乒乓球运动员感知-运动系统的行为特征与脑功能网络的关系

The level of effective coordination between perception and motor system can determine the performance of table tennis athletes. Perceptual-motor system characterized itself as perceptive prediction, motor skills and the interaction between each other. However, few studies address the relationship between behavioral features of perceptual-motor system and brain function network among table tennis athletes. The current study is based on our previous result that perceptual-motor system determines motor skills. By combining virtual motor capture system, event-related potentials (ERP) and functional Magnetic Resonance Image (fMRI) using functional connectivity network analysis and standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA) analysis , our study focuses on the relationship between motor features and brain function network during service reception period. The objective of the current study is to examine a) the behavioral features of perceptual-motor system, b) the time course characteristics of perceptual-motor system related cognitive processing, c) features of perceptual-motor system related visual path and frontal-parietal lobe function network. The study aims to provide neuropsychological evidence for enhancing motor skills performance of table tennis athletes and enriching the basic tenet of cognitive psychology.

大脑中感知系统与运动系统的有效结合，是决定乒乓球运动员运动成绩的关键之一。感知-运动系统的特点主要表现为知觉预测、运动技能及两者相互作用，但与乒乓球运动特点相关的感知-运动系统的行为特征与脑功能网络关系的研究尚缺探讨。本项目基于前期研究中得到的“感知-运动系统决定运动技能水平”的研究结果，利用虚拟动作捕捉系统，事件相关电位和功能磁共振成像等技术，并结合脑定位溯源法和功能连接网络算法，分析乒乓球运动员接发球过程中的动力学特征和脑功能网络的关系。具体研究乒乓球运动员（1）感知-运动系统相关的行为特征；（2）感知-运动系统相关的认知加工过程的时间特征；（3）感知-运动系统相关的视觉通路和额顶功能网络的特征，并解析其与行为特点的相互关系，为乒乓球运动员的科学训练提供神经心理学依据，并丰富认知心理学的理论基础。

大脑感知系统与运动系统的有效结合，是决定乒乓球运动员运动成绩的关键之一，他们需要在极短的时间内根据多边的任务要求及环境状态，对快速的来球做出包括速度、方向等多方面的预测，并灵活地控制肢体完成精准的击球动作。在竞技运动领域，感知-运动系统的特点主要表现为知觉预测能力和运动竞技表现，但与乒乓球运动特点相关的感知-运动加工的神经机制尚缺探讨。.因此，本项目以前期研究成果为基础，从认知神经科学的视角，利用事件相关电位和磁共振成像技术，采用专家-新手范式，分析了乒乓球运动员接发球过程中的行为优势特征及脑机制，理解大脑感知-运动系统相关的认知加工过程，检验并丰富运动专家优势的理论假说；另外，通过探究感知-运动系统相关的大脑通路和功能网络特征，并解析其与行为特征的关系，来揭示专家优势的神经机制，为乒乓球运动员的科学训练提供理论和实证依据。.具体来说，本项目主要发现，相比于新手或非专项运动员，（1）高水平乒乓球运动员在线索利用方面具有明显的优势，该优势发生的时间重点集中在动作发生的早期，他们能够依据更少的视觉信息对对手的动作结果进行预测；（2）高水平乒乓球运动员在加工对手动作过程中，能够更加敏锐地识别出动作信息在空间特征上的匹配性以及高效整合动作信息和非动作信息；（3）我们还发现额区诱发的Theta振荡是反映乒乓球运动员信息整合的关键电生理指标；（4）高水平乒乓球运动员经过长期专项训练后，大脑感知运动系统上发生了功能的可塑性变化，从而建立起了对复杂动作良好的观察、执行和调整的加工模式。以上结果既是对大脑感知运动系统的深入认识，更为乒乓球运动员的科学训练提供了理论依据与方法论上的指导与支持。.本项目共发表SCI源刊论文12篇，CSSCI源刊论文5篇。今后，团队将以此项目的研究成果为基础，在下一轮（2020年申报）面上项目中就“乒乓球运动员感知与运动交互过程中的表征加工特征及机制”展开进一步研究。

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