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摘要:为探讨长期心理疲劳下射击运动员的反应效果监控能力是否下降,使用事件相关电位技术分析错误相关负波(ERN)幅值的变化。采用Flanker任务,以大学生运动员为研究对象进行预实验,发现该认知任务在诱发ERN方面是有效的。以长期心理疲劳为自变量、行为数据和ERN幅值为因变量探讨射击运动员长期心理疲劳与反应效果监控的关系,发现长期心理疲劳状况下,出现错误后反应延时、正确率降低、ERN幅值变小,但有、无长期心理疲劳组差异不显著,ERN最大波幅点是FCz;因此,长期心理疲劳状况下,射击运动员错误后调整行为受阻,反应效果监控能力有所下降,监控时,大脑额叶中部活动最强。
关键词: 长期心理疲劳;射击运动员;反应效果监控;Flanker任务;错误相关负波
中图分类号: G 804.8文章编号:1009783X(2014)05047605文献标志码: 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:北京市重点实验室运动机能评定与技术分析实验室开放课题资助项目(PXM2012_014206_000015)和国家体育总局科研综合攻关研究课题(2013A012)资助。
作者简介:李四化(1980—),男,湖北潜江人,博士,实验师,研究方向为体育心理实验教学及心理调节;张力为(1956—),男,四川人,博士,教授,研究方向为心理疲劳及自我观念;刘淑慧(1937—),女,辽宁人,学士,教授,研究方向为射击比赛心理。
作者单位:1首都体育学院心理学与教育学教研室,北京 100191;2北京体育大学运动人体科学学院,北京 100084
1Capital University of Physical Education and Sports,Beijing 100191,China;2Beijing Sport University,Beijing 100084,China.
在体育运动领域,心理疲劳是运动员在应对内源性和外源性压力时,心理资源及生理资源被不断消耗而没有得到及时补充时所出现的心理机能不能维持原有心理活动水平即心理机能下降的现象,具体表现在情绪维度、认知维度、动力维度、行为维度和生理维度的改变上[1]。心理疲劳的出现,对运动员提高训练质量和成功比赛产生了不利影响[2];然而,运动员有成功的欲望和夺冠的抱负,他们渴求经过努力后取得收获,因此,竭尽全力地控制自我、超越自我。为了实现这样的目标,他们必须持续监控自己的行为以确保达到要求。错误也许会不期而遇,如判断失误、裁判误判等。一旦错误出现,运动员应该及时、准确地监测和调整以适应新的情况,并保证后续的发挥。这种监测和调整就是效果监控(performance monitoring),其主要内容是发现和纠正错误,即对错误的检测和错误后的更正与调整,它在认知控制和行为监控中起着关键作用[3]。心理疲劳与效果监控有4个相通之处,这些相通之处为本文提供了研究思路。首先,心理疲劳具有适应性的心理机能重建功能[2],效果监控在适应性行为发展中同样价值巨大[4],两者均具有适应性意义;其次,心理疲劳受内源性和外源性因素的影响[1],而效果监控也可以反映自身反应错误和外界反馈错误;再次,心理疲劳的基本性质更强调中枢疲劳[2],效果监控也涉及到认知控制[3],因此,可以依据认知神经科学解释两者的关系;最后,电生理学(如ERP)指标是测量心理疲劳的有效指标[2],效果监控的相关研究也上升到认知神经科学层面。在心理疲劳状况下,运动员行为的正确率是否下降、错误后调整是否有效,即效果监控能力是否改变需要进行验证。 心理疲劳分为短期疲劳和长期疲劳[2]。长期心理疲劳是指在长期、高压条件下进行单调的、大强度的训练和比赛所造成的力竭感、疲惫感和倦怠感。由于长期心理疲劳对于运动员的消极影响十分明显,导致运动员动机下降、厌恶训练等,有的甚至是运动员退出训练的主要原因[2];因此,其成为运动心理学中心理疲劳研究的重心,本文将探讨长期心理疲劳这一成分。通过ERP技术研究效果监控,有2个成分较为重要:一是反馈相关负波(feedback related negativity,FRN),反映外在反馈的错误;二是错误相关负波(ERN),反映自身反应的错误。出于4个方面的原因,探讨ERN成分,第一,内源性的自控感是运动性心理疲劳的最主要因素[5];因此,为预防和恢复心理疲劳,运动员更需要自身提高和“内适应”,而ERN是自身情况的反映。第二,心理疲劳下心理机能下降、出错的概率增加,而反应效果监控研究的恰恰正是自身反应的错误,错误成了研究两者的纽带。第三,心理疲劳下行为和认知发生改变,而ERN在功能意义上不仅可以觉察错误,还能够评价错误[6]。第四,心理疲劳的主要特征为情绪性反应[7],而ERN可能是对错误动作的情绪反应[8],探讨情绪与ERN的关系是一个基础性方向。
在被试选择方面,由于射击项目属于闭锁性个人静力项目,具有技术强、精度高、耗时长等特点,比赛过程中运动员要做到“人枪一体、身心一致”,才能确保持续发挥正常水平、打出高环数[9],这对运动员的心理(如认知控制和行为监控能力)要求很高;另外,运动员需要长期单调重复地完成技术动作,容易导致长期心理疲劳,故将被试选为射击运动员。射击训练和比赛中,心理疲劳下的运动员是否更容易出现远弹(没有命中10环),以及远弹出现后,他們能否觉察到远弹及其原因,并采取有效的调控手段以避免连续远弹。一部分运动员可能“知错就改”,如一次远弹后,他们能够监控和调整自己、做实动作打好当前一发;而另外一部分运动员可能“错上加错”,如连续脱靶。他们的大脑活动究竟有何不同,可用ERN进行探讨,即从认知神经科学角度分析运动员如何对待错误。
综上,主要目的是探讨长期心理疲劳下射击运动员的反应效果监控能力是否受到影响。
1研究方法
1.1研究假设
长期心理疲劳状况下,射击运动员的反应效果监控能力下降。具体观测指标有:行为数据方面,无长期心理疲劳组均好于(正确率高、反应时快)长期心理疲劳组;ERN幅值方面,无长期心理疲劳组高于长期心理疲劳组。
1.2被试
对30名(男16人、女14人,国际健将4人、国家健将12人、一级12人、二级2人)某省市射击运动员进行《运动员心理疲劳问卷》调查,对运动员长期心理疲劳的研究多依据该问卷作为三维运动心理疲劳的测量工具[10];本次测量的成就感降低分量表内部一致性系数为0.520,情绪/体力耗竭分量表内部一致性系数为0.805,对运动的负评价分量表内部一致性系数为0.451。
按照技能类项目运动员心理疲劳划分标准(Z加权总分的得分范围为-1.760~2.900,总分小于-0.550为无心理疲劳,-0.550~0.500为轻度心理疲劳,大于等于0.500为严重心理疲劳)[11],再根据运动级别(排出2名二级运动员)、错误数(排出错误数极少的,选择较可靠的ERN波形)筛选,最后确定长期心理疲劳组10人(轻度和严重心理疲劳运动员,Z加权总分0.420~1.050,0.698±0.200,男4名、女6名,国际健将1名、国家健将4名、一级5名,平均年龄22.300±3.889,16~29岁)和无长期心理疲劳组10人(Z加权总分在-1.100~-0.550之间,-0.834±0.183,男6名、女4名,国际健将1名、国家健将5名、一级4名,平均年龄23.300±3.623,20~31岁)。
1.3实验任务
对Yeung等[12]编制的Flanker任务进行修改。采用stim 2软件编辑任务,包括一致情况2种<<<<<或>>>>>和不一致情况2种<<><<或>><>>,出现概率相同,各占25%。被试的位置固定,与屏幕距离约90 cm。先后呈现注视点(500 ms),反应刺激(66.67 ms、视角是垂直0.3°×水平0.7°),反应窗口(1 100~1 300 ms随机)(如图1所示)。
图 1实验刺激呈现流程
实验刺激呈现屏幕14.1英寸,分辨率是1 024×768,刷新率60 Hz。实验任务由1个15 min的block组成,包含504个trials,随机出现。被试对中间箭头方向做出又快又好的反应,把左、右手姆指分别放在鼠标左、右键上,箭头向左时、用左手拇指轻按鼠标左键,箭头向右时、用右手拇指轻按鼠标右键。
1.4数据分析
采用Neuroscan 32导入事件相关电位工作站记录数据,使用scan 4.3软件采集Fz、FCz、Cz的脑电数据。实验数据记录和分析的标准根据实验要求进行修改,包括scan 4.3软件采集的参考电极位置(左侧乳突处)、双极电极位置(分别位于左眼下方、左眼眉骨上方及两眼外侧)、采样频率(1 000 Hz)、接触电阻(小于5 kΩ),以及curry 7软件离线分析的带通滤波频率(0.05~30 Hz)、伪迹排除标准(-50 μV~+50 μV)、分析时程(反应前100 ms到反应后400 ms,以反应前100 ms为基线进行基线矫正)等。使用SPSS 18.0软件对实验数据进行方差分析;实验结果如果不符合球形假设,则用GreenhouseGeisser矫正P值。
2实验结果
2.1预实验结果
为验证Flanker任务的有效性,即诱发一定量的错误数,叠加出ERN波形,在某体育学院体育训练学院的大学生运动员中进行预实验研究。
首先,10名某体育学院体育教育训练学院大学生志愿者参加实验,男、女生各5名,平均年龄20.500岁(20~22岁,SD=0.707岁),国家二级及以上级别运动员。4个15 min Flanker任务,错误数的平均值与标准差见表1。
关于错误数,界定为实际反应的错误,即在stim 2软件response为1时、correct为0的个数加上response为2时、correct为0的个数,不包括漏报的和超过700 ms过慢(response为0,Latency为反应窗口的随机数)、低于100 ms反应过快(response为-1,Latency为反应窗口的随机数)的错误数。
关键词: 长期心理疲劳;射击运动员;反应效果监控;Flanker任务;错误相关负波
中图分类号: G 804.8文章编号:1009783X(2014)05047605文献标志码: 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:北京市重点实验室运动机能评定与技术分析实验室开放课题资助项目(PXM2012_014206_000015)和国家体育总局科研综合攻关研究课题(2013A012)资助。
作者简介:李四化(1980—),男,湖北潜江人,博士,实验师,研究方向为体育心理实验教学及心理调节;张力为(1956—),男,四川人,博士,教授,研究方向为心理疲劳及自我观念;刘淑慧(1937—),女,辽宁人,学士,教授,研究方向为射击比赛心理。
作者单位:1首都体育学院心理学与教育学教研室,北京 100191;2北京体育大学运动人体科学学院,北京 100084
1Capital University of Physical Education and Sports,Beijing 100191,China;2Beijing Sport University,Beijing 100084,China.
在体育运动领域,心理疲劳是运动员在应对内源性和外源性压力时,心理资源及生理资源被不断消耗而没有得到及时补充时所出现的心理机能不能维持原有心理活动水平即心理机能下降的现象,具体表现在情绪维度、认知维度、动力维度、行为维度和生理维度的改变上[1]。心理疲劳的出现,对运动员提高训练质量和成功比赛产生了不利影响[2];然而,运动员有成功的欲望和夺冠的抱负,他们渴求经过努力后取得收获,因此,竭尽全力地控制自我、超越自我。为了实现这样的目标,他们必须持续监控自己的行为以确保达到要求。错误也许会不期而遇,如判断失误、裁判误判等。一旦错误出现,运动员应该及时、准确地监测和调整以适应新的情况,并保证后续的发挥。这种监测和调整就是效果监控(performance monitoring),其主要内容是发现和纠正错误,即对错误的检测和错误后的更正与调整,它在认知控制和行为监控中起着关键作用[3]。心理疲劳与效果监控有4个相通之处,这些相通之处为本文提供了研究思路。首先,心理疲劳具有适应性的心理机能重建功能[2],效果监控在适应性行为发展中同样价值巨大[4],两者均具有适应性意义;其次,心理疲劳受内源性和外源性因素的影响[1],而效果监控也可以反映自身反应错误和外界反馈错误;再次,心理疲劳的基本性质更强调中枢疲劳[2],效果监控也涉及到认知控制[3],因此,可以依据认知神经科学解释两者的关系;最后,电生理学(如ERP)指标是测量心理疲劳的有效指标[2],效果监控的相关研究也上升到认知神经科学层面。在心理疲劳状况下,运动员行为的正确率是否下降、错误后调整是否有效,即效果监控能力是否改变需要进行验证。 心理疲劳分为短期疲劳和长期疲劳[2]。长期心理疲劳是指在长期、高压条件下进行单调的、大强度的训练和比赛所造成的力竭感、疲惫感和倦怠感。由于长期心理疲劳对于运动员的消极影响十分明显,导致运动员动机下降、厌恶训练等,有的甚至是运动员退出训练的主要原因[2];因此,其成为运动心理学中心理疲劳研究的重心,本文将探讨长期心理疲劳这一成分。通过ERP技术研究效果监控,有2个成分较为重要:一是反馈相关负波(feedback related negativity,FRN),反映外在反馈的错误;二是错误相关负波(ERN),反映自身反应的错误。出于4个方面的原因,探讨ERN成分,第一,内源性的自控感是运动性心理疲劳的最主要因素[5];因此,为预防和恢复心理疲劳,运动员更需要自身提高和“内适应”,而ERN是自身情况的反映。第二,心理疲劳下心理机能下降、出错的概率增加,而反应效果监控研究的恰恰正是自身反应的错误,错误成了研究两者的纽带。第三,心理疲劳下行为和认知发生改变,而ERN在功能意义上不仅可以觉察错误,还能够评价错误[6]。第四,心理疲劳的主要特征为情绪性反应[7],而ERN可能是对错误动作的情绪反应[8],探讨情绪与ERN的关系是一个基础性方向。
在被试选择方面,由于射击项目属于闭锁性个人静力项目,具有技术强、精度高、耗时长等特点,比赛过程中运动员要做到“人枪一体、身心一致”,才能确保持续发挥正常水平、打出高环数[9],这对运动员的心理(如认知控制和行为监控能力)要求很高;另外,运动员需要长期单调重复地完成技术动作,容易导致长期心理疲劳,故将被试选为射击运动员。射击训练和比赛中,心理疲劳下的运动员是否更容易出现远弹(没有命中10环),以及远弹出现后,他們能否觉察到远弹及其原因,并采取有效的调控手段以避免连续远弹。一部分运动员可能“知错就改”,如一次远弹后,他们能够监控和调整自己、做实动作打好当前一发;而另外一部分运动员可能“错上加错”,如连续脱靶。他们的大脑活动究竟有何不同,可用ERN进行探讨,即从认知神经科学角度分析运动员如何对待错误。
综上,主要目的是探讨长期心理疲劳下射击运动员的反应效果监控能力是否受到影响。
1研究方法
1.1研究假设
长期心理疲劳状况下,射击运动员的反应效果监控能力下降。具体观测指标有:行为数据方面,无长期心理疲劳组均好于(正确率高、反应时快)长期心理疲劳组;ERN幅值方面,无长期心理疲劳组高于长期心理疲劳组。
1.2被试
对30名(男16人、女14人,国际健将4人、国家健将12人、一级12人、二级2人)某省市射击运动员进行《运动员心理疲劳问卷》调查,对运动员长期心理疲劳的研究多依据该问卷作为三维运动心理疲劳的测量工具[10];本次测量的成就感降低分量表内部一致性系数为0.520,情绪/体力耗竭分量表内部一致性系数为0.805,对运动的负评价分量表内部一致性系数为0.451。
按照技能类项目运动员心理疲劳划分标准(Z加权总分的得分范围为-1.760~2.900,总分小于-0.550为无心理疲劳,-0.550~0.500为轻度心理疲劳,大于等于0.500为严重心理疲劳)[11],再根据运动级别(排出2名二级运动员)、错误数(排出错误数极少的,选择较可靠的ERN波形)筛选,最后确定长期心理疲劳组10人(轻度和严重心理疲劳运动员,Z加权总分0.420~1.050,0.698±0.200,男4名、女6名,国际健将1名、国家健将4名、一级5名,平均年龄22.300±3.889,16~29岁)和无长期心理疲劳组10人(Z加权总分在-1.100~-0.550之间,-0.834±0.183,男6名、女4名,国际健将1名、国家健将5名、一级4名,平均年龄23.300±3.623,20~31岁)。
1.3实验任务
对Yeung等[12]编制的Flanker任务进行修改。采用stim 2软件编辑任务,包括一致情况2种<<<<<或>>>>>和不一致情况2种<<><<或>><>>,出现概率相同,各占25%。被试的位置固定,与屏幕距离约90 cm。先后呈现注视点(500 ms),反应刺激(66.67 ms、视角是垂直0.3°×水平0.7°),反应窗口(1 100~1 300 ms随机)(如图1所示)。
图 1实验刺激呈现流程
实验刺激呈现屏幕14.1英寸,分辨率是1 024×768,刷新率60 Hz。实验任务由1个15 min的block组成,包含504个trials,随机出现。被试对中间箭头方向做出又快又好的反应,把左、右手姆指分别放在鼠标左、右键上,箭头向左时、用左手拇指轻按鼠标左键,箭头向右时、用右手拇指轻按鼠标右键。
1.4数据分析
采用Neuroscan 32导入事件相关电位工作站记录数据,使用scan 4.3软件采集Fz、FCz、Cz的脑电数据。实验数据记录和分析的标准根据实验要求进行修改,包括scan 4.3软件采集的参考电极位置(左侧乳突处)、双极电极位置(分别位于左眼下方、左眼眉骨上方及两眼外侧)、采样频率(1 000 Hz)、接触电阻(小于5 kΩ),以及curry 7软件离线分析的带通滤波频率(0.05~30 Hz)、伪迹排除标准(-50 μV~+50 μV)、分析时程(反应前100 ms到反应后400 ms,以反应前100 ms为基线进行基线矫正)等。使用SPSS 18.0软件对实验数据进行方差分析;实验结果如果不符合球形假设,则用GreenhouseGeisser矫正P值。
2实验结果
2.1预实验结果
为验证Flanker任务的有效性,即诱发一定量的错误数,叠加出ERN波形,在某体育学院体育训练学院的大学生运动员中进行预实验研究。
首先,10名某体育学院体育教育训练学院大学生志愿者参加实验,男、女生各5名,平均年龄20.500岁(20~22岁,SD=0.707岁),国家二级及以上级别运动员。4个15 min Flanker任务,错误数的平均值与标准差见表1。
关于错误数,界定为实际反应的错误,即在stim 2软件response为1时、correct为0的个数加上response为2时、correct为0的个数,不包括漏报的和超过700 ms过慢(response为0,Latency为反应窗口的随机数)、低于100 ms反应过快(response为-1,Latency为反应窗口的随机数)的错误数。