1、视觉搜索任务训练对运动员压力下的注意偏向及应激反应的影响 刘运洲 张忠秋 国家体育总局体育科学研究所 摘 要： 目的:探讨视觉搜索任务训练对运动员压力情景下的注意偏向及应激反应的影响, 为赛前进行针对性的注意训练提供方法和依据。方法:采用视觉搜索任务对 32名运动员进行四周 (每两天一次) 的注意训练, 使用点探测任务对训练前、后压力情景下的注意行为进行测试, 使用主观感受和心率变异性 (HRV) 对训练前、后压力情景下的应激反应进行测试。结果:视觉搜索任务训练后压力情景下运动员对负性信息的注意偏向降低, 压力感受和状态焦虑降低, HRV 的低频/高频比值 (LF/HF) 和归一化低频 (LF
2、-norm) 降低、归一化高频 (HFnorm) 升高。结论:视觉搜索任务训练能够降低运动员压力下的负性注意偏向, 减轻其应激反应。关键词： 注意偏向; 运动员; 视觉搜索任务; 压力; 应激反应; 作者简介：刘运洲, Email:收稿日期：2017-03-16基金：财政部基本科研业务费专项 (基本 16-36) The Effect of Visual Searching Training on Attentional Bias and Stress Response of Athletes under StressLiu Yunzhou Zhang Zhongqiu China Insti
3、tute of Sport Science; Abstract： Objective To explore the influence of visual searching training on attentional bias andstress response of athletes, in order to make guidance for their attention training before competition.Method Thirty-two athletes were given the visual searching training once ever
4、y two days for 4 weeks.Before and after the training, the attention behavior of athletes was evaluated using the dot-probe task, and the stress response in stressful condition was evaluated using the rating of perceived exertion andheart rate variability (HRV) . Result After the visual searching tra
5、ining, less stress, anxiety level and at-tention to negative information were observed in the stressful condition. Moreover, a decrease was alsofound in the ratio between low frequency and high frequency, and the low frequency normalized ofHRV, while an increase was found in the high frequency norma
6、lized. Conclusion Visual searching train-ing can lower the stress response and negative attentional bias for athletes in stressful condition.Keyword： attentional bias; athletes; visual searching task; stress; stress response; Received： 2017-03-161 前言重大比赛中, 发挥失常问题一直困扰着广大运动员, 即使是世界顶尖运动员, 在比赛关键时刻出现失误的现
7、象也频频发生。运动心理学家倾向采用注意理论解释这些现象, 注意理论的解释建立在压力情景是如何改变认知资源的分配的基础上1-4, 注意作为个体认知加工的重要内部心理机制, 其核心在于选择性, 当选择的决定受到刺激的情绪意义系统影响时, 注意偏向就会发生5。注意偏向是指个体对特定刺激具有高敏感性并伴随着选择性注意, 与中性刺激相比, 个体会优先感知威胁性刺激信息并做出趋近或回避反应5。现有研究表明压力易导致运动员对负性信息产生注意偏向, “情绪一致”效应认为被试在某种特定情绪状态中会优先加工与该特定情绪状态一致的信息6。由于竞赛情景充满压力, 易导致运动员的情绪状态发生变化如焦虑水平升高等, 从而
8、使得他们在竞赛中会优先对焦虑相关信息 (负性、威胁性信息) 产生选择性注意, 进而对比赛发挥产生不利影响。当前研究多从情绪角度探讨运动员比赛失常的原因, 也尝试采用情绪调节的方法帮助运动员进行了心理调控, 然而有时效果并不理想。究其原因, 主要是未意识到情绪导致的注意模式的改变可能会给运动表现带来更大影响。能否通过针对性的训练来改变运动员压力情景下的注意模式, 以便尽可能地减少其对比赛的影响?本研究拟对这一问题进行探讨, 旨在为赛前进行针对性的注意训练与调控提供方法和依据, 将具有较好的理论意义与应用价值。当前有关注意偏向的研究多集中于临床或亚临床症状的患者, 最近一些研究显示通过反复的练习可
9、以改变注意的分配过程7, 注意训练不仅可以改变个体的注意模式, 而且可以改善对情绪的反应8, 如 Bar-Haim 及 Amir 等的研究表明注意训练能够降低社交焦虑个体和一般焦虑障碍个体对负性刺激的注意偏向及焦虑症状9,10。现有的注意训练范式主要通过行为任务训练个体的注意模式, 视觉搜索任务以训练被试的视觉注意模式为目标, 要求被试在同时呈现的若干刺激中找到目标刺激, 在完成任务过程中必须反复抑制对负性刺激的注意, 以完成搜索正性刺激, 从而改变注意模式。已有研究发现通过视觉搜索任务训练可以减轻被试在压力事件中的情绪压力水平, 及能够减轻被试对威胁性信息的注意11。鉴于此, 本研究拟尝试采
10、用视觉搜索任务对运动员进行注意训练, 试图改变其注意模式, 以期竞赛中能够降低他们对负性信息的注意偏向 (即负性注意偏向) , 及减轻应激反应。2 对象与方法2.1 研究对象随机选取某校大学生运动员 32 名, 男, 年龄 21.161.56 岁, 均为国家二级以上水平, 视力正常, 右利手。所有被试均自愿参加实验, 并在实验结束后给予一定报酬。2.2 实验设计混合设计。组别为组间变量, 情绪类型和测试时间为组内变量, 其中组别包含实验组和对照组两个水平, 情绪类型包含正性、中性和负性三个水平, 测试时间包含训练前和训练后两个水平。因变量为注意偏向分数、自评压力程度分数、状态焦虑分数、及心率变
11、异性 (HRV) 指标。2.3 实验过程将被试随机分成两组, 即实验组和对照组, 每组 16 人, 两组被试均接受为期四周 (每两天一次) 的训练。实验组的训练材料是 44 的网格图片, 其内容为15 个厌恶面孔和 1 个高兴面孔, 要求被试迅速找出高兴面孔并用鼠标点击;对照组的训练材料也是 44 的网格图片, 其内容则为 15 个 7 瓣花朵和一个 5 瓣花朵, 要求被试迅速找出 5 瓣花朵并用鼠标点击。两组训练材料均采用 E-prime 软件编辑呈现, 每次训练包含 120 个 trial。采用点探测任务对两组被试训练前和训练后压力情景下的注意行为分别进行测试, 并采用生理相干与自主平衡系
12、统同步记录其心率变异性 (HRV) 。测试结束后要求被试立刻记录下他们测试过程中的自评压力程度 (采用 10 级评定法, “0”代表一点儿也没压力, “9”代表压力非常大, 从 0 到 9 表示压力逐步提高) 及焦虑感受 (状态焦虑测试) 。2.4 注意行为测试2.4.1 测试材料首先从中国情感图片系统中分别选取正性、中性和负性面孔图片各 60 张, 然后让 92 名大学生分别进行唤醒度和愉悦度评价12, 最后分别选出 24 张正性、24 张负性和 48 张中性面孔图片作为刺激材料 (其中正性面孔图片愉悦度为7.760.41, 唤醒度为 7.020.34;负性面孔图片愉悦度为 2.630.16
13、, 唤醒度为 3.910.47;中性面孔图片愉悦度为 5.110.62, 唤醒度 4.350.70) 。面孔图片尺寸均为 262302 毫米, 格式为 PNG, 依据点探测范式, 分别制作成24 个正性中性、24 个负性中性和 24 个中性中性图片对, 使用 E-prime 2.0 软件对图片进行编辑, 并对图片呈现的位置进行 (左-右) 平衡, 及对图片位置和探测点位置进行平衡。2.4.2 压力情景模拟参照当前常用的方法模拟压力13,14, 测试前告诉被试此次测试成绩将是选拔参赛的重要依据, 2 个人为一个小组, 将按照小组的总成绩进行评价, 每个人的成绩将直接影响着同伴的成绩。对于测试成绩
14、较好的前两组, 将可分别获得1500 元和 1000 元的团队奖励。整个测试过程将进行摄像, 并有相关专家及其他队员现场观看14,15。2.4.3 测试程序测试前向被试介绍目的、过程及注意事项, 并连接好生理相干与自主平衡系统 (耳夹式) , 模拟压力情景后进行点探测任务测试。使用 E-prime 2.0 呈现刺激, 背景为白色。在点探测任务中, 首先在屏幕正中央出现一个“+”, 时间 1000 ms, 提示被试刺激即将出现, 然后一个情绪面孔图片对以左右方式呈现在“+”两边, 时间 500800 ms, 紧接着出现一个白色圆形探测点, 探测点出现在其中一张情绪面孔图片出现过的位置。要求被试对
15、探测点出现的位置进行判断, 如果探测点在左侧按“F”键, 在右侧按“J”键。探测点在被试做出按键反应后消失, 然后进入下一个 Trial, 两个 Trial 之间间隔 1000ms。各个图片对分别呈现 3 轮, 为防止被试出现反应定势, 对图片对呈现的顺序和时间均进行了随机化处理。情绪面孔附近靶刺激的反应时由 E-Prime 2.0 软件自动采集, 注意偏向得分为探测点出现在配对中性面孔位置的反应时减去探测点出现在负性或者正性面孔位置的反应时。如果注意偏向得分大于 0, 表示对情绪面孔存在注意偏向;如果等于 0, 表示不存在注意偏向;如果小于 0, 则表示对情绪面孔有回避现象 (偏向于中性面孔
16、) 。2.5 实验工具E-Prime 实验设计系统:V2.0。生理相干与自主平衡系统:SPCS, 北京豪峰科技有限公司。采集点探测任务测试过程中的心率变异性 (HRV) 参数。状态焦虑量表:S-AI, 由 Spielberger 等编制, 由叶仁敏修订, 包含 20 个题目, 采用 14 级评定法进行评定, 得分越高表明焦虑程度越高, 该量表具有较好的信、效度。2.6 数据处理与分析采用 SPSS15.0 对自评压力程度得分、注意偏向得分、状态焦虑得分、心率变异性各频域指标的值分别进行重复测量方差分析, 显著性水平定为 P0.05;测试时间的主效应显著, F (1, 30) =24.684,
17、P0.05) 。与训练前相比, 实验组训练后的自评压力程度得分较低, 表明视觉搜索任务训练后实验组在压力情景下完成点探测任务时压力感受降低。表 1 训练前/后的自评压力程度得分 (s) 下载原表 3.2 注意偏向得分的比较训练前和训练后被试在压力情景下完成点探测任务时的注意偏向得分见表 2, 重复测量方差分析显示, 组别的主效应显著, F (1, 30) =32.37, P0.05;组别、测试时间及情绪类型三个因素之间的三重交互作用不显著, F (1, 30) =3.973, P0.05。进一步简单效应分析显示, 实验组训练前、训练后差异显著 (P0.05) ;负-中情绪面孔对训练前、后差异显
18、著 (P0.05) 。将压力情景下完成点探测任务时的注意偏向得分分别与 0 做比较, 结果显示, 实验组训练前负性情绪面孔图片的注意偏向分与 0 差异显著, t=1.70, P0.05) 。与训练前相比, 实验组训练后的状态焦虑得分较低, 表明视觉搜索任务训练后实验组在压力情景下完成点探测任务时的状态焦虑降低。表 3 训练前/后的状态焦虑得分 (s) 下载原表 3.4 心率变异性的比较在采用点探测任务对被试的注意行为进行测试的过程中, 使用生理相干与自主平衡系统同步记录了被试的心率变异性 (HRV) , 对采集的 HRV 信号进行频域分析, 各频域指标的值见表 4。重复测量方差分析显示:总频
19、(TP) 、极低频 (VLF) 、低频 (LF) 和高频 (HF) 四个指标组别、测试时间的主效应均不显著 (P0.05) , 组别与测试时间的交互作用均不显著 (P0.05) 。低频/高频比值 (LF/HF) 、归一化低频 (LFnorm) 和归一化高频 (HFnorm) 三个指标组别、测试时间的主效应均显著 (P0.05) 。与训练前相比, 实验组训练后 HRV 的 LF/HF 及LFnorm 值降低、HFnorm 值升高, 表明视觉搜索任务训练后被试在压力情景下完成点探测任务时 HRV 的 LF/HF 和 LFnorm 降低、HFnorm 升高。表 4 训练前/后 HRV 各频域指标的值
20、 (ms) 下载原表 4 讨论视觉搜索任务以训练被试的视觉注意模式为目标, 要求被试在同时呈现的若干刺激中找到目标刺激, 在完成任务过程中必须反复抑制对负性刺激的注意, 以完成搜索正性刺激, 从而改变注意模式。本研究对被试进行了为期四周 (每两天一次) 的视觉搜索任务训练, 结果发现训练后压力情景下被试对负性信息的注意偏向降低, 压力感受和状态焦虑降低, HRV 的 LF/HF 和 LFnorm 降低、HFnorm 升高, 该结果与研究假设基本一致。点探测范式起源于视觉空间注意的研究, 是考察注意偏向的经典范式15。点探测范式认为, 当探测刺激出现在被试投入注意的位置时, 其对探测刺激的反应时
21、间会较短;反之当探测刺激没有出现在被试投入注意的位置时, 其对探测刺激的反应时间会较长, 为此可根据被试对探测刺激的反应时间来推断其对刺激的注意分配状况。为了便于比较, 本研究将正、负情绪面孔图片附近靶刺激的反应时与中性情绪面孔图片附近靶刺激的反应时进行了差值计算, 即转化为注意偏向得分 (探测点出现在配对中性面孔位置的反应时减去探测点出现在负性或者正性面孔位置的反应时) 。结果显示, 实验组训练前负性情绪面孔的注意偏向得分 (7.36) 大于 0, 而训练后负性情绪面孔的注意偏向得分 (-10.51) 小于 0。于是可以看出训练前其对负性情绪面孔附近靶刺激的反应时较短, 而训练后对负性情绪面
22、孔附近靶刺激的反应时较长。由此可以推断训练前被试将注意更多地投入在负性情绪面孔的位置, 即对负性信息产生了注意偏向, 而训练后对负性情绪面孔位置投入的注意较少, 产生了注意回避现象 (偏向于中性面孔) 。也就是说视觉搜索任务训练后压力情景下被试对负性信息的注意偏向降低。本研究参照当前常用的方法模拟压力情景, 观众、竞争、可能的报酬、摄像机的影响是影响运动表现的情景因素, 观众作为一个环境变量可增加情景的压力, 竞争可增加成功的动机, 赢得报酬的可能性会增强情景重要性的感知, 摄像机的影响在本质上与观众相同, 可用来增加感知的压力, 也是研究中常用的压力操纵手段4,16。“情绪一致”效应认为被试
23、在某种特定情绪状态中会优先加工与该特定情绪状态一致的信息6, 由于压力情景易导致被试的焦虑水平升高, 从而使得他们会优先对焦虑相关信息 (负性、威胁性信息) 产生选择性注意, 即对负性信息产生注意偏向。本研究结果显示, 经过四周 (每两天一次) 的视觉搜索任务训练后, 被试在压力情景下完成点探测任务时压力感受和状态焦虑降低, 对负性信息的注意偏向降低。由此可见, 视觉搜索任务训练在一定程度上起到了情绪调节的作用。被试在视觉搜索任务过程中必须反复抑制对负性刺激的注意, 以完成搜索正性刺激的任务, 通过这一训练过程改变了他们的注意模式, 于是使得他们在压力情景下对负性信息的注意减少, 即降低了他们
24、对负性信息的注意偏向。由于他们对负性信息的注意减少, 在负性信息中滞留的时间较短, 从而诱发的消极情绪减少, 于是其使得焦虑水平降低、压力感受性降低。与此同时, 由于压力感受性降低、焦虑水平下降, 进而使得他们在压力情景下对焦虑相关信息 (负性、威胁性信息) 产生的选择性注意减少, 即对负性信息的注意偏向降低。由此可以看出, 视觉搜索任务训练通过改变被试的注意模式降低了其对负性信息的注意偏向, 并起到了情绪调节作用;与此同时, 由于情绪得以改善 (焦虑水平下降) , 从而减轻了他们对威胁性信息的注意。心率变异性 (HRV) 可以间接反映自主神经系统的变化, HRV 的高频 (HF) 成分可作为
25、评价迷走神经活动强度的指标16;低频 (LF) 成分由交感神经和迷走神经共同调节, 与压力感受器的反射活动有关;极低频 (VLF) 成分的机制目前尚未阐明, 可能与肾素-血管紧张素有关;总频 (TP) 反映测试时间内 HRV 的总和;低频/高频比值 (LF/HF) 可反映交感神经的活动强度16,17。在短时间的频谱分析中 HF 和 LF 可用归一化单位表示, HFnorm=100HF/ (TP-VLF) , LFnorm=100LF/ (TP-VLF) , 其可减少总频 (TP) 变化的影响17。本研究结果显示, 视觉搜索任务训练后, 被试在压力情景下完成点探测任务时 HRV 的LF/HF 和
26、 LFnorm 降低、HFnorm 升高, 表明其交感神经的活动减弱, 压力感受器的反射活动减弱, 迷走神经的活动增加, 即表现为兴奋性降低、心率减慢、血压降低等。从被试自主神经系统的变化及情绪变化可以看出, 视觉搜索任务训练后, 压力情景下其应激反应减轻。总之, 本研究采用觉搜索任务对被试进行注意训练后, 压力情景下他们对负性信息的注意偏向降低、应激反应减小, 该研究结果为赛前进行针对性的注意力训练与调控提供了方法和依据, 具有较好的理论意义和应用价值。在今后的研究中, 一方面需要进一步探讨注意偏向训练的神经机制, 另一方面需要加强实践应用研究, 提高赛前注意训练的针对性和有效性。5 结论(
27、1) 视觉搜索任务训练能够降低运动员压力下的负性注意偏向; (2) 视觉搜索任务训练能够减轻运动员压力下的应激反应。参考文献1Beilock SL, Carr TH, Mac Mahon C, et al.When paying at-tention becomes counterproductive:Impact of divided ver-sus skill-focused attention on novice and experiencedperformance of sensorimotor skillsJ.J Exp Psychol Ap-pl, 2002, 8 (1) :6-1
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