yùn)動(dòng)任務(wù)執(zhí)行的整體組織有關(guān)[12]409-476，執(zhí)行復(fù)雜運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)右半球活動(dòng)增加，同時(shí)通過(guò)訓(xùn)練使右半球激活增加后，精英運(yùn)動(dòng)員技能表現(xiàn)會(huì)得到顯著改善。Hellige[29]基于大腦半球偏側(cè)性提出半球?qū)偬赜袉?dòng)（hemisphere-specific priming）理論，指出了半球的選擇性激活特征。

綜上，提出第2個(gè)理論假設(shè)：精英運(yùn)動(dòng)員認(rèn)知加工自動(dòng)化呈現(xiàn)半球?qū)偬赜袉?dòng)特征，左半球的言語(yǔ)活動(dòng)認(rèn)知資源受到抑制，同時(shí)涉及動(dòng)作技能表現(xiàn)的右半球激活增加[30]；新手處于早期運(yùn)動(dòng)技能習(xí)得階段，認(rèn)知加工通過(guò)言語(yǔ)進(jìn)行組織，左半球激活顯著增加。

1.3 100 m跑起跑認(rèn)知加工任務(wù)專(zhuān)項(xiàng)特征

（1）“各就位”認(rèn)知任務(wù)特征?！案骶臀弧睂儆?00 m跑起跑信號(hào)中的次要信號(hào)，該階段不要求高度耗費(fèi)認(rèn)知資源，只要求相應(yīng)的行為調(diào)整：100 m跑運(yùn)動(dòng)員走向起跑線(xiàn)，完全在自己的分道內(nèi)和起跑線(xiàn)后，按照國(guó)際田聯(lián) （International Association of Athletics Federations，IAAF）徑賽規(guī)則要求做好準(zhǔn)備姿勢(shì)（雙手和至少1個(gè)膝蓋觸地，兩腳接觸起跑器），并等待接下來(lái)的“預(yù)備”口令。基于此，假設(shè)在“各就位”階段：精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知自動(dòng)化表現(xiàn)出高效性和靈活性特征；而新手在該領(lǐng)域聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工的高效性和靈活性顯著低于精英運(yùn)動(dòng)員，可能會(huì)耗費(fèi)更多的認(rèn)知資源。

（2）“預(yù)備”認(rèn)知任務(wù)特征。與“各就位”信號(hào)較少消耗認(rèn)知資源相比，“預(yù)備”信號(hào)屬于認(rèn)知資源消耗較多的警覺(jué)注意加工信號(hào)，運(yùn)動(dòng)員高度警覺(jué)注意即將到來(lái)的起跑鳴槍信號(hào)。假設(shè)在“預(yù)備”階段：精英運(yùn)動(dòng)員在自動(dòng)化認(rèn)知加工階段，隨著動(dòng)作技能發(fā)展呈現(xiàn)認(rèn)知加工自動(dòng)化，其前額葉激活減少，控制信號(hào)傳遞到頂葉皮質(zhì)，同時(shí)認(rèn)知加工自動(dòng)化表現(xiàn)為左半球有意識(shí)的言語(yǔ)控制活動(dòng)受到抑制，涉及動(dòng)作技能表現(xiàn)的右半球激活顯著增加[31]；新手在認(rèn)知加工初期，動(dòng)作技能通過(guò)言語(yǔ)呈現(xiàn)有意識(shí)地加工[31]，前額葉激活增加[21]，同時(shí)涉及語(yǔ)言分析區(qū)域的左顳葉也參與其中[32]，明確的任務(wù)表現(xiàn)言語(yǔ)（預(yù)備口令）使涉及動(dòng)作技能呈現(xiàn)和言語(yǔ)加工的區(qū)域都有強(qiáng)烈的共同激活。

（3）起跑鳴槍認(rèn)知任務(wù)特征。起跑鳴槍后的認(rèn)知加工是目標(biāo)探測(cè)和動(dòng)作執(zhí)行控制過(guò)程。個(gè)體需要高效捕獲鳴槍信號(hào)，并進(jìn)行快速動(dòng)作執(zhí)行。運(yùn)動(dòng)員要在瞬時(shí)產(chǎn)生速度和頻率突增的動(dòng)作執(zhí)行。起跑鳴槍階段的精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域認(rèn)知過(guò)程自動(dòng)化特征表現(xiàn)為能高效調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源。認(rèn)知加工自動(dòng)化對(duì)關(guān)鍵刺激（起跑鳴槍?zhuān)┠芨咝д{(diào)動(dòng)認(rèn)知資源，反之，控制加工對(duì)關(guān)鍵刺激（起跑鳴槍?zhuān)﹦t不能高效調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源。

1.4 感知-認(rèn)知范式

本文基于認(rèn)知加工自動(dòng)化理論以及起跑三階段的不同認(rèn)知任務(wù)，探討精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化特征。采用事件相關(guān)電位（Event-Related Potential，ERP）技術(shù)采集精英運(yùn)動(dòng)員組和普通組起跑三階段的皮層誘發(fā)電位信號(hào)加工特征，通過(guò)專(zhuān)家-新手范式，尋找ERP證據(jù)并驗(yàn)證相關(guān)理論假設(shè)。①在“各就位”階段，重點(diǎn)關(guān)注精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域認(rèn)知資源分配；②在“預(yù)備”階段，重點(diǎn)關(guān)注認(rèn)知加工自動(dòng)化中的左右半球?qū)偬赜袉?dòng)特征；③在起跑鳴槍階段，重點(diǎn)關(guān)注動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源的高效性特征。本文假設(shè)：不同認(rèn)知任務(wù)的起跑三階段腦電（electroencephalogram，EEG）活動(dòng)變化存在差異，但三階段都能體現(xiàn)出精英運(yùn)動(dòng)員認(rèn)知加工自動(dòng)化的專(zhuān)項(xiàng)特征，即加工過(guò)程呈現(xiàn)無(wú)意識(shí)或更少意識(shí)活動(dòng)，很少消耗或不消耗認(rèn)知資源。

Woods等[33]提出了感知-認(rèn)知范式，并證實(shí)了精英運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)信息加工的專(zhuān)家優(yōu)勢(shì)?；诟兄?認(rèn)知范式的研究[34]證實(shí)，精英運(yùn)動(dòng)員在特定運(yùn)動(dòng)中的注意力分配、物體識(shí)別和回憶、時(shí)空遮擋、視覺(jué)搜索、預(yù)測(cè)決策、執(zhí)行控制等方面的表現(xiàn)優(yōu)于新手。Woods等[33]提出，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中的感知-認(rèn)知技能與成功的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)一樣重要。通過(guò)fMRI技術(shù)對(duì)比精英運(yùn)動(dòng)員與普通人發(fā)現(xiàn)，在被動(dòng)接受專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的聽(tīng)覺(jué)輸入時(shí)，精英運(yùn)動(dòng)員組腦區(qū)活動(dòng)與普通組差異顯著[35?38]。然而，較少有研究探討精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域聽(tīng)覺(jué)加工自動(dòng)化的中樞神經(jīng)活動(dòng)特征。

本文分析的是動(dòng)作技能自動(dòng)化的中樞神經(jīng)活動(dòng)（中樞神經(jīng)活動(dòng)控制外周運(yùn)動(dòng)神經(jīng)[39]，通過(guò)運(yùn)動(dòng)終板將神經(jīng)沖動(dòng)傳遞至肌纖維產(chǎn)生動(dòng)作技能）特征，因此只要求被試聽(tīng)聲音，不要求進(jìn)行按鍵反應(yīng)。Calvo-Merino等[40]發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景的簡(jiǎn)單刺激輸入（個(gè)體不需要?jiǎng)幼骷寄艹尸F(xiàn)）過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員和普通群體呈現(xiàn)出認(rèn)知加工資源消耗的顯著差異。此外，腦機(jī)接口研究領(lǐng)域中關(guān)于運(yùn)動(dòng)表象腦神經(jīng)機(jī)制的ERP研究[41?43]也要求被試只進(jìn)行運(yùn)動(dòng)表象，不做任何按鍵反應(yīng)。

2 研究對(duì)象與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)被試

被試由16名重慶競(jìng)技體育訓(xùn)練中心現(xiàn)役短跑運(yùn)動(dòng)員和17名普通人組成。運(yùn)動(dòng)員組被試平均訓(xùn)練10年以上，運(yùn)動(dòng)等級(jí)為國(guó)際級(jí)運(yùn)動(dòng)健將、運(yùn)動(dòng)健將或一級(jí)運(yùn)動(dòng)員，平均年齡為21.8歲（SD=3.60）；普通組被試有100 m跑練習(xí)經(jīng)驗(yàn)，熟悉100 m起跑三階段口令及任務(wù)，平均年齡為21.5歲（SD=3.20）。所有被試均為右利手，無(wú)精神病史，視力或矯正視力、聽(tīng)力正常。實(shí)驗(yàn)前所有被試均被告知實(shí)驗(yàn)?zāi)康模炇鹬橥鈺?shū)，并在實(shí)驗(yàn)后獲得一定報(bào)酬。本實(shí)驗(yàn)已通過(guò)西南大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)語(yǔ)音材料采用由IAAF認(rèn)證的菲普萊（Fairplay）起跑電子發(fā)令系統(tǒng)中的100 m跑起跑口令（“各就位”、“預(yù)備”、起跑鳴槍?zhuān)?。?shí)驗(yàn)中，被試須佩戴入耳式耳機(jī)，在屏蔽隔音房間中記錄起跑信號(hào)的聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位。

2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素（動(dòng)作技能訓(xùn)練）被試間（運(yùn)動(dòng)員組-訓(xùn)練vs普通組-未訓(xùn)練）設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)員組經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期短跑聽(tīng)口令起跑訓(xùn)練，普通組熟悉起跑三階段口令及任務(wù)，但未經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期訓(xùn)練。

2.4 實(shí)驗(yàn)程序

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，被試在屏蔽隔音房間中面對(duì)一臺(tái)15英寸液晶電腦顯示器，接受聽(tīng)覺(jué)任務(wù)。在每次任務(wù)中，被試被告知全力關(guān)注起跑聽(tīng)覺(jué)信號(hào)。按照100 m跑起跑口令順序呈現(xiàn)音頻材料，根據(jù)2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)100 m跑半決賽和決賽起跑口令之間的平均間隔時(shí)長(zhǎng)，設(shè)計(jì)各口令之間的時(shí)間間隔。

指導(dǎo)語(yǔ)呈現(xiàn)完畢后，依次呈現(xiàn)400 ms的注視點(diǎn)、“各就位”音頻口令（時(shí)長(zhǎng)2 700 ms）、32 300 ms的注視點(diǎn)，“預(yù)備”音頻口令（時(shí)長(zhǎng) 800 ms）、1 500 ms的注視點(diǎn)、起跑鳴槍信號(hào)（時(shí)長(zhǎng)200 ms）、1 400 ms的空屏。在練習(xí)實(shí)驗(yàn)階段，要求被試先進(jìn)行練習(xí)試次，待熟悉具體實(shí)驗(yàn)程序后，進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)階段。實(shí)驗(yàn)共72個(gè)試次，每24個(gè)試次有一個(gè)間歇（休息10 min）。具體如圖1所示。

圖1 聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工實(shí)驗(yàn)流程Figure 1 Experimental processing of auditory cognitive processing

2.5 EEG數(shù)據(jù)采集與分析

2.5.1 數(shù)據(jù)采集

實(shí)驗(yàn)程序由E-Prime 2.0編制，實(shí)驗(yàn)材料的呈現(xiàn)由電腦控制。采用博?？担∟euracle）公司生產(chǎn)的32導(dǎo)便攜無(wú)線(xiàn)ERP采集系統(tǒng)，以Fz作為在線(xiàn)參考電極，記錄被試對(duì)起跑信號(hào)的EEG活動(dòng)情況。濾波帶通為0.05～100 Hz，采樣頻率為300 Hz/導(dǎo)。頭皮與電極間阻抗小于10 kΩ，采用獨(dú)立成分分析（ICA），分離眼電、肌電成分去除偽跡，同時(shí)排除±80 μV的其他電極偽跡信號(hào)。

2.5.2 數(shù)據(jù)分析

完成實(shí)驗(yàn)記錄EEG后離線(xiàn)處理數(shù)據(jù)，主要步驟包括：①載入數(shù)據(jù)；②以雙耳乳突的平均電位為參考；③濾波為1～45 Hz；④電極定位；⑤通過(guò)獨(dú)立成分分析法矯正眼電偽跡。采用EEGLAB對(duì)EEG數(shù)據(jù)進(jìn)行離線(xiàn)數(shù)據(jù)處理；統(tǒng)計(jì)分析采用IBM SPSS 22.0軟件。描述性統(tǒng)計(jì)量涉及平均波幅和標(biāo)準(zhǔn)差，同時(shí)在描述性統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步方差分析。根據(jù)Luck[44]的觀點(diǎn)，為避免對(duì)每個(gè)電極進(jìn)行t檢驗(yàn)增大統(tǒng)計(jì)學(xué)中的Ⅰ類(lèi)錯(cuò)誤（錯(cuò)誤拒絕零假設(shè)）概率，將電極設(shè)為1個(gè)因素，進(jìn)行組別×電極的兩因素方差分析。本文主要考察個(gè)體對(duì)專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域聽(tīng)覺(jué)信號(hào)的自動(dòng)化加工特征，因此，ERP統(tǒng)計(jì)分析主要涉及聽(tīng)覺(jué)ERP成分。分析的ERP成分主要包括N1、P1、P2，采用基線(xiàn)、平均振幅進(jìn)行度量。根據(jù)腦地形圖、波形圖以及相關(guān)文獻(xiàn)選取電極點(diǎn)和成分分析的時(shí)間窗[45?47]。

3 起跑三階段聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位的ERP研究結(jié)果

分析起跑三階段數(shù)據(jù)后，剔除5名數(shù)據(jù)偽跡過(guò)多的被試，28 名被試進(jìn)入最終分析，15名運(yùn)動(dòng)員平均年齡為22.1歲（SD=3.30），13名普通人平均年齡為21.9歲（SD=2.70）。ERP成分分析將電極設(shè)為1個(gè)因素，采用組別×電極的兩因素方差分析，組別為被試間變量，電極為被試內(nèi)變量。

3.1 “各就位”階段ERP研究結(jié)果

3.1.1 ERP分析時(shí)程截取

“各就位”階段濾波為1～45 Hz，時(shí)間窗為?200～5 000 ms，基線(xiàn)為?200～0 ms。分析時(shí)程截取“各就位”聽(tīng)覺(jué)刺激呈現(xiàn)前200 ms至開(kāi)始呈現(xiàn)后（包括音頻持續(xù)階段的2 700 ms）的5 000 ms，并以音頻呈現(xiàn)前200 ms至音頻呈現(xiàn)初始階段作為基線(xiàn)。

3.1.2 ERP成分方差分析結(jié)果

對(duì)P2成分進(jìn)行2（組別：運(yùn)動(dòng)員組vs普通組）×8（電極點(diǎn)：T6、 Fc1、Fc2、 F3、 F4、 Fz、 Fp1、 Fp2）兩因素方差分析；對(duì)P3成分進(jìn)行2（組別：運(yùn)動(dòng)員組vs普通組）×5（電極點(diǎn)：T5、T6、PO3、O1、OZ）兩因素方差分析。各成分分析及時(shí)間窗劃分如表1所示。

表1 “各就位”階段 ERP 各成分分析及時(shí)間窗劃分Table 1 Component analysis of ERP on the stage of On Your Marks

在“各就位”階段，時(shí)間窗為0～5 000 ms，根據(jù)自動(dòng)化加工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果、ERP成分出現(xiàn)的大腦區(qū)域，以及該區(qū)域中的電極點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)研究結(jié)果，選取代表性電極，并觀察其ERP總平均波形圖以進(jìn)行后續(xù)分析。選取的電極點(diǎn)如表1所示，包括：前額葉Fp1、Fp2，額葉 F3、Fz、F4，額中央?yún)^(qū) Fc1、Fc2，后顳葉 T5、T6，頂枕葉 PO3，枕葉 O1、Oz。對(duì) P2、P3 成分平均振幅做進(jìn)一步方差分析，同時(shí)根據(jù)每個(gè)ERP成分峰值所在的潛伏期確定時(shí)間窗，各ERP成分的波形、潛伏期不同導(dǎo)致對(duì)應(yīng)時(shí)間窗的長(zhǎng)度也不同。為避免1個(gè)時(shí)間窗涉及多個(gè)成分從而混淆實(shí)驗(yàn)結(jié)果，時(shí)間窗不宜過(guò)長(zhǎng)，因此時(shí)間窗不連續(xù)。

P2和P3成分選取的時(shí)間窗和對(duì)應(yīng)的電極點(diǎn)如表1所示。對(duì)“各就位”階段P2成分進(jìn)行方差分析，采用Greenhouse-Geisser進(jìn)行結(jié)果校正后得出，組別主效應(yīng)顯著F(1,27)=9.075，P=0.006<0.05， η2=0.259；對(duì) P3成分進(jìn)行方差分析，采用Greenhouse-Geisser進(jìn)行結(jié)果校正后得出，組別主效應(yīng)顯著F(1,27)=9.690，P=?0.004<0.05， η2=0.272。P2、P3成分的波形圖分別如圖2、圖3所示。

圖2 “各就位”階段不同組別誘發(fā)的P2波形圖Figure 2 P2 components induced by different groups on the stage of On Your Marks

根據(jù)圖2、圖3繪制各時(shí)間窗內(nèi)平均振幅差異腦地形圖，如圖4所示。在“各就位”階段，運(yùn)動(dòng)員組和普通組在大腦前額葉、額葉的皮層活動(dòng)差異顯著，運(yùn)動(dòng)員組的腦激活程度顯著低于普通組。

圖4 “各就位”階段各時(shí)間窗內(nèi)平均振幅差異腦地形圖Figure 4 Brain topographic maps of mean amplitude difference between the two groups in each time stage(on the stage of On Your Marks)

3.2 “預(yù)備”階段ERP研究結(jié)果

3.2.1 ERP分析時(shí)程截取

“預(yù)備”階段濾波為1～45 Hz，時(shí)間窗為?200～4 000 ms，基線(xiàn)為?200～0 ms。分析時(shí)程截取“預(yù)備”聽(tīng)覺(jué)刺激呈現(xiàn)前200 ms至開(kāi)始呈現(xiàn)后（包括音頻持續(xù)階段的800 ms）的4 000 ms，并以音頻呈現(xiàn)前200 ms至音頻呈現(xiàn)初始階段作為基線(xiàn)。

3.2.2 ERP成分方差分析結(jié)果

對(duì)P3成分進(jìn)行2（組別：運(yùn)動(dòng)員組vs普通組）×8（電極點(diǎn)：Fz、F3、F4、F7、Fc1、Fc5、C3、T3）兩因素方差分析，各成分分析及時(shí)間窗劃分如表2所示。在“預(yù)備”階段，時(shí)間窗為0～4 000 ms，選取記錄的電極如表2所示。

表2 “預(yù)備”階段 ERP 各成分分析及時(shí)間窗劃分Table 2 Component analysis of ERP on the stage of Set

運(yùn)動(dòng)員組和普通組在電極點(diǎn)F7（左側(cè)額葉）的P2波幅差異顯著，P2成分波形圖如圖5所示。P3成分選取的時(shí)間窗為350～440 ms，分析的電極點(diǎn)包括額葉 F7、Fz、F3、F4，額中央?yún)^(qū) Fc1、Fc5，中央?yún)^(qū) C3，顳葉T3（表2）。對(duì)“預(yù)備”階段的P3成分進(jìn)行方差分析，采用Greenhouse-Geisser進(jìn)行結(jié)果校正后得出，被試間的組別效應(yīng)顯著F(1,29)=9.049，P=0.006<0.05，η2=0.244。P3成分波形圖如圖6所示。

圖5 “預(yù)備”階段不同組別誘發(fā)的P2波形圖Figure 5 P2 components induced by different groups on the stage of Set

根據(jù)圖5、圖6繪制各時(shí)間窗內(nèi)平均振幅差異腦地形圖，如圖7所示。在“預(yù)備”階段，運(yùn)動(dòng)員和普通人在大腦左半球的不對(duì)稱(chēng)活動(dòng)差異顯著，同時(shí)右半球也存在一定加工能力，運(yùn)動(dòng)員組和普通組在左側(cè)額葉（F7、F3、Fz）、左側(cè)額中央（Fc1、Fc5）、左側(cè)中央?yún)^(qū)（C3）、左顳葉（T3）、右額葉等腦區(qū)半球活動(dòng)差異顯著，運(yùn)動(dòng)員組腦激活水平顯著低于普通組。

圖6 “預(yù)備”階段不同組別誘發(fā)的P3波形圖Figure 6 P3 components induced by different groups on the stage of Set

3.2.3 左右半球?qū)偬赜袉?dòng)的差異波分析

比較普通組和運(yùn)動(dòng)員組的P3左右半球差異波，發(fā)現(xiàn)兩組被試的P3成分在左半球的偏側(cè)化活動(dòng)差異顯著（圖7）。本文分析的P3成分差異波對(duì)應(yīng)的電極點(diǎn)有 13對(duì)：Fp1—Fp2、F3—F4、F7—F8、Fc1—Fc2、Fc5—Fc6、C3—C4、T3—T4、CP1—CP2、CP5—CP6、P3—P4、T5—T6、PO3—PO4、O1—O2。普通組配對(duì)樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在 F7—F8、Fc5—Fc6、C3—C4、T3—T4、CP1—CP2、T5—T6這 6對(duì)電極上，出現(xiàn)左半球偏側(cè)化優(yōu)勢(shì)（圖8），左半球的平均振幅顯著大于右半球。運(yùn)動(dòng)員組配對(duì)樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，O1—O2出現(xiàn)右半球偏側(cè)化優(yōu)勢(shì)（圖9），左半球的平均振幅顯著小于右半球。

圖7 “預(yù)備”階段各時(shí)間窗內(nèi)平均振幅差異腦地形圖Figure 7 Brain topographic maps of mean amplitude difference in each time stage (on the stage of Set)

圖8 普通組“預(yù)備”階段P3成分左右半球差異Figure 8 Analysis of left and right hemispheric differences of P3 components in the ordinary group on the stage of Set

圖9 運(yùn)動(dòng)員組“預(yù)備”階段P3成分左右半球差異Figure 9 Analysis of left and right hemispheric differences of P3 components in the elite group on the stage of Set

將普通組和運(yùn)動(dòng)員組的3組差異波（C3—C4、CP1—CP2、O1—O2）進(jìn)行組別×電極的兩因素方差分析，采用Greenhouse-Geisser進(jìn)行結(jié)果校正后得出，組別主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,28)=13.719，P=0.001<0.01， η2=0.329。如圖10所示：兩組被試在上述3組的差異波呈現(xiàn)半球偏側(cè)化優(yōu)勢(shì)；普通組在 C3—C4、CP1—CP2的差異波呈現(xiàn)左半球偏側(cè)化優(yōu)勢(shì)，運(yùn)動(dòng)員組在O1—O2的差異波呈現(xiàn)右半球偏側(cè)優(yōu)勢(shì)。

圖10 兩組別的ERP差異波Figure 10 Difference wave of ERP between two groups

3.3 起跑鳴槍階段ERP研究結(jié)果

3.3.1 ERP分析時(shí)程截取

起跑鳴槍階段濾波為1～45 Hz，時(shí)間窗為?100～2 000 ms，基線(xiàn)為?100～0 ms。分析時(shí)程截取起跑鳴槍聽(tīng)覺(jué)刺激呈現(xiàn)前100 ms至開(kāi)始呈現(xiàn)后（包括起跑鳴槍音頻持續(xù)階段的200 ms）的2 000 ms，并以音頻呈現(xiàn)前100 ms至音頻呈現(xiàn)初始階段作為基線(xiàn)。

3.3.2 ERP成分方差分析結(jié)果

對(duì)N1成分進(jìn)行2（組別：運(yùn)動(dòng)員組vs普通組）×18（電極點(diǎn)：Fc1、Fc2、Fc6、Cz、C3、C4、T4、CP1、CP2、CP5、CP6、Pz、P3、P4、T6、PO3、O1、O2）兩因素方差分析；對(duì) P2成分進(jìn)行 2（組別：運(yùn)動(dòng)員組 vs普通組）×11（電極點(diǎn)：CP5、CP6、Pz、P3、P4、T5、PO3、PO4、Oz、O1、O2）兩因素方差分析。各成分分析及時(shí)間窗劃分如表3所示。

表3 起跑鳴槍階段 ERP 各成分分析及時(shí)間窗劃分Table 3 Component analysis of ERP on the stage of Go

在起跑鳴槍階段，時(shí)間窗為0～2 000 ms，選取記錄的電極點(diǎn)如表3所示，包括額中央?yún)^(qū)Fc1、Fc2、Fc5、Fc6，中央?yún)^(qū) Cz、C3、C4，顳葉 T3、T4，后顳葉 T6、PO3，頂葉 CP1、CP2、CP5、CP6、Pz、P3、P4，枕葉 O1、O2。

N1和P2成分選取的時(shí)間窗和對(duì)應(yīng)的電極點(diǎn)如表3所示。對(duì)起跑鳴槍階段的N1成分進(jìn)行方差分析，采用Greenhouse-Geisser進(jìn)行結(jié)果校正后得出，被試間的組別主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,30)=13.177，P=0.001<0.01，η2=0.312（圖 11）；對(duì) P2成分進(jìn)行方差分析，采用Greenhouse-Geisser進(jìn)行結(jié)果校正后得出，被試間的組別主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,30)=8.466，P=0.007<0.05， η2=0.226（圖 12）。

根據(jù)圖11、圖12繪制各時(shí)間窗內(nèi)平均振幅差異腦地形圖，如圖13所示。在起跑鳴槍階段，運(yùn)動(dòng)員組和普通組在大腦額葉、顳葉、頂葉的大腦激活差異顯著。運(yùn)動(dòng)員組N1成分的大腦激活水平顯著低于普通組，P2成分的大腦激活水平顯著高于普通組。

圖11 起跑鳴槍階段不同組別誘發(fā)的N1波形圖Figure 11 N1 components induced by different groups on the stage of Go

圖12 起跑鳴槍階段不同組別誘發(fā)的P2波形圖Figure 12 P2 components induced by different groups on the stage of Go

圖13 起跑鳴槍階段各時(shí)間窗內(nèi)平均振幅差異腦地形圖Figure 13 Brain topographic maps of mean amplitude difference in each time stage (on the stage of Go)

4 討 論

精英運(yùn)動(dòng)員通過(guò)長(zhǎng)期訓(xùn)練提高運(yùn)用策略的能力，認(rèn)知資源得到重新配置和合理使用，信息傳遞和處理效率顯著提高[48]。此外，精英運(yùn)動(dòng)員可以在專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域行為層面達(dá)到運(yùn)動(dòng)技能的自動(dòng)化，在大腦加工活動(dòng)層面呈現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化，進(jìn)而產(chǎn)生專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的精英運(yùn)動(dòng)員認(rèn)知加工自動(dòng)化特征：高效解決問(wèn)題，且步驟趨于自動(dòng)化，基本不需要意識(shí)控制。精英運(yùn)動(dòng)員聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化還呈現(xiàn)出半球?qū)偬赜袉?dòng)特征，左半球涉及言語(yǔ)系統(tǒng)的皮層激活受到抑制，大腦激活水平顯著降低；右半球涉及動(dòng)作技能表現(xiàn)[49]，大腦激活水平顯著增強(qiáng)。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為意識(shí)與注意密不可分[50?51]，探尋意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)必須包含注意的作用。有研究強(qiáng)調(diào)，注意和意識(shí)存在重疊的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，研究意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)必須包含注意[52]，注意是意識(shí)的必要條件[52]，其中外源性注意被認(rèn)為是意識(shí)感知的先決條件[53]，外源性注意捕獲與后繼目標(biāo)的有意識(shí)感知密切相關(guān)。

本文對(duì)聽(tīng)覺(jué)刺激的認(rèn)知加工研究主要涉及N1、P2、P3成分。N1、P2成分被認(rèn)為反映了在初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層及其附近的多個(gè)事件重疊的、空間分布的神經(jīng)元對(duì)聽(tīng)覺(jué)刺激的預(yù)處理過(guò)程[54?55]。鑒于P2常常隨著刺激與N1共同發(fā)生變化，N1—P2在部分聽(tīng)覺(jué)訓(xùn)練的研究中常被視為一個(gè)復(fù)合體，可采用峰峰振幅進(jìn)行探討（peak-to-peak amplitude）。也有部分證據(jù)顯示，N1、P2之間存在部分程度的獨(dú)立性[56?58]，鑒于在N1沒(méi)有發(fā)生顯著變化的情況下，P2的功能意義可能估計(jì)不充分[45]，本文獨(dú)立探討N1、P2的平均振幅。

聽(tīng)覺(jué)N1是刺激開(kāi)始后約100 ms的波形，是一個(gè)感覺(jué)加工誘發(fā)的波形，與注意的早成分有關(guān)；也有研究認(rèn)為N1反映刺激編碼，N1的振幅受喚醒狀態(tài)和注意的影響。Woldorff等[59]最早提出并反復(fù)驗(yàn)證了聽(tīng)覺(jué)N1的注意效應(yīng)：注意可以在皮質(zhì)水平加工的最初階段影響聽(tīng)覺(jué)刺激加工。此外，N1可以反映對(duì)聽(tīng)覺(jué)刺激的意識(shí)加工[60]。P2部分反映腦干網(wǎng)狀激活系統(tǒng)的聽(tīng)覺(jué)驅(qū)動(dòng)輸出[61?62]，被認(rèn)為可作為研究人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)感知訓(xùn)練的生理指標(biāo)，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后P2振幅增加，且訓(xùn)練對(duì)P2振幅的影響在大腦左半球呈現(xiàn)最大化[47]。有研究[63?64]認(rèn)為，頂枕葉在刺激出現(xiàn)后大約200 ms呈現(xiàn)與意識(shí)相關(guān)的P2成分。

此外，在P3成分方面，Lumer等[65]在關(guān)于意識(shí)的研究中試圖探討意識(shí)相關(guān)神經(jīng)區(qū)域（Neural Correlates of Consciousness，NCC）。Dehaene等[66]的研究進(jìn)一步實(shí)證，P3振幅可以反映NCC的意識(shí)加工過(guò)程，有意識(shí)的感知會(huì)誘發(fā)頂葉和額葉的P3成分。此外，前額葉是研究意識(shí)的主要腦區(qū)之一[67]，尤其是前額葉與丘腦網(wǎng)狀核之間的注意自上而下機(jī)制，通過(guò)調(diào)節(jié)丘腦活動(dòng)的能力影響意識(shí)內(nèi)容的形成，且前額葉調(diào)節(jié)與意識(shí)相關(guān)的大腦交互過(guò)程。此外，Aru等[68]認(rèn)為，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后，對(duì)特定刺激的加工會(huì)趨于自動(dòng)化，而不需要再建立工作記憶表征，使訓(xùn)練后的前額葉激活減少。

Posner等[69]的經(jīng)典注意網(wǎng)絡(luò)理論（authority attention network theory）認(rèn)為，注意是一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，包含多個(gè)功能和解剖上分離但相互作用的網(wǎng)絡(luò)，具有警覺(jué)、定向和執(zhí)行控制功能，額葉、頂葉、丘腦與喚醒、警覺(jué)有關(guān)，并且與對(duì)即將輸入刺激的敏感度和反應(yīng)準(zhǔn)備有關(guān)。P3與警覺(jué)和執(zhí)行控制有關(guān)，P3振幅的大小反映了分配給外源性注意的認(rèn)知資源量[70]。運(yùn)動(dòng)使得額葉、中央?yún)^(qū)、頂葉中線(xiàn)區(qū)域的P3（涉及警覺(jué)和執(zhí)行控制子任務(wù)）振幅增大[71]。研究[72?73]發(fā)現(xiàn)，急性運(yùn)動(dòng)（acute exercise）后認(rèn)知效率改善，并影響P3振幅，這可能是由于分配給后續(xù)任務(wù)的認(rèn)知資源在短期內(nèi)得到增強(qiáng)所致。額頂葉網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)既與注意有關(guān)，也與意識(shí)有關(guān)。相關(guān)研究[74]證實(shí)，外源性注意通過(guò)額頂葉網(wǎng)絡(luò)誘發(fā)P3成分，有意識(shí)地參與感知加工，說(shuō)明外源性注意是意識(shí)知覺(jué)的先決條件。

4.1 “各就位”階段聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化ERP特征

“各就位”階段的精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域自動(dòng)化加工在無(wú)意識(shí)中進(jìn)行，自動(dòng)化加工過(guò)程很少消耗或根本不消耗認(rèn)知資源。本文“各就位”階段運(yùn)動(dòng)員組P2成分在前額葉、額葉、額中央、右后顳葉的平均振幅顯著低于普通組，運(yùn)動(dòng)員組P3成分平均振幅在顳葉、枕后區(qū)和枕葉顯著低于普通組。運(yùn)動(dòng)員組在聽(tīng)覺(jué)意識(shí)感知、驅(qū)動(dòng)輸出、警覺(jué)注意、動(dòng)作執(zhí)行等方面分配給“各就位”信號(hào)的認(rèn)知加工資源量較少，其額葉和前額葉的激活程度顯著低于普通組，說(shuō)明精英運(yùn)動(dòng)員抑制無(wú)關(guān)信息的能力比普通人更高，消耗的認(rèn)知加工資源顯著低于普通人。本文結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)員組在次要認(rèn)知信號(hào)輸入階段，消耗的認(rèn)知資源顯著低于普通組，符合認(rèn)知加工自動(dòng)化特征假設(shè)1。

前額葉是NCC的重要組成部分，其激活水平與執(zhí)行功能、自上而下或自下而上的控制有關(guān)。對(duì)刺激進(jìn)行訓(xùn)練獲得經(jīng)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致記憶表征的建立，從而通過(guò)訓(xùn)練減少前額活動(dòng)。本文結(jié)果與上述理論一致，運(yùn)動(dòng)員組前額葉的活動(dòng)顯著低于普通組，因此認(rèn)為在“各就位”階段認(rèn)知加工自動(dòng)化的特征體現(xiàn)為：運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的認(rèn)知資源消耗顯著較少，涉及意識(shí)加工的前額葉激活顯著減少。

4.2 “預(yù)備”階段聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化ERP特征

在高度警覺(jué)注意的“預(yù)備”階段，運(yùn)動(dòng)員組的認(rèn)知加工資源消耗量仍顯著低于普通組，有意識(shí)加工使得普通組左半球活動(dòng)顯著增強(qiáng)。本文結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)員組在左半球的抑制作用顯著強(qiáng)于普通組，而涉及動(dòng)作技能表現(xiàn)的右半球激活差異不顯著。同時(shí)，左半球涉及言語(yǔ)意識(shí)控制的活動(dòng)顯著增強(qiáng)，會(huì)干擾自動(dòng)化認(rèn)知。與之相對(duì)，運(yùn)動(dòng)員在警覺(jué)注意的“預(yù)備”階段，不需要有意識(shí)的言語(yǔ)控制，出現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化。呈現(xiàn)半球?qū)偬赜袉?dòng)特征：左半球涉及言語(yǔ)意識(shí)控制區(qū)域的激活顯著減少，右半球涉及動(dòng)作技能表現(xiàn)的活動(dòng)顯著增強(qiáng)。運(yùn)動(dòng)員組P2成分在左側(cè)額葉的振幅顯著低于普通組，P3成分在額葉、左側(cè)額葉、左側(cè)額中央、左側(cè)中央?yún)^(qū)、左側(cè)顳葉的振幅顯著低于普通組，說(shuō)明精英運(yùn)動(dòng)員在高度警覺(jué)狀態(tài)下P3成分左半球加工偏側(cè)性減少，抑制作用顯著強(qiáng)于普通人。本文對(duì)“預(yù)備”階段P3成分進(jìn)行左右半球差異波分析，證實(shí)了左半球抑制能力與卓越技能表現(xiàn)呈正相關(guān)。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員組P3成分振幅顯著低于普通組，符合自動(dòng)化加工特征：意識(shí)和注意資源的消耗顯著減少，且自動(dòng)化發(fā)生不需要認(rèn)知努力。

4.3 起跑鳴槍階段聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化ERP特征

聽(tīng)覺(jué)N1成分是一個(gè)感覺(jué)加工誘發(fā)的波形，同時(shí)可以反映對(duì)聽(tīng)覺(jué)刺激的意識(shí)加工。 Woldorff等[59]和Hillyard等[75]的研究顯示，聽(tīng)覺(jué)N1振幅受注意影響，注意加工水平與聽(tīng)覺(jué)N1振幅成正比，注意可以在皮質(zhì)加工的最初階段影響聽(tīng)覺(jué)刺激加工。運(yùn)動(dòng)員組N1成分在額中央?yún)^(qū)、中央?yún)^(qū)、中央頂葉、頂葉、 顳葉、頂枕葉區(qū)域的平均振幅顯著低于普通組。精英運(yùn)動(dòng)員對(duì)于鳴槍信號(hào)的注意呈現(xiàn)無(wú)意識(shí)的自動(dòng)化加工特征，說(shuō)明其對(duì)專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的信號(hào)加工不占用注意資源，證實(shí)了精英運(yùn)動(dòng)員專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域聽(tīng)覺(jué)加工的自動(dòng)化特征。

P2成分反映意識(shí)加工，同時(shí)反映腦干網(wǎng)狀激活系統(tǒng)的聽(tīng)覺(jué)驅(qū)動(dòng)輸出和動(dòng)作執(zhí)行控制[47]。運(yùn)動(dòng)員組P2成分在中央頂葉、頂葉、顳葉、頂枕葉區(qū)域的平均振幅高于普通組，表明精英運(yùn)動(dòng)員將總量有限的注意資源大部分調(diào)配至起跑鳴槍階段的聽(tīng)覺(jué)驅(qū)動(dòng)輸出和動(dòng)作執(zhí)行的神經(jīng)活動(dòng)方面。在大腦皮層活動(dòng)空間層面，表現(xiàn)為精英運(yùn)動(dòng)員在頂葉皮層（頂葉皮層是NCC的必要先決條件[67]，同時(shí)涉及聽(tīng)覺(jué)注意執(zhí)行控制）和腦干區(qū)域（聽(tīng)覺(jué)驅(qū)動(dòng)輸出）的P2振幅顯著高于普通人。在起跑鳴槍階段，運(yùn)動(dòng)員組消耗的注意和意識(shí)資源顯著高于普通組，支持了當(dāng)前認(rèn)知加工自動(dòng)化理論中的漸進(jìn)觀，即不存在一個(gè)絕對(duì)自動(dòng)化的階段，自動(dòng)化不是“全或無(wú)”，受控加工也參與自動(dòng)化加工的啟動(dòng)階段[76]。精英運(yùn)動(dòng)員在專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域處理認(rèn)知信號(hào)時(shí)，也會(huì)基于認(rèn)知任務(wù)差異，在受控加工和自動(dòng)化加工二者之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

4.4 本文局限性

本文選取的運(yùn)動(dòng)員被試是國(guó)際級(jí)運(yùn)動(dòng)健將、運(yùn)動(dòng)健將或一級(jí)運(yùn)動(dòng)員，被試的特殊性導(dǎo)致樣本量較少，同時(shí)運(yùn)動(dòng)員被試經(jīng)歷了10年以上甚至更長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練，與僅熟悉100 m跑起跑信號(hào)的普通人群體相比，群體間差異較大。未來(lái)的研究應(yīng)采用更大的樣本量，這將有助于深入探究?jī)深?lèi)群體之間差異細(xì)微的神經(jīng)機(jī)制。

5 結(jié)論與展望

（1）本文基于認(rèn)知加工自動(dòng)化和技能習(xí)得自動(dòng)化的基礎(chǔ)理論，證實(shí)了在專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域認(rèn)知加工自動(dòng)化方面，精英運(yùn)動(dòng)員與普通人的中樞神經(jīng)活動(dòng)特征差異表現(xiàn)為精英運(yùn)動(dòng)員不需要或只占用較少認(rèn)知資源，所需的注意和意識(shí)資源逐漸減少。這支持了認(rèn)知加工自動(dòng)化的神經(jīng)效率假說(shuō)。

（2）精英運(yùn)動(dòng)員根據(jù)專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)，高效靈活調(diào)配認(rèn)知資源，證實(shí)了“條件化”自動(dòng)化加工理論提出的“認(rèn)知系統(tǒng)會(huì)根據(jù)注意或任務(wù)的不同進(jìn)行調(diào)整，以保證自動(dòng)化加工的順利產(chǎn)生和運(yùn)行”；同時(shí)，還支持“采用受控加工與意識(shí)加工的漸進(jìn)觀點(diǎn)”來(lái)解釋動(dòng)作技能自動(dòng)化現(xiàn)象。

（3）在100 m跑的警覺(jué)注意“預(yù)備”階段，精英運(yùn)動(dòng)員聽(tīng)覺(jué)認(rèn)知加工自動(dòng)化呈現(xiàn)半球?qū)偬赜袉?dòng)特征：精英運(yùn)動(dòng)員左半球有意識(shí)的言語(yǔ)控制活動(dòng)受到抑制，右半球涉及動(dòng)作技能表現(xiàn)的活動(dòng)顯著增強(qiáng)。

以往研究中的運(yùn)動(dòng)偏側(cè)性問(wèn)題多集中于存在較多單側(cè)性動(dòng)作技能的非對(duì)稱(chēng)性項(xiàng)目（如乒乓球、棒球、擊劍、柔道、摔跤、拳擊等）[77?78]，然而本文發(fā)現(xiàn)，在100 m跑的對(duì)稱(chēng)性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的“預(yù)備”階段，同樣呈現(xiàn)大腦皮層活動(dòng)的偏側(cè)性（非均衡性）特征。未來(lái)的研究應(yīng)進(jìn)一步探討認(rèn)知加工自動(dòng)化過(guò)程中偏側(cè)性的影響因素，以及偏側(cè)性和最佳競(jìng)技表現(xiàn)的關(guān)系。

作者貢獻(xiàn)聲明：

朱 瑜：提出論文主題，設(shè)計(jì)論文框架，撰寫(xiě)論文；

朱琪琪：修改圖表；

許 翀：梳理文獻(xiàn)，采集數(shù)據(jù)；

劉 湘：聯(lián)系被試，協(xié)助采集數(shù)據(jù)；

袁宏、郭立亞：指導(dǎo)修改論文；

王 進(jìn)：修改論文。