心理旋转是人类认知空间的重要组成部分,同时也是运动表象训练的重要组成部分。心理旋转能力对运动员个体表象能力及认知空间能力的发展具有积极影响;运动员心理旋转能力的提高能够更精确地把握动作和更准确地了解动作细节,提高动作质量。在体育教学、训练过程中,运动员对于运动技能的学习及表象训练过程主要以自我身体的表象为主要内容,其心理旋转的参照体系为自我参照系。所以,运动员自我参照体系心理旋转能力的水平及特点有待于深入研究。本研究选取体育与非体育专业大学生各20人为研究被试,采用左右手判断任务探讨体育与非体育专业大学生在平面旋转、螺旋旋转旋转方式、旋转角度0°、60°、120°、180°、240°、300°的自我参照物手部图片下,心理旋转能力的表现特点和差异性,同时引入事件相关电位(ERP)技术,考察体育锻炼对人类心理旋转能力影响的大脑活动特点、分析不同手部图片下人类心理旋转的大脑活动特点。采用2(组别)×2(旋转方式)×2(左右手)×6(旋转角度)实验设计,对数据进行重复测量方差分析。研究结果主要为:(1)体育专业组反应时为914.47±147.97ms,非体育专业组反应时为1341.37±197.21ms,两组反应时差异显著p=0.000。体育专业组大学生能够更快地对手部图片做出左右手判断反应,出现专家优势效应,但此结果仅存在于行为上,在脑电结果方面P300平均波幅没有发现优势显著。(2)在手部图片心理旋转任务过程中出现角度效应,即随着旋转角度的不断增加,反应时增长,正确率下降,P300波幅变小。(3)受人体生理机制的影响,被试对右手图片的反应时短于左手图片,正确率高于左手图片,右手P300平均波幅均大于左手,出现优势手效应。(4)在不同旋转任务下出现了内旋效应,判断向身体内旋转角度的波幅、反应时、正确率比向外旋转材料的波幅、反应时、正确率幅度大、快、准。(5)手部图片心理旋转的主要激活脑区为中央区与额叶区,顶叶区上激活速度慢于中央区与额叶区。在右手旋转过程中,主要激活脑区为中央区与顶叶区,但当在左手旋转过程中,主要激活脑区为中央区与额叶区。