协调能力对大学生认知电位P300的影响

何静

(山东师范大学体育学院体育系 山东济南 250014)

协调能力的生理学基础是中枢神经系统传导过程的协调,人体活动都是在中枢神经系统的控制下进行的[1]。协调能力受视觉、听觉、本体感觉、以及思维与想象、分析与综合心理能力的影响,它与人的神经类型有关,并且与观察、思维、想象和记忆能力有着紧密直接的联系,它离不开知识与经验的积累,而且直接影响身体协调能力的发展[4]。

所谓事件相关电位(Event Related Potential,ERP)就是当人对客体进行认知加工(如注意、记忆、思维)时,通过平均叠加从头颅表面记录到的大脑电位。ERP是一种特殊的诱发电位,它反映认知过程中大脑的神经电生理改变,因此,有人将其称作是“认知电位”[2]。认知电位P300成分作为电生理学的重要指标之一,是目前研究认知功能的主要方式,P300的潜伏期和波幅能间接地反映人的认知、判断及决策能力。

该文从测试手脚协调性方面观察协调能力对于大学生认知电位P300的影响,以期协调能力对健身健脑作用的机能学评价提供实验支持。

1 协调能力测试方法

手脚协调性测试:协调能力借助于手脚协调性测试仪进行测试。

方法:受试者坐在舒服的椅子上,左右手分别握住测试仪的左右手把手,左右脚分别轻放在测试仪的左右脚开关处,按测试仪上的6个字符依次进行操作。每个字符上面都有4个点,上面2个点代表左右手;下面2个点代表左右脚。实验开始后,受试者要根据自己的节奏依次完成各点,正确无误完成3次,实验结束。主试者记录这3次各自完成的时间、记录3次完成的最好成绩以及记录正式开始到3次完整完成结束的总次数。

2 认知电位P300的采集

测试仪器:采用上海海神医疗电子仪器厂生产的NDI-200(海神号)神经电检诊仪。

测试方法:在一个安静、无光的隔音室内,受试者静坐于舒适的扶手椅上,测试过程中,受试者要把注意力集中在离自己1m处的12英寸电视屏中黑白相间的棋盘方格中的凝视点,并且要控制眼球活动、不要眨眼。当靶刺激出现时,受试者尽可能快的用优势手摁下开关;而当出现非靶刺激时,则不做任何反应。靶刺激叠加次数为30次。

记录分析指标:Fz、Cz、Pz点P300的波幅、潜伏期以及反应时。

3 统计学处理

所有数据核实无误后,采用SPSS 15.0 for windows 进行统计学处理,差异显著性检验采用配对t检验,P<0.05表示有显著差异,P<0.01表示有极显著性差异。P>0.05表示没有显著性差异。结果均用平均值和标准差s)表示。

表:高协调能力与低协调能力组P300的潜伏期、波幅、反应时的比较(±s)

表:高协调能力与低协调能力组P300的潜伏期、波幅、反应时的比较(±s)

Fz潜伏期(ms) 349.10±73.00 374.09±51.99 0.107 Cz波幅(μν） 10.02±4.07 9.78±4.10 0.807 Cz反应时(ms) 412.46±26.67 423.76±25.28 0.072 Cz潜伏期(ms) 357.11±74.20 358.50±51.20 0.928 Pz波幅(μν） 9.91±3.00 9.61±3.48 0.696 Pz反应时(ms) 412.55±26.20 426.31±27.99 0.035 Pz潜伏期(ms) 365.45±27.84 364.92±30.91 0.940

4 结果

(1)据统计学处理,男、女协调性相比较,独立样本t检验得出P=0.664>0.05,因此,协调性不区别男、女。

(2)按男、女混合测试协调性,协调能力反应时求得平均数14.97

分组:按协调性平均值为分界线分组,≤14.97的为实验一组,协调能力高,＞14.97为实验二组,协调能力低。

(3)比较高协调能力组与低协调能力组组间指标的差异如下表

由表1可见,P300指标波幅以及潜伏期的P值均大于0.05,表示高协调能力与低协调能力的波幅和潜伏期差异没有显著性。因协调能力的测得是以反应时来表现的,所以由P300各指标的反应时P值可知,P＜0.05,因此,得出高协调能力与低协调能力的认知电位P300有显著性差异。

5 讨论

文献研究表明,当前协调问题的理论研究远远落后于人们对协调能力认识的实际需要,且因理论认识的不足造成运用上的困难。不同研究领域的科学家在各自的研究范畴早已认识到协调在人体运动中的重要性,只不过缺乏的是对这一问题的深入研究。

该研究结果显示,高协调能力实验一组与低协调能力实验二组的认知电位P300的指标反应时有显著性差异(P＜0.05)。波幅与潜伏期没有显著性差异(P＞0.05)。高协调能力实验一组的注意力较低协调能力实验二组更集中,反应时短,反应更快。

许多学者认为P300的产生是大脑记忆更新的一种表现,Donchin于1981年提出了背景更新理论模型(Context updating model)以解释P300产生的机制,该模型认为以一定方式贮存在人脑中的环境信息称为表征,而背景(或工作记忆)泛指在某一认知过程中人脑中原有的与认知客体有关的信息,它是表征的一部分。P300的研究指标有潜伏期、波幅、曲线下面积和头皮分布状态等[3]。

6 结论

高协调能力与低协调能力组间P300指标有显著性差异,协调能力测试中高协调能力者的注意力较低协调能力者更为集中,认知电位P300(反应时)更短,反应更快。协调能力高的其认知能力也较协调能力低的高。

[1] Kamijo,K.,Nishihira,Y.,Hatta,A.,et al.Differential influences of exercise intensity on information processing in the central nervous system[J].Europen Journal of Appliend Physiology,2004,92(3):305-317.

[2] Scisco,J.L.,Leynes,P.A.,Kang,J.Cardiavascular fitness and executive control during task-switching:An ERP study[J].InternationalJoural of Phychophysiology,2008,89(1):52-60.

[3] Kamijo,K.,Nishihira,Y.,Higashiura,T.,et al.The interactive effect of exercise intensity and task difficulty on human cognitive processing.International Journal of Psychophysiology,2007,65(2):114-121.

[4] Hillman,CH.,Belopllsky,AV.,Snook,EM.,et al.Physical activity and executive control:implications for increased cognitive health during older adulthood[J].Res Q Exercise Sport,2007,75(2):176-185.