長期心理疲勞下射擊運動員反應效果監控的ERP特征

摘要：為探討長期心理疲勞下射擊運動員的反應效果監控能力是否下降，使用事件相關電位技術分析錯誤相關負波（ERN）幅值的變化。采用Flanker任務，以大學生運動員為研究對象進行預實驗，發現該認知任務在誘發ERN方面是有效的。以長期心理疲勞為自變量、行為數據和ERN幅值為因變量探討射擊運動員長期心理疲勞與反應效果監控的關系，發現長期心理疲勞狀況下，出現錯誤后反應延時、正確率降低、ERN幅值變小，但有、無長期心理疲勞組差異不顯著，ERN最大波幅點是FCz；因此，長期心理疲勞狀況下，射擊運動員錯誤后調整行為受阻，反應效果監控能力有所下降，監控時，大腦額葉中部活動最強。

關鍵詞： 長期心理疲勞；射擊運動員；反應效果監控；Flanker任務；錯誤相關負波

中圖分類號： G 804.8文章編號：1009783X（2014）05047605文獻標志碼： A

Abstract：In order to investigate whether shooters’ response monitoring ability decreases （In ERP studies，the amplitude of error related negativity decreases） under burnout circumstances，an ERP study was carried out to explore causeeffect relationships of burnout and response monitoring.Burnout was regarded as an independent variable.Operational performances （correct rate，reaction time） and ERN （The modified Flanker task on basis of achievement from Yeung et al.is used to evoke ERN.The Flanker task is proved to be valid by the way of undergraduate athletes’ pretest） were regarded as dependent variables.From the result of operational performances，the phenomenon of posterror slowing occurred in burnout group.No burnout group’s correct rate is better than that of burnout group，but the difference is not significant.From the result of ERN，no burnout group’s amplitude is bigger than that of burnout group，but the difference is not significant.The most obvious electrode is FCz in ERN.ERN can observe professional athletes’ burnout，no burnout group’s monitoring capability is slightly better than burnout group’s.Longterm burnout affects posterror adjustment.The frontal central is the most active during response monitoring.

Keywords：longterm burnout；shooting athlete；response monitoring；Flanker task；error related negativity

收稿日期：20140113

基金項目：北京市重點實驗室運動機能評定與技術分析實驗室開放課題資助項目（PXM2012_014206_000015）和國家體育總局科研綜合攻關研究課題（2013A012）資助。

作者簡介：李四化（1980—），男，湖北潛江人，博士，實驗師，研究方向為體育心理實驗教學及心理調節；張力為（1956—），男，四川人，博士，教授，研究方向為心理疲勞及自我觀念；劉淑慧（1937—），女，遼寧人，學士，教授，研究方向為射擊比賽心理。

作者單位：1首都體育學院心理學與教育學教研室，北京 100191；2北京體育大學運動人體科學學院，北京 100084

1Capital University of Physical Education and Sports，Beijing 100191，China；2Beijing Sport University，Beijing 100084，China.

在體育運動領域，心理疲勞是運動員在應對內源性和外源性壓力時，心理資源及生理資源被不斷消耗而沒有得到及時補充時所出現的心理機能不能維持原有心理活動水平即心理機能下降的現象，具體表現在情緒維度、認知維度、動力維度、行為維度和生理維度的改變上[1]。心理疲勞的出現，對運動員提高訓練質量和成功比賽產生了不利影響[2]；然而，運動員有成功的欲望和奪冠的抱負，他們渴求經過努力后取得收獲，因此，竭盡全力地控制自我、超越自我。為了實現這樣的目標，他們必須持續監控自己的行為以確保達到要求。錯誤也許會不期而遇，如判斷失誤、裁判誤判等。一旦錯誤出現，運動員應該及時、準確地監測和調整以適應新的情況，并保證后續的發揮。這種監測和調整就是效果監控（performance monitoring），其主要內容是發現和糾正錯誤，即對錯誤的檢測和錯誤后的更正與調整，它在認知控制和行為監控中起著關鍵作用[3]。心理疲勞與效果監控有4個相通之處，這些相通之處為本文提供了研究思路。首先，心理疲勞具有適應性的心理機能重建功能[2]，效果監控在適應性行為發展中同樣價值巨大[4]，兩者均具有適應性意義；其次，心理疲勞受內源性和外源性因素的影響[1]，而效果監控也可以反映自身反應錯誤和外界反饋錯誤；再次，心理疲勞的基本性質更強調中樞疲勞[2]，效果監控也涉及到認知控制[3]，因此，可以依據認知神經科學解釋兩者的關系；最后，電生理學（如ERP）指標是測量心理疲勞的有效指標[2]，效果監控的相關研究也上升到認知神經科學層面。在心理疲勞狀況下，運動員行為的正確率是否下降、錯誤后調整是否有效，即效果監控能力是否改變需要進行驗證。

心理疲勞分為短期疲勞和長期疲勞[2]。長期心理疲勞是指在長期、高壓條件下進行單調的、大強度的訓練和比賽所造成的力竭感、疲憊感和倦怠感。由于長期心理疲勞對于運動員的消極影響十分明顯，導致運動員動機下降、厭惡訓練等，有的甚至是運動員退出訓練的主要原因[2]；因此，其成為運動心理學中心理疲勞研究的重心，本文將探討長期心理疲勞這一成分。通過ERP技術研究效果監控，有2個成分較為重要：一是反饋相關負波（feedback related negativity，FRN），反映外在反饋的錯誤；二是錯誤相關負波（ERN），反映自身反應的錯誤。出于4個方面的原因，探討ERN成分，第一，內源性的自控感是運動性心理疲勞的最主要因素[5]；因此，為預防和恢復心理疲勞，運動員更需要自身提高和“內適應”，而ERN是自身情況的反映。第二，心理疲勞下心理機能下降、出錯的概率增加，而反應效果監控研究的恰恰正是自身反應的錯誤，錯誤成了研究兩者的紐帶。第三，心理疲勞下行為和認知發生改變，而ERN在功能意義上不僅可以覺察錯誤，還能夠評價錯誤[6]。第四，心理疲勞的主要特征為情緒性反應[7]，而ERN可能是對錯誤動作的情緒反應[8]，探討情緒與ERN的關系是一個基礎性方向。

在被試選擇方面，由于射擊項目屬于閉鎖性個人靜力項目，具有技術強、精度高、耗時長等特點，比賽過程中運動員要做到“人槍一體、身心一致”，才能確保持續發揮正常水平、打出高環數[9]，這對運動員的心理（如認知控制和行為監控能力）要求很高；另外，運動員需要長期單調重復地完成技術動作，容易導致長期心理疲勞，故將被試選為射擊運動員。射擊訓練和比賽中，心理疲勞下的運動員是否更容易出現遠彈（沒有命中10環），以及遠彈出現后，他們能否覺察到遠彈及其原因，并采取有效的調控手段以避免連續遠彈。一部分運動員可能“知錯就改”，如一次遠彈后，他們能夠監控和調整自己、做實動作打好當前一發；而另外一部分運動員可能“錯上加錯”，如連續脫靶。他們的大腦活動究竟有何不同，可用ERN進行探討，即從認知神經科學角度分析運動員如何對待錯誤。

綜上，主要目的是探討長期心理疲勞下射擊運動員的反應效果監控能力是否受到影響。

1研究方法

1.1研究假設

長期心理疲勞狀況下，射擊運動員的反應效果監控能力下降。具體觀測指標有：行為數據方面，無長期心理疲勞組均好于（正確率高、反應時快）長期心理疲勞組；ERN幅值方面，無長期心理疲勞組高于長期心理疲勞組。

1.2被試

對30名（男16人、女14人，國際健將4人、國家健將12人、一級12人、二級2人）某省市射擊運動員進行《運動員心理疲勞問卷》調查，對運動員長期心理疲勞的研究多依據該問卷作為三維運動心理疲勞的測量工具[10]；本次測量的成就感降低分量表內部一致性系數為0.520，情緒/體力耗竭分量表內部一致性系數為0.805，對運動的負評價分量表內部一致性系數為0.451。

按照技能類項目運動員心理疲勞劃分標準（Z加權總分的得分范圍為-1.760～2.900，總分小于-0.550為無心理疲勞，-0.550～0.500為輕度心理疲勞，大于等于0.500為嚴重心理疲勞）[11]，再根據運動級別（排出2名二級運動員）、錯誤數（排出錯誤數極少的，選擇較可靠的ERN波形）篩選，最后確定長期心理疲勞組10人（輕度和嚴重心理疲勞運動員，Z加權總分0.420～1.050，0.698±0.200，男4名、女6名，國際健將1名、國家健將4名、一級5名，平均年齡22.300±3.889，16～29歲）和無長期心理疲勞組10人（Z加權總分在-1.100～-0.550之間，-0.834±0.183，男6名、女4名，國際健將1名、國家健將5名、一級4名，平均年齡23.300±3.623，20～31歲）。

1.3實驗任務

對Yeung等[12]編制的Flanker任務進行修改。采用stim 2軟件編輯任務，包括一致情況2種<<<<<或>>>>>和不一致情況2種<<><<或>><>>，出現概率相同，各占25%。被試的位置固定，與屏幕距離約90 cm。先后呈現注視點（500 ms），反應刺激（66.67 ms、視角是垂直0.3°×水平0.7°），反應窗口（1 100～1 300 ms隨機）（如圖1所示）。

圖 1實驗刺激呈現流程

實驗刺激呈現屏幕14.1英寸，分辨率是1 024×768，刷新率60 Hz。實驗任務由1個15 min的block組成，包含504個trials，隨機出現。被試對中間箭頭方向做出又快又好的反應，把左、右手姆指分別放在鼠標左、右鍵上，箭頭向左時、用左手拇指輕按鼠標左鍵，箭頭向右時、用右手拇指輕按鼠標右鍵。

1.4數據分析

采用Neuroscan 32導入事件相關電位工作站記錄數據，使用scan 4.3軟件采集Fz、FCz、Cz的腦電數據。實驗數據記錄和分析的標準根據實驗要求進行修改，包括scan 4.3軟件采集的參考電極位置（左側乳突處）、雙極電極位置（分別位于左眼下方、左眼眉骨上方及兩眼外側）、采樣頻率（1 000 Hz）、接觸電阻（小于5 kΩ），以及curry 7軟件離線分析的帶通濾波頻率（0.05～30 Hz）、偽跡排除標準（-50 μV～+50 μV）、分析時程（反應前100 ms到反應后400 ms，以反應前100 ms為基線進行基線矯正）等。使用SPSS 18.0軟件對實驗數據進行方差分析；實驗結果如果不符合球形假設，則用GreenhouseGeisser矯正P值。

2實驗結果

2.1預實驗結果

為驗證Flanker任務的有效性，即誘發一定量的錯誤數，疊加出ERN波形，在某體育學院體育訓練學院的大學生運動員中進行預實驗研究。

首先，10名某體育學院體育教育訓練學院大學生志愿者參加實驗，男、女生各5名，平均年齡20.500歲（20～22歲，SD=0.707歲），國家二級及以上級別運動員。4個15 min Flanker任務，錯誤數的平均值與標準差見表1。

關于錯誤數，界定為實際反應的錯誤，即在stim 2軟件response為1時、correct為0的個數加上response為2時、correct為0的個數，不包括漏報的和超過700 ms過慢（response為0，Latency為反應窗口的隨機數）、低于100 ms反應過快（response為-1，Latency為反應窗口的隨機數）的錯誤數。