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运动技能两侧性迁移及其机制的研究

刘江南  
【摘要】: 在运动技能迁移的研究中,运动技能两侧性迁移的发生及其机制一直是迁移理论的研究热点之一。由于运动技能的迁移包括了动作行为的特征、神经肌肉活动的变化、认知加工等复杂的要素,不同的研究者采用不同的研究方法得出不同的研究结果,因此,对于运动技能两侧性迁移发生的特征及机制的问题一直存在争议及不确定性。本研究在总结前人研究的基础上,试图通过更严格、更全面的实验设计,采用更先进实验技术,从行为学层面上探讨运动技能的学习中是否发生两侧性迁移现象,在两侧性迁移发生的过程中是否存在不对称性,不同的练习程序对两侧性迁移效果有否影响;从电生理学层面上通过记录技能动作诱发的表面肌电和认知事件相关电位,探讨运动技能两侧性迁移发生及其机制。本研究结果不仅对于深入探讨该领域的争议问题,充实与发展迁移理论具有较重要的理论意义,同时对于科学安排运动训练也具有现实的指导意义。 本研究设计了三个方面的研究: 1.运动技能两侧性迁移的行为研究:被试的学习任务是上手投飞镖技能,采用半径误差(RE)、恒定误差(RE)以及计算TPN和TNP的迁移量对迁移效果进行评定,通过实验前后的效果对比来探讨迁移的发生、迁移的不对称性、不同练习程序的两侧性迁移效果等。 2.运动技能两侧性迁移的表面肌电(sEMG)研究:记录学习前后上手投飞镖时上臂肱二头肌及前臂前群肌的表面肌电(sEMG),并通过表面肌电(sEMG)、平均肌电(mEMG)、均方根(RMS)等指标对迁移的发生进行论证。 3.运动技能两侧性迁移的事件相关电位(ERP)研究:记录学习前后上手投飞镖时事件相关电位(ERP)的CNV动态变化以及运动准备偏侧电位LRP的特征,对运动技能两侧性迁移的发生及机制进行论证。 实验研究的主要结果与结论是: 1.从行为实验数据、神经肌肉活动的电生理反应、事件相关电位ERP的CNV皮层动态变化及LRP的正确激活证实了两侧性迁移的产生。行为实验数据表明,当一侧手通过练习提高运动技能成绩时,对侧非练习手也提高运动运动技能成绩。通过表面肌电sEMG、RMS、mEMG所记录的肌电活动显示,实验后进行 运动技能操作时,非练习手具有练习手相似的肌电活动特征。实验前事件相关电 位E即的CNV波峰在额区Fz,实验后CNV峰值在中央区CZ,反应了技能内部模 型的建立和中枢控制模式的改变。CNV最高波幅转移的特征不仅在练习手出现, 而且在非练习手也出现,显示了非练习手在执行同一技能动作时波幅转移的相似 J胜。 2.从行为实验数据证实了运动技能两侧性迁移存在不对称性,两侧性迁移 的迁移量是从优势手向非优势手比从非优势手向优势手的迁移量大。本研究认为 出现这种结果是右手组在进行练习时,启动了大脑的优势资源,是优势手的练习 和认知特征影响非优势手操作的结果。 3.本研究从行为实验数据及ERP实验数据均不支持两侧性迁移不对称性发 生的“通道模式”说,无论是CNV的不对称性反应及L即激活的结果均证实:左 手以不同学习方式所形成的运动技能的控制中枢是右半球,因而不存在左手操作 时的“直接通道”。 4.不同的练习程序具有不同的两侧性迁移效应,交替练习组比单纯的左手 或右手练习可以更有效地提高两侧性迁移效果。交替组对于学习和迁移更为有效 的原因可能与非练习手得到“及时强化”有关。 5.运动技能学习中CNV峰值从开始学习前头皮分布的Fz转移到技能掌握后 的CZ,同时LRP为正确激活,反映了学习认知加工的痕迹和适应性,反映了ERP 成分在运动技能学习和迁移的可塑性。 本实验通过三个系列实验的综合分析,对两侧性迁移的发生与机制提出了一 些新的见解,对两侧性迁移不对称性的机制提出了一些新的证据,从运动控制中 枢的L即正确激活来确证左手操作时并不存在所谓的“直接通道”假说,为探 讨两侧性迁移的不对称性机制提供了重要的电生理活动依据。首次引入E即对 两侧性技能进行研究,不仅拓展了ERP的应用研究领域,而且对运动技能两侧性 迁移的动态皮层电活动及认知加工特征的探讨,丰富和充实了运动技能两侧性迁 移研究的理论体系。


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