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破譯腦波的秘密:你會百發百中還是彈彈落空?腦波可能都知道!

活躍星系核_96
・2020/12/13 ・1839字 ・閱讀時間約 3 分鐘
  • 作者/鄭名揚|運動健腦黨

空氣手槍射擊是一種展現高度精準性與穩定性的運動項目。然而,在高度競爭的射擊比賽中,射擊表現不只取決於選手的技術,在關鍵時刻,選手的心理狀態更扮演決定勝負的關鍵。

奧林匹克運動會有 5 項手槍射擊項目,「10公尺空氣手槍」為其中一項。圖/Wikimedia Commons

越熟練,你的大腦越「游刃有餘」

對於大腦與運動表現的連結,有一個頗具說服力的假說稱為「心理動作效率假說 」(Psychomotor efficiency hypothesis)。

這個假說認為,當動作技巧越熟練的時候,負責此動作的特定腦區其活動會降低,因為此腦區的神經元以一種較和諧且有效益的方式運作,用較少的能量達到高水準的動作技巧。如此,其他的大腦資源可以轉向於更複雜的即時狀況處理,但不影響其動作品質。

大家可能會想腦波跟心理狀態有什麼關係呢?腦波可以反映出大腦活動到幾毫秒的精細程度,這樣的特性使腦波成為觀察運動表現前準備狀態的絕佳工具。

想找出大腦內的秘密?「腦波」成為許多科學家的重要研究工具。圖/Pixabay

簡單來說,腦波是一個生理指標,能反映大腦在處理特定訊息時的電化學反應。其收集的過程是經由黏貼在頭皮上的電極點記錄之後,經過精密的計算而呈現出來的。

不同的腦波頻率段其功能性意義不同,例如:大家常聽到的 alpha 波,可反應放鬆的心理狀態; Beta 波則反應警覺或特定的專注狀態。

做好準備動作後,觀察特定的腦波頻率

在腦波指標中,有一個非常特殊的指標,它可以反映感覺動作皮質區的活動。這個指標叫做感覺動作節率 (sensorimotor rhythm,以下簡稱 SMR )。

感覺動作區是其中一個重要區域,此區負責處理「動作」相關的大腦活動;不僅如此,感覺動作區也匯流動作相關處理的重要訊息。因此,感覺動作區對於研究運動選手在「動作準備期」的心理狀態是具有其特殊的角色。

SMR 為一個只限於感覺動作皮質區的腦波頻率,其頻率範圍為 12 至 15 赫茲。

2012年奧林匹克運動會的空氣手槍選手們。圖/Wikimedia Commons

過往的研究發現當 SMR 升高的時候,代表著此時感覺動作皮質區的活動是減低的,利用這樣的特殊關係,將 SMR 應用在觀察運動員動作準備期間的腦波不失為一個有趣的觀察點。

於是本團隊召募了 24 位高技能水準的空氣手槍選手,並在其射擊過程中記錄其 SMR 的活動。

實驗過程中,空氣手槍選手被指示進行如同比賽進行的 40 發射擊。在篩選完無效腦波後,我們將每位選手的射擊表現區分為最佳(最高分的十發)及最差(最低分的十發)的兩組,並比較其 SMR 活動在動作準備期間的差異。

吳佳穎是臺灣知名的空氣手槍國手,來自國立臺灣師範大學運動競技系。

破譯腦波的秘密,預測你的射擊表現!

研究結果發現,空氣手槍選手在最佳表現時,在動作準備期間的 SMR 活動顯著高於較差表現。

這樣的發現說明了在較佳運動表現的情況下,感覺動作皮質區的活動是處在節約能量但高效率的狀態。而較差表現之動作準備期間,反應的狀態則是處於受到若干外在干擾,以致於感覺動作區必須處理相關的干擾而提升其活動狀態。

這樣的發現也應證了先前對於心理動作效率假說的論點,也就是較好的動作表現是基於特定腦區處於一個較和諧且平穩的神經活動,如此特化的活動,促成一個比較高效率化的動作表現。

總而言之,運動員的心理狀態其變化是非常細微的。然而,透過觀察其動作準備期間的腦波變化,我們可以診斷這個動作準備的階段是否能促成之後較佳的運動表現。

資料來源

  • Cheng, M.Y., Wang, K.P., Hung, C.L., Tu, Y.L., Huang, C.J., Koester, D., Schack, T., & Hung, T. M.* (2017). Higher Power of Sensorimotor Rhythm Associated with Better Performance in Skilled Air-Pistol Shooters. Psychology of Sport and Exercise, 32, 47-52. http://dx.doi.org/10.1016/j.psychsport.2017.05.007

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