论文部分内容阅读
工作记忆（Working Memory,WM）是指为了执行复杂任务（如语言、推理学习、理解等）所需信息的临时存储和处理的系统。在已有的运动对工作记忆能力的研究中,发现体育锻炼能有效提高工作记忆能力,但结合ERP技术研究工作记忆能力的相对较少。在对青年人群工作记忆的研究中,发现多以急性运动、中等强度运动为主,干预方式以跑步和骑功率自行车居多,缺少除单一运动项目的其他运动类型的研究。本文采用“N-Back”范式,结合事件相关电位（ERP）技术,利用EGI 64导电极帽记录脑电。通过分析行为数据和脑电数据,探讨不同运动项群体育专业大学生和非体育专业大学生工作记忆能力的行为数据差异及其脑资源加工机制。研究目的:本研究利用ERP技术结合经典的N-Back范式,确定不同运动项群体育专业大学生与非体育专业大学生工作记忆能力之间关联的神经电机制。通过分析N-Back任务行为数据（反应时、正确率）,检测不同运动项群体育专业大学生和非体育专业大学生的行为数据差异。通过分析脑电ERPs成分（N100、P200、P300）和脑电地形图的脑功能状况,以期观测不同运行项群体育专业大学生和非体育专业大学生脑电之间的差异,并探讨其作用机理。研究方法:本研究主要选用文献资料法、实验法和数理统计法,通过招募西北师范大学体育学院运动训练专业学生和普通大学生38名,右利手,视力和矫正视力正常,心理健康,年龄（19-23岁）,分为4组,即:体能主导类（FG）、技能主导类（SG）、技战能主导类（TBG）和对照组（CG）参与实验。应用E-Prime2.0软件编制刺激程序,包含1-Back字母位置图片,每120张图片为1个循环,共循环2次;2-Back字母位置图片,120张图片为1个循环,共循环2次;运行程序记录正确率和反应时。通过EGI（64导电极帽）准确记录被试的脑电信号,以双侧乳突为参考电极,分析Fz、Pz、Oz电极点的N100、P200、P300平均波幅和脑电地形图,以此比较各组间的差异。研究结果:1.正确率（ACC）:1-Back任务整体正确率大于2-Back任务。1-Back靶\非靶刺激中ACC各组之间没有显著差异,靶刺激正确率中FG＞TBG＞SG＞CG,非靶刺激正确率中FG＞TBG＞CG＞SG。2-Back靶刺激正确率中FG＞SG＞TBG＞CG,非靶刺激正确率中TBG＞CG＞FG＞SG。2.反应时（RT）:1-Back任务整体反应时小于2-Back任务。1-Back靶\非靶刺激中RT各组之间没有显著差异,靶刺激反应时中SG＜CG＜FG＜TBG,非靶刺激反应时中SG＜TBG＜CG＜FG。2-Back靶\非靶刺激中RT各组之间没有显著差异,靶刺激反应时中TBG＜FG＜SG＜CG,非靶刺激反应时中TBG＜SG＜FG＜CG。3.脑电图（1）前额叶:在Fz电极点上,N-Back任务靶刺激N100平均波幅中,各组之间没有显著差异。N-Back任务靶刺激P200平均波幅中,TBG与CG比较差异显著（P＜0.05）。（2）顶叶:Pz电极点上N-Back任务N100、P300成分平均波幅中,FG、TBG与CG比较有显著差异（P＜0.05）。（3）枕叶:Oz电极点上N-Back任务N100成分平均波幅中,FG、TBG与CG比较有显著差异（P＜0.05）。1-Back任务P300平均波幅中FG与SG比较差异显著（P＜0.05）;与CG比较差异非常显著（P＜0.01）。TBG与CG比较差异显著（P＜0.05）。2-Back任务中FG与CG比较差异显著（P＜0.05）。其他各组对比均无显著差异。4.脑电地形图（1）N100成分任务资源主要集中在左前额叶F3电极点附近（F3＞F4＞Fz）,对N100成分进行重复测量方差分析发现,被试条件主效应显著（P=0.01）。FG、SG、TBG的脑资源在使用中高于CG,SG在早期脑资源调动上大于TBG和FG。（2）P200成分任务资源主要集中在Fz电极点附近（Fz＞F3＞F4）,对P200进行重复测量方差分析发现,被试条件的主效应显著（P＜0.01）。TBG、SG、FG的脑资源在使用中高于CG,以额叶、顶叶分布明显。（3）P300成分任务资源主要集中在Pz电极点附近（Pz＞Oz）,对P300进行重复测量方差分析发现,被试条件的主效应显著（P＜0.05）。TBG、SG、FG的脑资源在使用中高于CG,以顶叶、枕叶分布明显。研究结论:1.N-Back任务正确率和反应时受记忆负荷的影响,随着记忆难度的提升,正确率降低,反应时延长。本试验中N-Back任务的正确率和反应时在各组之间没有显著差异,说明体育专业大学生和非体育专业大学生在工作记忆更新和维护上没有本质区别。同时说明,3-5年的中等强度训练和高强度训练不会损害大脑的认知功能。2.N100可能反映出不同运动项群体育专业大学生和非体育专业大学生,在对靶刺激的早期信息加工处理能力、分配能力和主动过滤能力基本一致。P200中技战能主导类、体能主导类和技能主导类运动项群大学生在视觉搜索过程和目标加工过程的能力好于对照组,尤其技战能主导类,这可能与该运动项群经常训练的环境有关。P300中体能主导类、技能主导类和技战能主导类运动项群大学生对任务资源加工、分配和工作记忆能力比非体育专业大学生更好。3.脑电地形图中,技战能主导类、体能主导类和技能主导类运动项群大学生脑资源的激活程度更高,能对大脑的激活水平产生积极影响,说明不同运动项群大学生可以对不同刺激信息进行快速的加工处理和更新。