韧性与时序技能学习:一项关于行为及前额叶激活模式的fNIRS探索性研究

《Physiology & Behavior》:Resilience and Motor Skill Learning: An Exploratory fNIRS Study of Behavioral and Prefrontal Activation Patterns

【字体: 时间:2026年05月07日 来源:Physiology & Behavior 2.5

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  李承翊 | 金泰瑞 大韩国庆大学体育系,大邱,韩国 摘要 心理韧性是个体差异因素,可能与在具有挑战性的条件下的运动表现有关;然而,其在运动学习过程中的神经相关性尚未得到充分研究。本探索性研究探讨了在运动技能学习过程中,行为表现和前额叶皮层激活模式是否因个体的韧性特征而有所不同

  
李承翊 | 金泰瑞
大韩国庆大学体育系,大邱,韩国

摘要

心理韧性是个体差异因素,可能与在具有挑战性的条件下的运动表现有关;然而,其在运动学习过程中的神经相关性尚未得到充分研究。本探索性研究探讨了在运动技能学习过程中,行为表现和前额叶皮层激活模式是否因个体的韧性特征而有所不同。根据韩国韧性量表-53(Korean Resilience Quotient-53)的得分,45名健康的成年人被分为高韧性组、中等韧性组和低韧性组。参与者完成了高尔夫推球任务的各个阶段(获取、保持和迁移)。使用功能性近红外光谱(fNIRS)技术记录了前额叶的血流动力学变化。行为结果包括绝对误差(AE)和变量误差(VE)。血流动力学反应通过前额叶皮层中氧合血红蛋白(HbO?)的变化来表示。在获取阶段,高韧性组在最难的距离(5米)上的绝对误差低于其他组。在神经层面,特定前额叶通道之间存在显著组间差异,高韧性组在眶额叶、背外侧和腹外侧前额叶区域的HbO?水平较低。在保持阶段,高韧性组的一个前额极区通道显示出较高的HbO?水平。在迁移阶段,中等韧性组的表现最为稳定,尽管各组之间的HbO?水平没有显著差异。总体而言,研究结果表明韧性可能与运动表现和前额叶的局部激活模式有关。然而,鉴于研究的局限性(包括效应的具体通道性质),这些发现应被视为初步结果。

引言

在日益复杂和充满挑战的世界中,心理韧性——即灵活适应逆境、压力和失败的能力——是最佳人类功能的关键方面。传统上,韧性被定义为从挫折或压力中“恢复”的能力[1,2],它不仅提供情感稳定性,还涉及认知灵活性、自我调节和在压力下的目标维持[3]。这些品质在需要掌握新运动技能的情境中尤为重要,例如体育、康复和基于技能的训练中,个体必须通过不可避免的错误、反馈和迭代修正来达到精通。
从理论角度来看,韧性被概念化为一种支持压力下适应性调节的因素,包括执行控制和情绪调节[3]。先前的研究表明,这些过程对运动学习至关重要,尤其是在需要持续注意力、错误改正和策略调整的任务中[4]。
关于韧性的研究在体育科学中变得越来越重要,这反映了运动员所经历的独特压力组合,如表现压力和慢性压力,以及受伤、心理健康问题和重大或小的失败[[5], [6], [7], [8]]。实证研究显示,高韧性的运动员采用更多的适应性应对策略,并从乐观主义、动机、信心、注意力集中和强大的社会支持等保护因素中受益[9,10]。这些特征有助于有效的压力管理和心理恢复,使他们能够在高要求的训练和竞赛环境中持续参与[11]。韧性较高的人更有可能将失败视为学习机会,在练习中保持坚持,并在新情境中更有效地保留或转移技能[12,13]。相比之下,韧性较低的人可能将挫折视为个人不足的证据,从而削弱动机并阻碍适应性学习行为[14,15]。
因此,韧性と运动学习结果之间的相互关系不仅对理论发展具有重要意义,也对实践中的教练和训练策略具有指导作用。然而,目前大多数体育和运动心理学研究依赖于自我报告的测量或定性方法,限制了我们对韧性如何塑造学习和表现的潜在神经机制的理解。最近的进展,如使用事件相关电位(ERP;[16]),揭示了基于韧性的神经认知反应的差异,为这一领域的神经生理学研究提供了有希望的方向。
鉴于运动学习对前额叶执行系统(包括工作记忆、注意力控制、错误处理和策略规划)有很高的要求,韧性可能与技能获取过程中的前额叶激活模式有关[17,18]。与此观点一致,前额叶激活与需要同时进行认知调节的任务中的运动表现和学习有关[19]。
功能性近红外光谱(fNIRS)是一种非侵入性、便携式的成像方法,非常适合在自然和生态有效的条件下捕捉皮层血流动力学变化。重要的是,前额叶皮层中氧合血红蛋白(HbO?)的变化对认知努力、注意力参与和运动任务中的错误监测非常敏感[20,21]。与功能性磁共振成像(fMRI)或脑电图(EEG)相比,fNIRS具有更高的运动耐受性和现场适用性,使其在实际的运动学习和表现研究中具有显著优势[[22], [23], [24], [25]]。
尽管具有这种潜力,但很少有研究利用fNIRS来深入探讨韧性、大脑激活和行为测量之间的关系。为了填补这一空白,本研究采用了一种创新的方法,整合了心理(韧性)、行为(运动学习)和神经生理(皮层血流动力学)的角度,系统地研究韧性如何塑造运动学习结果。具体而言,我们超越了自我报告或定性的韧性评估,使用fNIRS进行了客观、定量的前额叶活动测量,并在生态有效的高尔夫推球任务中进行评估。选择高尔夫推球作为实验任务进一步支持了研究的理论基础,因为它涉及精细的运动协调、注意力控制和连续的错误修正——这些因素理论上与韧性及前额叶执行的执行功能相互作用。
本研究的理论基础是假设心理韧性调节了认知要求高的运动学习任务中前额叶执行资源的招募。因此,本研究的主要问题是,个体在韧性特征上的差异是否与运动技能学习不同阶段的 behavioral 表现和前额叶皮层激活模式有关(即获取、保持和迁移)。基于先前将韧性与压力下的执行控制和适应性调节联系起来的理论和实证工作,我们提出了以下假设。首先,假设韧性较高的人将表现出更适应性的运动学习表现,表现为准确性和一致性的提高,尤其是在任务要求增加的情况下。其次,在神经层面,假设韧性与前额叶皮层参与的效率有关,特别是在涉及执行控制和表现调节的区域。第三,鉴于运动学习的动态性质,进一步假设韧性相关的差异会随着学习阶段的不同而变化,反映出认知资源随时间的招募方式不同。
鉴于关于运动学习过程中韧性神经生理学相关性的现有证据有限,本研究采用探索性方法来描述韧性相关差异在行为和神经领域的表现,而不假设高度局部化或均匀的激活模式。通过整合神经生理构造和行为测量,本研究旨在深入理解韧性支持运动学习的机制。

章节片段

参与者

通过在线Google调查招募了80名健康的成年人,并让他们完成了韩国韧性量表-53(KRQ-53)。为了本研究的目的,根据KRQ-53的得分,采用极端组方法将参与者分组,以最大化组间差异。这种方法在心理和运动行为研究中常用,通过从连续变量的不同范围内选择参与者来提高检测组间差异的敏感性[26]。

组间比较

为了检测组间的人口统计变量和韧性得分的差异,进行了单因素方差分析(ONE-WAY ANOVA)和卡方检验。年龄(F(2, 42)=0.355, p=0.703)和性别分布在三组之间没有显著差异(χ2(2)=5.514, p=0.063)(表1)。相比之下,单因素方差分析显示,根据KRQ-53测量的韧性得分在组间存在显著差异(F(2, 42)=85.509, p<0.001, η2=0.803),表明组分类对韧性有显著影响。

讨论

本研究探讨了个体在韧性上的差异如何影响运动技能学习,重点关注使用fNIRS测量的高尔夫推球表现和前额叶血流动力学反应。参与者被分为三组——HRG、MRG和LRG,并在获取、保持和迁移阶段完成了任务。基于将韧性与压力下的执行控制和适应性调节联系起来的先前理论和实证工作,本研究考察了……

数据可用性

支持本研究结果的数据可向通讯作者索取。

未引用的参考文献

[71]

CRediT作者贡献声明

李承翊:撰写——原始草案、软件、资源、方法论、调查、正式分析、数据管理、概念化。金泰瑞:撰写——审阅与编辑、撰写——原始草案、可视化、验证、监督、软件、调查、资金获取、概念化。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。
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