先验概率信息对足球运动员动作预测表现的影响及认知加工特征

发布时间：2020-07-23 20:44

【摘要】：动作预测能力是决定运动员竞技表现的关键因素之一。在快速球类运动项目中,如足球点球情境下,守门员往往需要在球员射门动作完成之前预测球的落点方向,从而为其后续执行扑球动作预留足够的时间。大量研究表明,高水平运动员能够使用对手有限的身体运动学信息(当前信息)完成高效的动作预测。然而,基于贝叶斯理论和实际运动情境,在当前信息不完整的情况下,高水平运动员会倾向于将先验信息(如预先获知的关于点球队员的射门方向概率信息)与当前信息结合起来以对动作结果进行更为准确的预测。但目前很少有研究探讨先验概率信息与动作预测表现间的关系,其影响特征及机制尚需进一步探索。因此,本研究的目的是探究先验概率信息对动作预测表现的影响,并采用事件相关电位技术深入考察先验概率信息效应的认知加工特征。围绕“先验概率信息影响动作预测表现”这一主线,研究一通过实验1和实验2分别探索先验概率信息能否影响足球运动员的动作预测表现及影响的关键时间点;在此基础上,研究二借助事件相关电位技术,通过实验3和实验4操纵先验概率信息和当前信息的一致性,分别考察先验概率信息匹配和不匹配条件下影响动作预测的大脑电生理特征;最后,研究三从信息加工的角度入手,通过实验5和实验6分别分析了专项和非专项情境下,先验概率信息效应的阶段性特征,即运动员的专家优势是发生在前期对先验概率信息的加工阶段,还是后期对先验概率信息和当前信息的整合阶段。研究结果显示:(1)实验1中,在当前信息量最少时,干预有偏向、测试有偏向条件下专家组后测动作预测成绩显著高于前测。(2)实验2中,当前信息量为中等和最少时,专家组在有偏向信息条件下的预测正确率最高;对照组在三种当前信息量条件下,有偏向信息条件的正确率均最高。(3)实验3中,专家组在无先验概率信息条件下诱发的N2波幅显著高于无偏向信息条件和有偏向信息条件,而对照组在三种条件下无显著差异。(4)实验4中,专家组在不匹配条件下诱发的N2波幅显著高于中性和匹配条件,对照组在三种条件下的N2波幅无显著差异。(5)实验5中,对先验概率信息诱发的CNV波幅无组间差异,在整合两类信息过程中,只有专家组中不匹配条件下的N1和N2波幅最高,对照组三种条件间无显著差异。(6)实验6中,专家组诱发的CNV波幅显著高于对照组;专家组在匹配条件下诱发的P3波幅显著小于中性和不匹配条件。研究结论:(1)先验概率信息能够促进足球运动员的动作预测表现;(2)足球运动员能够基于先验概率信息,灵活地调整对当前信息的注意资源投入和认知控制水平,以保持更好的动作预测表现;(3)对于专项情境下的动作预测过程,专家优势主要源于足球运动员能够更好地整合先验信息和当前信息,而非前期对先验信息的加工能力更强;(4)先验概率信息不仅能够促进足球运动员在专项运动情境下的动作预测表现,也对一般认知加工过程产生影响。
【学位授予单位】：上海体育学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G843
【图文】：

先验信息,预测过程,运动员

在视觉信息有限的不确定情况下，运动员倾速预测[15, 16]。K rding（2007）将贝叶斯统计理动员在动作预测过程中，会综合考虑先前已知预测所造成的损失，提高动作预测的效率[9]。根将这种先前已知的信息称为先验信息，指个体获前信息指在预测过程中视知觉到的包括对手身，运动员在执行回球动作之前，对对手击球落点前提。此时，运动员会结合先验信息（如以往对示）与基于当前知觉到的对手身体线索（如身球落点的位置进行最终预测（图 1 蓝色所示）。，这种利用先验信息结合当前信息进行预测的况，效率更高、损失更少。

实验流程,球员,视频

图 1.1 实验流程图。每名被试需要完成三个阶段的测试，包括前测、干预和后测。将每组被试基于训练干预随机分为两组：干预有偏向组（Action Preferoup,APG）和干预无偏向组（No Action Preference group, NPG）。干预阶段被试会观看球员 A 和 B 的射门视频，其中 APG 看到的 A 和 B 均有射门方好（75%为向左），而 NPG 看到的 A 和 B 无射门方向偏好（四个角各 25%两个时间段测试动作预测任务：干预前和干预后。最后让被试口头报告是否预过程中，意识到了视频中球员的射门偏向信息（是否外显获得了先验知识预前从 180 段视频中选取 48 段视频（球员 A24 段，球员 B24 段），其中两名中的一位有射门方向偏好（75%向左，25%向右或 75%向右，25%向左），位没有（踢向四个方向的比例相等，为 25%）。每段视频根据时间阻断技术为三类：T-2、T-1 和 T，因此共 144 段视频。每名球员为一个 block，共包

信息量,专家组,先验概率,主效应

时间）×2（干预）×2（测试偏向）的重复测量方差分析（图 1.2）。结果发现在T-2 条件下，测试时间主效应显著（F(1, 18) = 6.93, p = 0.017, = 0.278），测试时间×干预×测试偏向三阶交互作用显著（F(1, 18) = 5.81, p = 0.027, = 0.244）。简单效应分析结果发现，干预有偏向/测试有偏向时，后测动作预测成绩显著高于前测（p = 0.001），其它条件下成绩没有发生显著变化（ps ≥ 0.280）。以反应时为因变量的重复测量方差分析结果发现，三种信息量条件下测试时间、干预和测试偏向主效应以及交互作用均不显著（主效应：ps ≥ 0.142；交互作用：ps ≥ 0.117）。以上结果表明，运动员动作预测时对当前信息和先验概率信息的利用情况，会受到当前信息量多少的影响。在当前信息量较少时，运动员为了保持预测准确率，在当前信息与先验概率信息一致概率较大的情况下，先验概率信息对动作预测起到了促进作用。

【参考文献】