压力情景下运动员对负性信息的注意偏向研究

刘运洲，杨勇涛，张忠秋

压力情景下运动员对负性信息的注意偏向研究

刘运洲1，杨勇涛2，张忠秋1

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，竞赛情景充满压力，易诱发运动员的消极情绪而产生注意偏向。目的：拟对压力情景下运动员注意偏向的内在机制和神经生理基础进行探讨，将有助于了解他们在比赛过程中的认知加工过程和特点，可为赛前进行针对性的注意训练与调控提供依据。方法：以正性、中性、负性情绪面孔图片为刺激材料，采用线索—靶子范式，借助事件相关电位技术（ERP）对25名运动员在压力和非压力情景下的注意行为进行测试。结果：行为数据结果显示，压力情景下无效线索提示时被试对以负性情绪面孔为线索的靶子反应时长于以中性、正性情绪面孔为线索的靶子反应时；脑电数据结果显示，与有效线索提示相比，无效线索提示时情绪面孔后的靶子诱发的P1及P300波幅较大，压力情景下负性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅大于正性、中性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅。结论：压力情景下运动员的注意偏向是对负性（威胁性）信息的注意解脱困难，脑电的变化在一定程度上可以对其神经生理效应进行解释。

注意偏向；运动员；压力情境；线索—靶子范式

运动竞赛中，比赛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，在比赛关键时刻不能发挥出正常水平而出现失误的现象也频频发生。如射击名将埃蒙斯在雅典奥运会和北京奥运会上两度将金牌拱手相让，索契冬奥会上我国最有把握夺金的“空中技巧”项目男女双保险接连落地失误，伦敦奥运会上我国女子体操团体失误不断，巴西奥运会上我国体操选手更是几乎全军覆没……为什么会出现这种现象？期间究竟发生了什么？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，如BEILOCK等[1]人的干扰模式认为在竞赛压力下由于干扰环境使注意转向无关任务引起；LEWIS等[2]人的自我关注模式认为由于执行压力增加了自我意识引起，使注意转向动作细节破坏了熟练掌握的动作的自动化；而WANG J[3]认为干扰模式和自我关注模式单独呈现时均不能充分解释这些现象，应作为一个过程来讨论，其包含干扰模式和自我关注模式的原理，反映了认知—执行的单向发展模式。虽然上述理论观点不尽相同，但均与运动员的选择性注意有关[4]。注意是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，与中性刺激信息相比，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]。近年来，研究者从认知学层面对情绪状态与情绪刺激的关系进行了研究，发现了情绪一致效应，即被试在特定情绪状态中会优先加工与该情绪状态一致的信息[6]。竞赛情景充满压力，易诱发运动员的消极情绪如焦虑等，从而使得其在竞赛中会优先对焦虑相关信息（威胁性信息）产生选择性注意，进而影响运动表现。已有研究显示，焦虑个体对威胁性信息存在着注意偏向[7]，那么在特定的竞赛压力情景下，运动员是否也会产生注意偏向？其潜在的原因或可能的机制是什么？当前研究多从情绪角度探讨了运动员比赛失常的原因，而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。鉴于此，本研究拟对压力情景下运动员注意偏向的机制进行探讨，将有助于了解他们在比赛过程中的认知加工过程和特点，可为赛前进行针对性地注意力训练与调控提供依据。

线索—靶子范式又称空间线索化任务，是研究注意资源分配特点的经典模式，其通过比较不同情绪效价的有效线索和无效线索后的靶子反应时，可考查注意偏向的成分，由于它能揭示注意偏向产生的成分机制而得到了广泛应用[8]。事件相关电位技术（ERP）具有较高的时间分辨率，由于它能提供行为学试验难以提供的精确时程及神经反应方面的信息，近些年来越来越多的研究开始使用ERP技术考察个体情绪加工时的注意分配特点。在注意偏向的ERP研究中，不同情绪线索下靶子诱发的P1成分可用于考察个体对威胁性信息的快速注意定向，POURTOIS等[9]人发现相对于中性面孔，愤怒或恐惧面孔后的靶子诱发的P1波幅较大。注意定向和聚焦的研究显示，外围空间线索能够诱发出较大的P1和较小的N1波幅[10]。当前有关注意偏向的机制的研究多集中于焦虑患者，研究者发现高焦虑个体对威胁性信息注意解脱困难[11]，ERP研究显示个体对威胁信息注意解脱困难在特定条件下可诱发出较大的P1和P300波幅[12]。

综上，鉴于线索—靶子范式能较好地揭示注意偏向产生的成分机制，ERP能够提供注意偏向发生的时间进程及相关神经反应方面的信息，本研究拟采用线索—靶子范式，借助ERP技术来探讨压力情景下运动员注意偏向的内在机制及神经生理基础。本研究的假设为压力情景下运动员的注意偏向是对负性（威胁性）信息的注意解脱困难，诱发的ERP成分主要涉及早期的P1、N1及中枢加工P300，或显示出不同程度的大脑激活。

1 研究对象与方法

1.1 被试

随机选取某校大学生运动员25名，男，年龄（20.36±1.25）岁，均为武英级或一级武士（即一级以上运动员，在全国武术锦标赛中取得较好名次），视力正常，右利手，无脑部损伤或神经性疾患史。所有被试均自愿参加试验，并在试验结束后给予一定报酬，其中有1名被试退出压力情景试验。

1.2 试验设计

2（压力情景：压力，非压力）×2（线索类型：有效，无效）×3（情绪类型：正性，中性，负性）× 4（电极点：Fz，Cz，Pz，Poz）被试内设计。压力情景、线索类型、情绪类型、电极点均为组内变量，因变量为自评压力程度、靶刺激的反应时及ERP指标N1、P1、P300。

压力情景模拟：参照当前常用的方法模拟压力[13-14]，测试前告诉运动员此次测试成绩将是选拔参加全国比赛的重要依据，每3个人分为一个小组，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另外两名队员的成绩。对于测试成绩较好的前两组，将可分别获得1 500元和1 000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]。非压力情景：仅是告诉被试要根据要求认真进行测试。

1.3 试验材料

首先从中国情感图片系统中分别选取正性、中性、负性面孔图片各60张，然后让92名大学生各自分别进行唤醒度和愉悦度评价[15]，最后筛出24张正性、24张负性、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7.76±0.41，唤醒度7.02±0.34；负性面孔图片愉悦度2.63±0.16，唤醒度 3.91±0.47；中性面孔图片愉悦度5.11±0.62，唤醒度4.35±0.70）。面孔图片尺寸均为262×302 mm，格式为PNG，依据线索—靶子范式，使用E-Prime 2.0软件对图片进行编辑。

1.4 试验程序

将被试随机分成AB两组，A组按照压力、非压力情景的顺序进行测试，B组按照非压力、压力情景的顺序进行测试。与被试预约好测试时间，要求其在试验前一天避免饮酒和剧烈运动。试验前向被试介绍试验目的、过程及签署知情同意书。正式试验时先要被试以舒服的姿势坐在计算机屏幕前约80 cm处，带好电极帽，并叮嘱试验过程中尽量少动、少眨眼睛，然后设置测试情景（压力、非压力情景），随后进行线索—靶子任务测试。线索—靶子任务开始前要求被试记录下他们的自评压力程度（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）。

线索—靶子任务：使用E-Prime 2.0呈现刺激，练习环节8个trail，被试熟悉试验任务和要求后按空格键进入正式测试。正式测试包括4个block共计384个trail（每个block含有96个trial）。首先在屏幕中心会出现一个黑色的注视点“+”和左右两侧各一个大小相同的黑色方框，持续时间500～800 ms，要求被试将注意力集中在注视点上。然后告诉被试靶刺激“*”将会出现在其中一个方框内。“*”出现前左右两边的方框中会出现一个随机的情绪图片作为提示线索，时间为500 ms。情绪图片消失后100～200 ms内“*”出现，可能在图片的同侧或异侧。如在同侧为有效提示，如在异侧则为无效提示，有效线索和无效线索的比例为3∶1（见图1）。要求被试看到“*”后尽快准确判断“*”出现的位置，在左侧用左手食指按“F”键，在右侧用右手食指按“J”键。“*”消失后进入下一个trail。此外为防止被试出现反应定势，对图片呈现顺序及时间均进行了随机化处理。

图1 线索—靶子任务刺激流程图Figure 1 Cue-target task stimulus Progress

1.5 试验设备

E-Prime试验设计系统：V2.0。

事件性相关电位：64导ERP记录分析系统（德国Brain Products公司）。Ag/AgCI电极固定在64导电极帽上，电极点参照国际10～20标准电极系统定位。参考电极置于鼻尖，前额接地，双眼外侧1 cm处安置电极记录水平眼电（HEOG），左眼上下眼眶外1 cm处安置电极记录垂直眼电（VEOG）。头皮与电极间的阻抗小于5 KΩ，EEG信号经放大器放大后连续记录，滤波带宽0.016～100 Hz，采样频率500 Hz/导，分析时程为靶刺激出现前200 ms至出现后500 ms。

1.6 数据处理与分析

反应时数据由E-Prime 2.0软件采集。

ERP数据由BP Recorder软件采集，采用BPAnalyzer软件进行离线分析。分析过程为：（1）去除眼电；（2）分段，分析时程为靶刺激出现前200 ms至出现后500 ms；（3）采用半自动去除伪迹，剔除异常波形；（4）基线校正（刺激出现前200 ms）；（5）进行0.1～15 Hz无相移数字滤波；（6）叠加平均。

采用SPSS16.0对自评压力程度得分进行成对样本T检验，对靶刺激反应时及N1、P1、P300的平均波幅进行重复测量方差分析，其中删除4名不符合要求的被试的数据（有1名被试退出压力情境试验，3名被试压力情境中有眨眼、头部晃动现象，脑电伪迹较多），删除大于和小于3个标准差的数据，且该部分数据以错误反应进行准确率统计分析，显著性水平为0.05。进行重复测量方差分析时，如不符合球形假设则取Greenhouse–Geisser矫正P值。

2 结果

2.1 自评压力程度

被试压力和非压力情景下的自评压力程度得分见表1，成对样本T检验显示自评压力程度得分差异极端显著。与非压力情景相比，压力情景下的自评压力程度得分较高，表明压力情景的模拟是有效的，能够较好地提高被试的压力水平。

表1 自评压力程度（M±SD）的比较Table 1 Stress level in different situations

2.2 行为结果

以压力情景、线索类型、情绪类型为组内变量，以被试对靶刺激的反应时为因变量进行三因素重复测量方差分析（见表2），结果显示，线索类型的主效应显著，F=5.867，P＜0.05，压力情景的主效应显著，F=5.142，P＜0.05，情绪类型的主效应不显著，F=1.524，P＞0.05；压力情景与情绪类型的交互作用极端显著，F=13.654，P＜0.000 5，线索类型与情绪类型的交互作用显著，F=5.090，P＜0.05。压力情景和线索类型的交互作用不显著，F=1.254，P＞0.05，压力情景、线索类型、情绪类型三个因素之间的三重交互作用显著，F=4.375，P＜0.05。

表2 压力和非压力情景下被试对靶刺激的反应时（M±SD）Table 2 Reaction time to target stimulus in stress and non-stress situation

进一步的简单简单效应分析显示，在非压力情景下，有效线索和无效线索提示时被试对以3种情绪类型为线索的靶子反应时均差异不显著（P＞0.05）；在压力情景下，有效线索提示时被试对以3种情绪类型为线索的靶子反应时差异不显著（P＞0.05），无效线索提示时，被试对以3种情绪类型为线索的靶子反应时差异极端显著F=13.778，P＜0.000 5，与以中性和正性情绪面孔为线索的靶子反应时相比，以负性情绪面孔为线索的靶子反应时较长。表明压力情景下，被试表现出对负性（威胁性）信息的注意解除困难。

2.3 ERP结果

参考当前注意偏向的ERP研究[11～14]，本研究选取了Fz、Cz、Pz、Poz 等电极点的 P1（90～160 ms）、N1（160～210 ms）和 P300（290～370 ms）的平均波幅进行测量与分析。以压力情境、线索类型、情绪类型和电极点为组内变量，分别以各个成分的波幅为因变量进行四因素重复测量方差分析（ERP波形见图2）。

（1）P1。线索类型的主效应极端显著，F=26.357，P＜0.001，与有效线索提示时诱发的P1波幅（1.601μV）相比，无效线索提示时诱发的P1波幅（2.538μV）较大；压力情境、情绪类型和电极点的主效应均不显著（P＞0.05），各因素之间的交互作用均不显著（P＞0.05）。

（2）N1。对N1成分的波幅进行方差分析发现，线索类型、压力情境、情绪类型和电极点的主效应均不显著（P＞0.05），各因素之间的交互作用均不显著（P＞0.05）。

（3）P300。线索类型的主效应极端显著，F=26.357，P＜0.001，与有效线索提示时诱发的P300波幅（2.146μV）相比，无效线索提示时诱发的P300波幅（3.388μV）较大；压力情境、情绪类型和电极点的主效应均不显著（P＞0.05），压力情景和情绪类型的交互作用显著，F=4.674，P＜0.05，其他因素间的交互作用均不显著（P＞0.05）。

由于压力情景和情绪类型的交互作用显著，进一步的简单效应分析显示，在非压力情景下，以3种情绪类型为线索时诱发的P300波幅差异不显著（P＞0.05）；在压力情景下，以3种情绪类型为线索时诱发的P300波幅差异显著（P＜0.05），同以负性情绪面孔为线索时诱发的P300波幅（2.863 μV）相比，以正性情绪面孔（（2.112 μV）和中性情绪面孔（2.149 μV）为线索时诱发的P300波幅较小。

图2 压力和非压力情景下线索—靶子任务诱发的ERP波形（以Pz点为例）Figure 2 ERP induced buy cue-target task in stress and nonstress situation

3 讨论

本研究以情绪面孔图片为刺激材料，采用线索—靶子范式，借助ERP技术探讨了压力情景下运动员注意偏向的内在机制及其神经生理基础。行为数据结果显示，压力情景下，无效线索提示时被试对以负性情绪面孔为线索的靶子反应时较长；脑电数据结果显示，与有效线索提示相比，无效线索提示时情绪面孔后的靶子诱发的P1及P300波幅较大，压力情景下负性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅大于正性、中性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅，该结果与研究假设一致。

本研究参照当前常用的方法模拟压力情景，在线索—靶子任务开始前要求被试记录下他们的自评压力程度，研究结果显示被试在压力情景下自评压力程度得分较高，表明压力情景较好地提高了他们的压力水平。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]。本研究模拟压力情景后，被试的压力水平显著提高，说明压力操纵是有效的。

注意包括定向、维持、解除、转移等多种成分。线索—靶子范式通过比较不同情绪效价的有效线索和无效线索后的靶子反应时，可考查注意偏向的成分。如果在有效位置上情绪靶刺激的反应时小于中性靶刺激，则是注意警觉（定向）；如果在无效位置上情绪靶刺激的反应时大于中性靶刺激，则是注意解除困难[17]。本研究结果显示，压力情景下，无效线索提示时被试对以负性情绪面孔为线索的靶子反应时大于以中性情绪面孔为线索的靶子反应时，表明压力情景下被试表现出对负性（威胁性）信息的注意解除困难。“情绪一致”效应认为被试在特定情绪状态中会优先加工与该情绪状态一致的信息[6]，压力情景易诱发运动员的消极情绪如焦虑等，从而使得他们会优先对焦虑相关信息（威胁性信息）产生选择性注意。根据FOX等[18]人对注意偏向机制的解释，负性、威胁性信息延长了注意维持时间，影响了被试对该信息的注意解除能力，从而使注意在这些刺激上停留时间较长。

脑电数据结果显示，与有效线索提示相比，无效线索提示诱发的P1及P300波幅较大，压力情景下负性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅大于正性、中性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅，该结果与研究假设基本一致。“线索—靶子范式”可较好的区分出注意偏向中的快速注意定向及注意解脱困难，有效线索提示时比较中性条件与威胁性条件下的反应时考察注意定向，无效线索提示时比较中性条件与威胁性条件下的反应时考察注意解脱困难[19]。本研究中无效线索提示时诱发的P1及P300波幅较大，说明被试在注意解脱时占用的注意资源较多，该结果与李海江等人的研究一致[20]。视觉信息加工中空间位置信息的加工要早于其他信息的加工，P1主要反映对刺激空间位置信息的觉察[21]，无效线索提示时诱发的P1波幅较大，说明被试在注意解脱时觉察的空间信息线索较多。P300与认知活动密切相关，无效线索提示时诱发的P300波幅较大，说明被试在注意解脱时动用的心理资源较多。

压力情景下负性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅大于正性、中性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅，可能与被试的焦虑水平升高有关。由于压力易诱发消极情绪如焦虑等，从而使得被试会优先对负性、威胁性信息产生选择性注意。MOGG和BRADLLEY[8]的“认知—动机”模型认为对威胁性信息的注意由效价评价系统决定，该系统负责刺激的最初的无意识评价，在信息输出过程中会受到动机因素如焦虑的影响，焦虑水平升高会增加对威胁信息的敏感性，从而使个体投入更多的注意资源。本研究结果支持了“认知—动机”模型的观点，即压力情景下被试对威胁性信息进行加工时投入了更多的注意资源。此外，根据生物进化论的观点，人类需要对威胁性信息投入较多的注意资源以求更好生存，对威胁性信息的注意偏向是适应性的表现。压力情景诱发的消极情绪易导致被试对消极情绪刺激更加关注，从而诱发了较大的P300波幅。

比赛过程中，各种外在的、内在的稳定和非稳定因素易使运动员产生压力，进而发生应激反应而引起情绪上的变化如焦虑等，从而使得他们在竞赛中易对负性（威胁性）信息产生注意偏向。由于其对负性信息进行加工时占用了较多的注意资源，而注意资源是有限的，从而可能会对动作执行造成影响，即由于注意模式的改变给运动表现带来了影响。另一方面，他们的注意偏向表现为注意解脱困难，即注意资源被锁定、滞留在负性信息中而难以转移出来，由于注意在负性信息上停留时间较长，从而可能会诱发更多的消极情绪，使得焦虑水平进一步升高，进而影响运动表现，于是出现了比赛失常现象。总之，本研究以情绪面孔图片为刺激材料，采用线索—靶子范式，借助事件相关电位技术（ERP）探讨了压力情景下运动员注意偏向的内在机制及神经生理机制，将有助于了解他们在比赛过程中的认知加工过程和特点，可为赛前进行针对性的注意力训练与调控提供依据，将具有较好的理论意义和应用价值。在今后的研究中，需要进一步探讨降低注意偏向的训练方法，以便在实践中能够较好的进行应用。

4 结论

（1）压力情景下运动员的注意偏向是对负性（威胁性）信息的注意解脱困难，即注意资源被锁定、滞留在负性信息中而难以转移出来。（2）与有效线索提示相比，无效线索提示时情绪面孔后的靶子诱发的P1及P300波幅较大。（3）压力情景下，负性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅大于正性、中性情绪面孔后的靶子诱发的P300波幅。

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Attentional Bias to Negative Emotional Stimulus of Excellent Athletes under Pressure Condition

LIU Yunzhou1，YANG Yongtao2，ZHANG Zhongqiu1
（1.China Institute of Sport Science，Beijing 100061，China；2.Key Laboratory of Competitive Sport Psychological and Psychological Regula⁃tion，Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China）

Attentional bias is a phenomenon that individuals pay attention to specific stimuli with high sensitivity.Competition situation can induce negative emotions that influence attentional bias because of its high pressure.Aim：This study discussed the neural mechanism of attentional bias of athletes in pressure condition，which can help researchers understand the information processing characteristics in competition，and also can provide guidance for attention train⁃ing in pre-competition.Methods：By using cue-target paradigm and ERP，the attentional behavior of twenty-five athletes were recorded when looking differ⁃ent kinds of emotional face pictures in pressure and unpressure conditions.Results：The reaction time was slower in pressure condition for invalid cue condi⁃tion when facing negative face pictures，compared with positive and neutral ones.The amplitude of P1，P300 induced by emotional pictures under invalid cue condition was higher than that of valid cue condition；the amplitude of P300 induced by negative emotional pictures under pressure condition was higher than that of positive and neural ones.Conclusions：Athletes pay more attention to negative stimulus in pressure condition，and are difficult to transfer their attention resource to other stimuli form negative stimulus.

attentional bias；athletes；pressure situation；cue-target paradigm

G 804.8

A

1005-0000（2017）02-134-05

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2017.02.007

2016-12-13；

2017-01-12；录用日期：2017-01-13

财政部基本科研业务费专项（项目编号：基本15-11）

刘运洲（1978-），男，湖北随州人，博士，副研究员，研究方向为运动心理学。

1.国家体育总局体育科学研究所，北京100061；2.天津体育学院国家体育总局竞技运动心理与生理调控试验室，天津300381。