终身成长 杂记 球来就打?!顶尖球员的大脑决策!

球来就打?!顶尖球员的大脑决策!

优秀运动员最让我们惊艳的能力之一,是动作预判,也就是可以提早做反应的能力。研究显示,知觉经验比起动作经验,对预判有比较大的帮助。

优秀运动员最让我们惊艳的能力之一,是动作预判,也就是可以提早做反应的能力。政治大学心智、大脑与学习研究中心博士后研究员陈尹华利用棒球运动来检验「知觉经验」与「动作经验」两派假说,也带我们看到专家和非专家在脑部资源的使用上有什么不同。

知觉经验还是动作经验?

动作预判的能力,在运动科学上主要有两种解释。知觉经验假说认为:因为运动员常看、常去对应,所以知道要看哪里,因此可以帮助预判。动作经验假说则认为,因为运动员本身有做同样动作的经验,所以知道接下来会如何发展,便可以帮助做预判。

陈尹华选用台湾最强的棒球运动来研究这个问题,而且打击者和投手正好各自符合知觉和动作经验假说的角色:请打击者看一个投手的动作,如果判断很准确的话,就表示知觉经验很有帮助。相对来说,请投手来看时,如果判断投球结果更正确,表示动作经验更重要。

▲球来就打?!顶尖球员的大脑决策!

陈尹华的受试者共有四组,分别为专家组和一般组的投手和打击者,给他们看投手向着自己投球的视频,请他们判断投球结果是好球还是坏球。由于目的在于测试预判能力,因此这些视频都是在投手投球完成前就中止。而为了知道可以多早做判断,又有12种不同长度的视频,受试者则要回答自己是挥棒、不挥棒,或不知道;也要回答该球是好球、坏球,或不知道。

实验结果发现,视频最短时,专家组打击者的正确率比一般组(不论是投手或打击者)高,达到统计上的显著差异;专家组的投手虽然看起来有类似的趋势,但在统计上不显著。另外,专家打击者回答不确定的比例又比一般打击者低,反映了优秀运动员比较不会处在不知道或无法决定的状态;专家投手再次显示不确定率低于一般打击者的趋势,但差异仍未达到统计上的显著。上述结果支持知觉经验比起动作经验,对预判有比较大的帮助。

知觉专家的神经特征

至于知觉经验的专家在进行动作预判时,脑中发生了什么事?神经特征是什么?陈尹华在这阶段的实验利用磁共振造影(MRI)来进行,观察运动员脑的功能(脑区活动、脑区连接)和结构(脑某些区域的灰质容积大小)。

这次的受试者是专家打击者和一般打击者,让他们在MRI机器中观看投手从准备动作开始直到球离手100毫秒内的投球视频,记录脑部活动的高低。

结果发现,两组人使用的脑区大致上相似,但一般打击者比专家打击者动用了更多脑资源来做判断,特别是顶内沟和颞中回这两个脑区,前者和知觉物体在空间中的位置很有关联;后者则与生物动作(移动时关节的相对位置)有关。也许一般选手做预判时,需要花更多脑部资源来看投手投球时球的轨迹以及投手身体各关节互动的关系。

▲打击者如何判断是否要挥棒?

这部份实验也比较了累积知觉经验和脑区活动强度的关联,发现选手累积经验越多,脑区活动越低,显示脑区活动非常有效率。观察顶内沟到小脑的连接,发现一般选手神经连接强度也大于专家,表示他们需要更多资源来连接,相对来说专家的脑部活动也是更有效率的。至于专家的顶内沟为何可以这么有效率?陈尹华发现,专家的灰质容积确实比一般选手多,表示他们有更多神经元,因此活动可以不用这么强。

由陈尹华的研究我们了解到:进行动作预判时,专家选手较倚赖「知觉经验」,而且他们有较高的神经效率,所需的相应脑区活动比一般选手低、脑区连接较弱;而他们的神经效率,又与顶内沟灰质容积较大有关。

资料来源于科技大观园

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作者: 浪人

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