复杂运动条件下认知能力和运动技能学习能力的神经心理机制研究

复杂运动条件下认知能力和运动技能学习能力是生理心理学研究的热点问题之一。研究表明大脑皮层存在镜像神经元，非条件反射过程中，参与简单运动的实施和认知；而复杂运动画面预测研究发现优秀运动员认知能力较强。人类有获得和执行复杂运动技能的能力，对复杂动作的认知可能是在条件反射基础上取得和建立的，而优秀运动员通过长期训练获得与自身运动水平相一致的认知能力的神经心理机制尚不清楚。本课题以立体影像呈现复杂运动画面，同时使用功能性磁共振测定镜像神经元脑区定位，经颅磁刺激测定外周神经电位变化，分析认知能力和运动技能学习能力之间的关系，探讨复杂运动技能条件反射形成机制。本研究通过分析运动能力和镜像神经元激活程度的关系，从运动训练角度探讨运动准备机制，为运动训练实践服务；通过了解镜像神经元定位，可以进一步分析脑损伤后，运动功能重建和镜像神经元的关系，从临床神经康复角度探讨脑的可塑性，对卒中功能康复有指导意义。

运动技能的学习和认知能力及其在运动训练和临床实践的应用是当前生理心理学研究的热点问题之一。大脑皮层存在镜像神经元，非条件反射过程中，它既参与简单运动的实施，又参与简单运动的认知；而运动画面的视觉预测研究发现，优秀运动员在完成复杂运动技能时，认知能力较强。人类有获得和执行新的复杂运动技能的能力，对复杂动作的认知可能是在条件反射基础上取得和建立的。运动员可通过长期训练获得与其自身专项运动水平相一致的认知能力，但目前相关神经生理机制尚不清楚。.本课题组通过5个实验对长期运动训练导致大脑镜像神经元的改变及其意义进行研究，探讨决定运动认知能力与运动技能学习的关键因素。.1.通过对不同项目运动员的灵敏反应测试，发现决定灵敏性的关键是感觉—运动决策能力，而它的关键是运动命令发放的时间。也就是说，运动员反应的快慢决定于他们的认知能力。.2.采用眼动仪，对足球运动员预测能力的研究发现，运动员采用了有规律的视觉搜索模式提取有效特征值进行预测，所以预测能力较一般被试高。.3.采用事件相关电位，对足球运动员预测能力的研究发现，运动员预测能力高的原因是有较好的认知—决策能力，而反应速度快是因为认知加工处理完成后的决策速度较快而造成的。.4.采用经颅磁刺激，对篮球运动员在预测投篮过程中的运动皮层兴奋性的研究发现，预测过程可以使运动皮层兴奋性增加，而运动技能水平增高导致预测过程中运动皮层兴奋性增加幅度的下降。.5.采用功能性磁共振，对篮球运动员在预测投篮过程中的视觉感知能力研究发现，运动员与非运动员相比，在多个脑区的激活程度不同，两者的差异是因为视觉感知能力不同造成的。.通过以上实验，我们证实了决定运动员反应能力的关键是对运动场景的认知加工能力，并且这种加工能力与大脑镜像神经系统有关，而镜像神经系统又会影响运动皮层的兴奋性。该研究成果可以为运动训练以及运动选材起到指导作用，也可以应用在临床康复医学中。.本课题组按照任务书的要求完成课题的全部实验，并培养了3名硕士（已毕业），接受SCI论文2篇，发表核心期刊3篇，获得专利1项。并且本课题组在已有工作基础上，继续开展镜像神经元与运动技能学习关系以及想象训练与镜像神经元关系的后期研究。