運動影響青少年注意選擇的研究進展

摘 "要：運動不僅能提高身體機能，也影響個體的內部心理過程。在注意選擇過程中，適宜運動強度誘發情緒效益，以及促進執行功能的發展，積極情緒和執行功能被認為是影響注意選擇的重要因素，并進一步參與高級認知活動。運動強度對注意選擇的影響可能存在特有的認知機制，即情緒和工作記憶相互作用，情緒又通過影響工作記憶來實現對認知活動的干預。同時，運動中注意受很多因素的影響，如刺激屬性、行為實驗技術等都可能是注意選擇的影響因素，未來研究可以嘗試將運動強度對注意選擇的研究成果應用于運動員選材、不良注意偏向群體的教學和訓練等領域。

關鍵詞：運動；注意選擇；情緒；工作記憶

A Review of Exercise Affecting Adolescents’Attention Selection

SUN Fucheng¹， XU Changnan²， WU Jie¹

（1.Department of Physical Education， Nanjing Agricultural University， Nanjing Jiangsu， 210095， China;2.Department of Physical Education， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing Jiangsu， 210016， China.）

Abstract： Exercise can not only improve the body function， but also affect the individual's internal psychological process. In the attention selection process， the suitable exercise intensity lead to emotional benefits， and promote the development of executive function， positive emotion and executive function is considered to be an important factor in selecting the attention， and further participate in the cognitive activities. The effect of exercise intensity on attention selection maybe characterized by the existence of a cognitive mechanism， which is the interaction between emotion and working memory. At the same time， attention is influenced by many factors， such as stimulus attributes and behavior of experimental technology are likely to pay attention to the affecting factors selected， future research could try to apply the research results to the selection of athletes， adverse attentional bias group teaching and training and et al.

Key words： Physical activity; Attention selection; Emotion; Working memory

中圖分類號：G804.8""""""""""""""""""""文獻標識碼：A

哈佛大學的John Ratey在美國伊利諾伊州倡導的“零點體育”告訴人們，運動有助于發展青少年的注意能力及提高學業成績^[1]。但是，忽視個體準備水平的長時間大負荷運動并不會帶來更多認知益處。以20世紀60年代興起于美國的12min跑為例，該理論一經介紹到我國即獲廣泛關注，為促進青少年心肺功能的提高發揮了顯著作用。然而，與其聯袂而行的是，缺乏準備的運動往往對青少年的身心健康造成負面影響。尤其在平時“打卡不鍛煉、鍛煉不打卡”，考試時“臨時抱佛腳”的前提下，青少年經歷的糟糕運動體驗，已經嚴重影響了其后的學習投入，更甚者是對他們終身體育觀的破壞。正如12min跑發起人庫珀博士所言“長跑運動量與健身效果的正比關系在某一點上終止”，這意味著忽視個體準備水平的長時間大負荷運動值得商榷。在上述情景中，青少年對體育或體育工作者產生曲解的事情便時有發生，我們聽過太多他們在體育課堂上“出丑”的抱怨，當然，這些表述只是基于理解差異，并不代表價值判斷。對此類現象，趙聯曾解釋為，雖然我們強調德、智、體、美等教育的全面發展，但是由于其抽象性、難操作性，往往出現教育目的的沖突與矛盾。并認為教育應凸顯人的價值與發展，即受教育者對教育價值的認識和追求^[2]。總之，體育教學亦應顧及每個青少年的健康成長，運動前充分評估他們的準備水平和體育學習訴求，可能他們僅僅想通過健身促進注意范圍的發展，助力后面的學習和投入，而不是謀求競技能力的提高。

在此背景下，運動條件下的注意選擇（Attention selection）研究逐漸引起業界的重視。注意選擇是指注意以內源或外源定向的方式定向后，最終選擇的內容。根據注意內容的不同，可將注意選擇分為：基于空間或位置的注意、基于客體的注意和基于特征或維度的注意^[3-4]。以籃球策應戰術演練為例，基于空間或位置的注意選擇的內容是策應的空間，以判斷是否適合繞切及投籃等；基于客體的注意了解正在進行的策應戰術，但注意到的是策應隊員本身，進而選擇執行策應或者讓該隊員擔當（特別如果該隊員是關鍵球員時）；基于特征或維度的注意最終選擇的內容既非空間位置，亦非策應隊員，而是策應隊員的策應特征，是習慣策應隊友進攻還是自己進攻。如果結合體能指標、比賽心理和行為分析，再輔以實驗室測量、訪談和自我評價等，得到的運動表現分析結果反哺運動實踐，其理論和實踐意義更值得期待^[5]。

目前，研究者普遍認為注意選擇有兩種加工機制，即自上而下的概念驅動的注意選擇和自下而上的刺激驅動的注意捕獲，例如，當我們感到饑渴時會搜尋食物和水，即根據當前需求或任務要求而有意識地去選擇相關刺激，同時忽略無關刺激，這就是自上而下的目標驅動的注意選擇。而自下而上的刺激驅動的注意捕獲是指新異性突顯刺激會自動吸引個體的注意，得到注意的優先加工，新異性刺激對個體可能意味著危險或機會，如果注意快速朝向這些刺激就有可能使個體及時逃避危險或獲得利益，例如，墻壁突然晃動時個體會選擇逃離，避免危險的進一步發生等^[6]。上述機制已得到普遍認同。但是，有關運動與注意選擇的機制研究較少被報告，很顯然，運動條件下的注意選擇研究，源于體育教學和訓練實踐，焦點于認知活動前的感知覺，其研究成果可以作為教學、訓練的參考理論，應用前景較為廣泛。本研究對近期國內外主流學術期刊中有關運動與情緒效益、工作記憶及注意選擇等研究進行綜述，旨在探討運動與注意選擇的認知加工機制，豐富運動條件下的認知理論。

1 "運動對個體心理過程的影響

1.1 "運動誘發的情緒效益

縱觀運動心理領域，運動對心理健康的促進主要體現在運動后的情緒效益，即一次性身體活動有明顯的短期情緒效益，而長期身體活動能獲得長期情緒效益。姜媛等基于早期正負愉悅度、高低喚醒度的情緒維度觀進行了研究，認為身體鍛煉具有降低消極情緒并提高積極情緒的作用^[7]，該觀點被后繼研究廣泛關注。賈麗娜等從具身化視角研究情緒，強調身體在感覺-運動過程中的樞紐作用，認為情緒的感受不僅包括知覺，也包括軀體狀態和運動的重新體驗，并具體探討了情緒的具身化和時間知覺的關系，其研究不僅豐富了情緒概念的構造，也為探索時間信息加工的規律提供了借鑒^[8]。在國外，大量實驗報告了運動在誘發積極情緒，減少消極情緒和焦慮等方面的顯著作用。Barnes等讓30名高焦慮被試者以70%最大心率儲備完成30min的功率自行車訓練，實驗前后進行焦慮和情感問卷自評。結果顯示，與運動前的靜息狀態相比較，運動后的積極情緒和反應時得到明顯改善。Barnes等研究還使用探針技術考察了運動前后注意偏向的變化，試圖探索注意偏向與情緒之間的關系，但并未得到明確的結論^[9]。與之相應，國外運用情緒理論促進運動的干預研究也已成為熱點，如Rathschlag等基于認知動機關聯理論和Frederickson拓寬建構理論，使用自我生成情緒作為情緒誘導方法，在要求被試者在短跑沖刺出發前，通過回憶情感事件，體驗三種誘導情緒：即幸福、焦慮和中性情緒。結果顯示，幸福情緒可以獲得最好的短跑沖刺表現^[10]。另外，Meijen等采用橫斷描述性設計，以高水平運動員為被試對象，考察認知和情感因素對運動員挑戰和威脅狀態理論的預測能力。結果發現，挑戰不能被任何認知因素預測，而威脅能被逃避傾向和消極情緒確切的預測；研究還發現，逃避傾向與焦慮和沮喪等消極情緒相關^[11]。遺憾的是，Meijen沒有進一步把認知情感因素與運動表現相關聯。由上述可見，國內運動情緒研究主要聚焦于運動條件下的認知機制，而國外該領域研究更多服務于運動實踐，最終服務于參賽運動員（其中包含奧運會選手）的情緒調節和控制，并取得較多研究成果，這為國內運動條件下的注意選擇研究提供了借鑒方向。

1.2 "中等強度不同運動類型的執行功能表現

工作記憶是個體在執行認知任務過程中對信息暫時保持與操作的能力，并被認為是人類高級認知活動的基礎和核心^[12]。近年來，研究者較多關注工作記憶可塑性研究，并經常以執行功能作為切入點，考察工作記憶與注意的發生機制。希爾曼通過邊鋒測試來測定健康被試與注意力缺陷障礙（Attention Deficit/

Hyperactivity Disorder，ADHD）被試者的大腦活動差異。在這項測試中，屏幕上會出現連續5個大寫字母組合，例如“SSHSS”，如果中間那個字母是H則按一個按鈕，如果是S則按另一個按鈕。結果發現，健康的學生一旦犯錯就會放慢速度，力爭使下一個正確，而ADHD學生則相反，他們不會停下來考慮，可能會立刻按下錯誤的按鈕，這種能力反映被試的執行功能。同時，研究發現，運動或者由運動而達到的健康狀態，對執行功能有強有力的影響^[1]。在國內，顏軍等探討了短時中等強度不同類型運動對小學生執行功能的影響，實驗將學生隨機分為短時中等強度不同類型運動組和對照組，采用E-prime系統測量被試者實驗前期-后期執行功能的抑制、刷新和轉換三個子功能的變化。結果顯示，與對照組相比較，干預組不同類型運動對小學生抑制功能均存在顯著性差異，短時中等強度不同類型運動對小學生的刷新和轉換功能影響差異分化明顯。整體上，相較于靈敏運動和阻力運動，有氧運動對小學生執行功能起選擇性的積極影響^[13]。另外，余秋華等通過線索任務轉換范式，進一步比較了開放性/閉合性技能運動員和普通大學生執行功能的表現。結果表明，開放性技能運動員的時間轉換代價比閉合性技能運動員和對照組小，同時，開放性和閉合性技能運動員在任務轉換的反應性控制能力都比正常對照組好^[14]，這與Chan等研究結果一致，后者在對運動員和非運動員抑制控制的影響研究當中，也得到了相似結論^[15]。在國外其他研究中，Etnier等對ADHD患兒進行中等強度有氧運動干預，被試者被分為實驗組和對照組，對實驗組在運動前-后進行認知任務測試，結果表明，與對照組相比較，實驗組在執行功能的各項任務中都有更佳表現^[16]。由此可見，執行功能的選擇性提高以適宜運動強度為基礎，并可能通過信息控制、協調各子功能來影響工作記憶。這與Baddeley研究結果相似，不同之處在于Baddeley認為工作記憶不僅包括中央執行能力，還包括存儲成分，顯然，運動引起的工作記憶能力的提高，是否受存儲容量擴大的影響還有待進一步追蹤^[17]。

2 "注意選擇的認知加工機制

2.1 "情緒對注意選擇的調節

目前，研究者普遍采用情緒面孔、情緒詞和情緒圖片等不同情緒材料考察注意的加工機制。如王敬欣等使用事件相關定位（ERP），采用線索-靶子范式，考察了情緒面孔辨別任務中IOR發生過程及神經機制。結果發現，與無效線索相比，有效線索下的P1波幅更小，N1波幅更大，正性、負性面孔N170的波幅比中性面孔大，由此認為，情緒面孔可更快的吸引注意，表現出注意偏向^[18]。Thomas等采用ERP技術考察了正常個體的斯特魯普效應（Stroop effect），即干擾因素對反應時間的影響，結果在反應時上并沒有出現Stroop效應，但是ERP結果卻顯示情緒詞可以引發更大的P2、P3波幅，由此推斷，情緒信息對詞語的早期和晚期加工均可以產生影響，引起注意偏向^[19]。我國學者鐘毅平等以情緒詞為實驗材料也驗證了Stroop效應，得出了相似的結論^[20]。Nummenma等使用眼動追蹤技術，以情緒圖片為材料探討了注意偏向在眼動指標上的表現。結果發現，相對于中性圖片，情緒圖片的首次注視概率及注視頻率更高，眼跳潛伏期也更短。而且即便是要求被試忽視情緒圖片，情緒圖片在眼動指標上所體現的注意偏向效應仍可以出現^[21]。然而，Gable等認為積極或消極情緒資料下的注意選擇變化可能并不嚴謹，因為動機可能在期間發揮重要作用。具體而言，低趨近動機的情緒狀態不會強烈驅動個體趨近特點目標，因此個體會傾向于注意整體特征；而具有高趨近動機的情緒才會促使個體追求既定目標，抑制無關刺激的干擾，進而窄化注意范圍^[22]。由此可見，國內外研究普遍基于抑制范式，以不同情緒材料為刺激，得出了相對一致的結論，即強調與中性信息相比，情緒信息會引起更快更多的注意并具有一種認知加工上的優先權。與不帶情緒色彩的刺激相比，具有情緒意義的刺激更能吸引注意或占用注意資源且引起注意偏向^[23]。但同時也提示我們情緒與注意選擇研究中也應該關注動機方向和動機強度等相關變量。

2.2 "工作記憶影響注意選擇的解釋

工作記憶對注意選擇的影響研究多集中于感知階段，例如Zhao等采用雙盲對照實驗設計，同時結合ERP技術，探討了工作記憶刷新功能訓練對大腦活動的影響。結果表明，工作記憶訓練對大腦活動的影響，很有可能發生在感知覺階段，具體表現為，通過工作記憶訓練，個體首先在視覺信息鑒別階段對刺激的識別能力增強，接著對無關信息的抑制能力和對當前目標刺激集中注意能力增強^[24]。工作記憶對注意選擇的影響可用偏向競爭模型進行解釋，該理論由Desimone首先提出，認為由于視覺信息加工系統的資源有限性，當面對大量信息時，在視覺搜索場景中，視場中充滿許多物體，由于注意資源有限，視場中的物體就會競爭注意資源。若某一物體表征與當前工作記憶中所保持的物體表征相同，那么該物體表征就會取得競爭優勢被視覺注意優先選擇^[25]。雖然該理論在大量行為試驗中得到支持，但是由于其實驗設計沒有較好的控制被試的主觀因素，從而使得表面上看起來是工作記憶內容捕獲視覺注意的實驗結果，有可能是由于被試的主觀因素所引起的。基于此，Houtkamp在后繼的研究中采用要求被試在工作記憶保持階段進行視覺搜索的雙任務范式，使視覺搜索也需要工作記憶的參與，而且明確搜索目標在工作記憶中有著特殊的地位以便優先引導注意，結果顯示，在這種雙任務范式下工作記憶中的其他項目對注意的引導作用顯得非常薄弱^[26]。由此可見，工作記憶影響注意選擇的認知機制可能比較復雜，刺激屬性、認知的決策階段以及行為實驗技術都可能對其產生影響，后繼研究應探尋與實驗相匹配的任務來得到合理解釋。

2.3 "情緒與工作記憶的相互作用機制

情緒是一種復雜的心理和生理現象，其誘發形式多樣，不僅視覺材料誘發相應的情緒體驗，聽覺材料和嗅覺材料也是獲取情緒信息的重要通道^[20]。由此，作為生活中無處不在的刺激，是否對工作記憶這個認知核心過程有重要影響，這引起研究者的廣泛重視。在國內，羅躍嘉等使用ERP技術，采用調整過的延遲樣本匹配任務，探討了情緒和認知的交互作用，結果顯示，在空間任務中，頭皮中央區的P2波幅受到負性情緒影響而減小；前額區的LPC也受到負性情緒的影響，平均波幅顯著減小。在詞語工作記憶任務中，負性情緒未對其ERP造成影響。這說明負性情緒只是選擇性的影響了空間工作記憶的保持功能，并沒有影響到詞語工作記憶。羅躍嘉等研究貢獻了情緒與工作記憶之間的影響機制，但是該報告是在假定負性偏向現象存在為前提的^[27]。這與白學軍、Nummenma等國內外學者的研究并不一致，后兩者并未特別強調負性情緒的優先加工權。國外研究中，Stiernstromer等認為，在長時記憶系統中，情緒材料可以增強或削弱工作記憶，但是情緒內容對這種保持和操作信息的影響程度存在爭議，為了進行驗證，Stiernstromer等采用工作記憶識別任務，基于目標（面孔識別情感信息）進行識別和檢測，發現消極情緒能被更快的監測和識別；與中性情緒相比較，積極情緒和消極情緒引起明顯的注意偏向。由此可見，雖然基于不同的研究范式，但國內外學者均部分的驗證了，情緒對認知表現的影響可能是通過影響工作記憶來實現的假設^[28]。

3 "總 "結

綜上所述，短時中等強度有氧運動誘發青少年積極情緒的作用顯著；一次性運動有明顯的短期情緒效益，但是消失的也較快，如果要產生持久的情緒效益需要更高頻率的運動參與。雖然有研究報道了中等強度持續有氧運動對青少年執行功能的改善，但是該種運動形式實際上需要更多時間。在青少年課業負擔大、運動時間普遍較少的背景下，意味著時間節省化、愉悅性的高強度間歇性訓練對青少年注意選擇的干預研究可能成為未來熱點。

由于工作記憶不僅包括中央執行能力，還包括存儲成分，因此，運動引起的工作記憶能力的提高，是否受存儲容量擴大和其他因素的影響還需進一步驗證。運動對注意選擇的影響存在其特有的工作機制，情緒和工作記憶之間相互作用，情緒又通過影響工作記憶來干預認知活動。另外，由于運動條件下影響注意選擇的因素很多，趨近動機、刺激強度、刺激屬性和行為實驗技術等都可能對注意選擇產生影響，所以，對注意選擇的研究應完善實驗設計，力求排除干擾因素。同時，借助國外已有經驗，開展注意選擇理論指導體育實踐研究，如運動選材、學習不良/粗心個體的教學。需要強調，以往相關實驗的結論都受限于特定的實驗對象，所以，實驗結果不可能是適用于所有群體的普遍性推論，后繼研究應結合青少年運動實踐進行，為久坐背景下的青少年健康促進提供多維的理論支撐。

4 "展 "望

借鑒成熟的理論和實驗技術，拓寬運動與注意選擇研究的框架或視野。當前，有關情緒、工作記憶和注意力等方面的理論創新，以及腦電技術、核磁成像技術等認知實驗技術的發展成果不斷涌現，這使我們有更多跳出體育談體育的可能，運動與學業成績相關理論創新值得期待。

運動與注意選擇的應用研究或將成為重點。目前，國內運動健康促進在理論分析和自陳式工具的研制上成果豐富，雖取得了較為客觀的一手數據，但往往由于與應用脫節，研究者沒有辦法繼續進行鞭辟入里的分析，很難觸及研究對象的微觀世界，更難有創新成果的出現。反觀西方運動心理領域的研究，理論研究與運動實踐高度契合，不僅達到了實踐反哺理論的目的，同時，利用成熟理論促進青少年學業發展，以及指導青少年運動員參賽等方面均取得了實效。

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