科創講堂

球來就打?!頂尖球員的大腦決策!

講者/陳尹華(政治大學心智、大腦與學習研究中心博士後研究員)

撰文/整理/科學人

科創講堂

球來就打?!頂尖球員的大腦決策!

講者/陳尹華(政治大學心智、大腦與學習研究中心博士後研究員)

撰文/整理/科學人


優秀運動員最讓我們驚豔的能力之一,是動作預判,也就是可以提早做反應的能力。政治大學心智、大腦與學習研究中心博士後研究員陳尹華利用棒球運動來檢驗「知覺經驗」與「動作經驗」兩派假說,也帶我們看到專家和非專家在腦部資源的使用上有什麼不同。


知覺經驗還是動作經驗?


動作預判的能力,在運動科學上主要有兩種解釋。知覺經驗假說認為:因為運動員常看、常去對應,所以知道要看哪裡,因此可以幫助預判。動作經驗假說則認為,因為運動員本身有做同樣動作的經驗,所以知道接下來會如何發展,便可以幫助做預判。


陳尹華選用台灣最強的棒球運動來研究這個問題,而且打擊者和投手正好各自符合知覺和動作經驗假說的角色:請打擊者看一個投手的動作,如果判斷很準確的話,就表示知覺經驗很有幫助。相對來說,請投手來看時,如果判斷投球結果更正確,表示動作經驗更重要。


陳尹華的受試者共有四組,分別為專家組和一般組的投手和打擊者,給他們看投手向著自己投球的影片,請他們判斷投球結果是好球還是壞球。由於目的在於測試預判能力,因此這些影片都是在投手投球完成前就中止。而為了知道可以多早做判斷,又有12種不同長度的影片,受試者則要回答自己是揮棒、不揮棒,或不知道;也要回答該球是好球、壞球,或不知道。


實驗結果發現,影片最短時,專家組打擊者的正確率比一般組(不論是投手或打擊者)高,達到統計上的顯著差異;專家組的投手雖然看起來有類似的趨勢,但在統計上不顯著。另外,專家打擊者回答不確定的比例又比一般打擊者低,反映了優秀運動員比較不會處在不知道或無法決定的狀態;專家投手再次顯示不確定率低於一般打擊者的趨勢,但差異仍未達到統計上的顯著。上述結果支持知覺經驗比起動作經驗,對預判有比較大的幫助。


知覺專家的神經特徵


至於知覺經驗的專家在進行動作預判時,腦中發生了什麼事?神經特徵是什麼?陳尹華在這階段的實驗利用磁共振造影(MRI)來進行,觀察運動員腦的功能(腦區活動、腦區連結)和結構(腦某些區域的灰質容積大小)。


這次的受試者是專家打擊者和一般打擊者,讓他們在MRI機器中觀看投手從準備動作開始直到球離手100毫秒內的投球影片,記錄腦部活動的高低。


結果發現,兩組人使用的腦區大致上相似,但一般打擊者比專家打擊者動用了更多腦資源來做判斷,特別是頂內溝和顳中回這兩個腦區,前者和知覺物體在空間中的位置很有關聯;後者則與生物動作(移動時關節的相對位置)有關。也許一般選手做預判時,需要花更多腦部資源來看投手投球時球的軌跡以及投手身體各關節互動的關係。


這部份實驗也比較了累積知覺經驗和腦區活動強度的關聯,發現選手累積經驗越多,腦區活動越低,顯示腦區活動非常有效率。觀察頂內溝到小腦的連結,發現一般選手神經連結強度也大於專家,表示他們需要更多資源來連結,相對來說專家的腦部活動也是更有效率的。至於專家的頂內溝為何可以這麼有效率?陳尹華發現,專家的灰質容積確實比一般選手多,表示他們有更多神經元,因此活動可以不用這麼強。


由陳尹華的研究我們了解到:進行動作預判時,專家選手較倚賴「知覺經驗」,而且他們有較高的神經效率,所需的相應腦區活動比一般選手低、腦區連結較弱;而他們的神經效率,又與頂內溝灰質容積較大有關。


《科學人》雜誌的延伸閱讀:

〈棒棒揮空,出局!〉科學人2007年90月



更多相關文章

2018年11月201期我們在看假新聞? 雜誌訂閱

本期最新文章