运动员前额叶脑活动与认知表现解析10天正念训练是否更高效调用脑资源
2026-06-12 来源:本站 点击次数:178
10 天正念训练改变了什么？运动员前额叶脑活动与认知表现解析
论文概述
在赛场上，真正考验运动员的往往不只是肌肉力量和技术动作。一次关键回合前，运动员需要保持注意力并在紧张情绪下继续执行战术。正念训练正是近年来运动心理学中备受关注的一类方法，它并不是简单地放空或者是让人冷静下来，而是通过持续的注意力训练，让个体更敏锐地觉察身体和心理状态，并在紧张或压力出现时，把注意力重新带回当下任务。
最近，来自广州体育学院等机构的研究团队在《BMC Psychology》发表了一项随机对照研究“The effects of intensive mindfulness interventions on athletes'psychological states and cognitive performance: an fNIRS study”。研究把10天密集正念训练引入精英羽毛球运动员的赛前准备阶段，并使用功能性近红外光谱成像（fNIRS）记录运动员在执行认知任务时的前额叶血氧反应。研究想回答一个很有意思的问题：短期正念训练是否会让运动员在完成计划和问题解决任务时，以更省力的方式调用大脑资源？
文章信息
研究方法
研究团队采用随机对照实验设计，在干预前后分别测量运动员的正念水平、认知任务表现以及前额叶脑活动；整体研究流程如图1所示。
研究共招募了28名来自中国广州高水平训练中心的精英羽毛球运动员。所有运动员都参加同一国家级比赛，并且在实验前没有正式正念练习经历。研究人员将他们随机分为两组：正念干预组14人，其中男性6人、女性8人，平均年龄20.29岁，平均训练年限13.14年；对照组14人，其中男性8人、女性6人，平均年龄21.14岁，平均训练年限12.93年。所有被试均为右利手，没有明显神经系统疾病史、阅读障碍或酒精药物依赖；
2. 正念干预
本研究设置为期 10 天的正念干预，两组受试者均正常参与日常训练。干预组每日训练后进行 30 分钟身体扫描正念训练，由专业人员统一指导，引导受试者逐部位觉察身体感受、稳定当下觉知；对照组则在同一时段观看中性自然纪录片，实现时长与注意力负荷匹配。实验时间线：第 0 天完成前测，第 1–10 天实施干预，第 11 日上午完成后测，第 12 日开展正式羽毛球比赛；
3. 认知任务
研究人员使用伦敦塔任务（Tower of London, TOL）评估运动员的计划能力和问题解决能力。在这个任务中，屏幕上会出现三根不同长度的柱子和三个彩色小球，被试需要按照规则移动小球，用尽可能少的步数达到目标排列。研究将任务分为低认知负荷和高认知负荷两种条件：低负荷题目需要3到4步完成，高负荷题目需要5到6步完成，如图2所示；
图2 伦敦塔认知任务示意图
4. fNIRS脑成像
在完成伦敦塔任务时，运动员同时佩戴功能性近红外光谱成像设备。fNIRS可以通过检测氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）的变化，间接反映大脑局部区域的活动水平。研究团队将探头布置在前额叶区域，覆盖与注意控制、计划、抑制和任务监控密切相关的脑区。具体通道布局如图3所示；
5.数据分析方法
对 fNIRS 原始信号进行预处理，包括去除运动伪迹、滤波及血红蛋白浓度换算；以 Hbdiff（HbO–HbR）作为脑激活指标，分析组别、认知负荷与干预时长带来的脑通道响应差异。结合正确反应时与皮层激活水平计算神经效率指数（NE）：在任务表现不变的前提下，脑激活水平越低、NE 数值越高，代表神经资源利用越高效。
研究结果
1. 正念水平变化
正念干预显著改变了运动员的心理状态。由表1五维度正念量表（FFMQ）数据可见：干预组量表总分由前测的60.43分提升至后测的73.29分，对照组得分则基本保持稳定。统计检验结果显示，FFMQ总分存在显著的组别×时间交互效应，表明为期10天的身体扫描正念练习，能够有效提升运动员整体正念水平。
表1 五因素正念问卷得分
2. 认知行为表现变化
伦敦塔（TOL）任务的行为指标未出现明显组间差异。针对任务准确率、正确反应时与错误反应时开展统计分析，均未检测到显著的组别×时间交互效应（表2）。这说明10天短期正念干预，并未使运动员在规划类认知任务的速度与准确度上产生即时性改变。
表2 伦敦塔任务行为表现
3. 前额叶脑区激活特征
fNIRS脑成像数据显示，在低认知负荷任务条件下，干预组CH15通道的血流动力学响应出现显著下降（图4a）。该通道对应右侧腹外侧前额叶（right vlPFC），该脑区主要参与抑制控制、注意力调节及干扰信息筛选。干预后测结果显示，干预组CH15通道的神经效率指数显著高于对照组（图4b）。在任务表现持平的前提下，正念训练组运动员该脑区激活程度更低、认知负荷更小。
4. 脑激活与行为表现的相关性
相关性分析结果如图5所示：干预组后测阶段，在低认知负荷条件下，CH15通道的激活水平与任务正确反应时呈显著正相关，即该脑区血氧响应越强，运动员完成任务的反应速度越慢。
本研究表明，为期 10 天的正念训练并未显著提升运动员的伦敦塔任务行为表现，也无法直接证实该干预能够改善运动员的竞赛成绩。研究核心发现为：短期密集正念干预可改变精英羽毛球运动员执行认知任务时的前额叶资源调用模式。在低认知负荷情境下，运动员右侧腹外侧前额叶（vlPFC）血氧响应水平降低，神经效率显著提升。
未来展望
1.扩充研究样本与研究对象：本研究样本量偏小，且仅选取羽毛球单项运动员，后续需扩大样本规模，并纳入不同运动项目、不同竞技水平的运动员，验证结论的普适性；
2.延长干预周期与丰富干预方案：本次干预时长较短，未来可设置更长周期的正念训练，探究干预时长对行为表现、脑功能的长期影响；
3.完善测评指标与实验任务
①增设赛前焦虑、心理负荷、主观投入度等测评指标，结合瞳孔测量等生理指标，区分神经效率提升与任务参与度变化；
②采用反应时变异性等更灵敏的行为指标，捕捉精英运动员细微的认知改变；
③替换或补充运动专项压力任务、高竞技压力场景范式，探究正念效果在真实赛场的迁移作用。
原文信息及链接
Song Y, Zhang J, Gaziev S, et al. The effects of intensive mindfulness interventions on athletes'psychological states and cognitive performance: an fNIRS study[J]. BMC Psychology, 2026, 14:541.
https://doi.org/10.1186/s40359-026-04323-w
研究团队介绍
本研究依托广州体育学院及广东省人体运动表现科学重点实验室开展核心研究工作。该省级重点实验室聚焦竞技体育领域，深耕运动员状态调控、运动表现优化与神经科学交叉研究，具备完善的脑成像、运动心理测评等科研条件。同时，研究联合乌兹别克斯坦国立体育大学、华南农业大学以及深圳市大鹏新区葵涌中学多方科研人员共同完成，形成了跨地域、跨领域的协作研究团队。
关于维拓启创
维拓启创（北京）信息技术有限公司成立于2006年，是一家专注于脑科学、康复工程、人因工程、心理学、体育科学等领域的科研解决方案供应商。公司与国内外多所大学、研究机构、企业长期保持合作关系，致力于将优质的产品、先进的技术和服务带给各个领域的科研工作者，为用户提供有竞争力的方案和服务，协助用户的科研工作，持续提升使用体验。
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论文概述
在赛场上，真正考验运动员的往往不只是肌肉力量和技术动作。一次关键回合前，运动员需要保持注意力并在紧张情绪下继续执行战术。正念训练正是近年来运动心理学中备受关注的一类方法，它并不是简单地放空或者是让人冷静下来，而是通过持续的注意力训练，让个体更敏锐地觉察身体和心理状态，并在紧张或压力出现时，把注意力重新带回当下任务。
最近，来自广州体育学院等机构的研究团队在《BMC Psychology》发表了一项随机对照研究“The effects of intensive mindfulness interventions on athletes'psychological states and cognitive performance: an fNIRS study”。研究把10天密集正念训练引入精英羽毛球运动员的赛前准备阶段，并使用功能性近红外光谱成像（fNIRS）记录运动员在执行认知任务时的前额叶血氧反应。研究想回答一个很有意思的问题：短期正念训练是否会让运动员在完成计划和问题解决任务时，以更省力的方式调用大脑资源？
文章信息
研究团队采用随机对照实验设计，在干预前后分别测量运动员的正念水平、认知任务表现以及前额叶脑活动；整体研究流程如图1所示。
图1 正念干预实验流程
1. 被试研究共招募了28名来自中国广州高水平训练中心的精英羽毛球运动员。所有运动员都参加同一国家级比赛，并且在实验前没有正式正念练习经历。研究人员将他们随机分为两组：正念干预组14人，其中男性6人、女性8人，平均年龄20.29岁，平均训练年限13.14年；对照组14人，其中男性8人、女性6人，平均年龄21.14岁，平均训练年限12.93年。所有被试均为右利手，没有明显神经系统疾病史、阅读障碍或酒精药物依赖；
2. 正念干预
本研究设置为期 10 天的正念干预，两组受试者均正常参与日常训练。干预组每日训练后进行 30 分钟身体扫描正念训练，由专业人员统一指导，引导受试者逐部位觉察身体感受、稳定当下觉知；对照组则在同一时段观看中性自然纪录片，实现时长与注意力负荷匹配。实验时间线：第 0 天完成前测，第 1–10 天实施干预，第 11 日上午完成后测，第 12 日开展正式羽毛球比赛；
3. 认知任务
研究人员使用伦敦塔任务（Tower of London, TOL）评估运动员的计划能力和问题解决能力。在这个任务中，屏幕上会出现三根不同长度的柱子和三个彩色小球，被试需要按照规则移动小球，用尽可能少的步数达到目标排列。研究将任务分为低认知负荷和高认知负荷两种条件：低负荷题目需要3到4步完成，高负荷题目需要5到6步完成，如图2所示；
图2 伦敦塔认知任务示意图
4. fNIRS脑成像
在完成伦敦塔任务时，运动员同时佩戴功能性近红外光谱成像设备。fNIRS可以通过检测氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）的变化，间接反映大脑局部区域的活动水平。研究团队将探头布置在前额叶区域，覆盖与注意控制、计划、抑制和任务监控密切相关的脑区。具体通道布局如图3所示；
图3 fNIRS探头和通道布局
5.数据分析方法
对 fNIRS 原始信号进行预处理，包括去除运动伪迹、滤波及血红蛋白浓度换算；以 Hbdiff（HbO–HbR）作为脑激活指标，分析组别、认知负荷与干预时长带来的脑通道响应差异。结合正确反应时与皮层激活水平计算神经效率指数（NE）：在任务表现不变的前提下，脑激活水平越低、NE 数值越高，代表神经资源利用越高效。
研究结果
1. 正念水平变化
正念干预显著改变了运动员的心理状态。由表1五维度正念量表（FFMQ）数据可见：干预组量表总分由前测的60.43分提升至后测的73.29分，对照组得分则基本保持稳定。统计检验结果显示，FFMQ总分存在显著的组别×时间交互效应，表明为期10天的身体扫描正念练习，能够有效提升运动员整体正念水平。
表1 五因素正念问卷得分
2. 认知行为表现变化
伦敦塔（TOL）任务的行为指标未出现明显组间差异。针对任务准确率、正确反应时与错误反应时开展统计分析，均未检测到显著的组别×时间交互效应（表2）。这说明10天短期正念干预，并未使运动员在规划类认知任务的速度与准确度上产生即时性改变。
表2 伦敦塔任务行为表现
3. 前额叶脑区激活特征
fNIRS脑成像数据显示，在低认知负荷任务条件下，干预组CH15通道的血流动力学响应出现显著下降（图4a）。该通道对应右侧腹外侧前额叶（right vlPFC），该脑区主要参与抑制控制、注意力调节及干扰信息筛选。干预后测结果显示，干预组CH15通道的神经效率指数显著高于对照组（图4b）。在任务表现持平的前提下，正念训练组运动员该脑区激活程度更低、认知负荷更小。
图4 低负荷伦敦塔任务中的脑激活和神经效率结果
4. 脑激活与行为表现的相关性
相关性分析结果如图5所示：干预组后测阶段，在低认知负荷条件下，CH15通道的激活水平与任务正确反应时呈显著正相关，即该脑区血氧响应越强，运动员完成任务的反应速度越慢。
图5 干预组后测中脑激活与行为表现的相关关系
结论与展望本研究表明，为期 10 天的正念训练并未显著提升运动员的伦敦塔任务行为表现，也无法直接证实该干预能够改善运动员的竞赛成绩。研究核心发现为：短期密集正念干预可改变精英羽毛球运动员执行认知任务时的前额叶资源调用模式。在低认知负荷情境下，运动员右侧腹外侧前额叶（vlPFC）血氧响应水平降低，神经效率显著提升。
未来展望
1.扩充研究样本与研究对象：本研究样本量偏小，且仅选取羽毛球单项运动员，后续需扩大样本规模，并纳入不同运动项目、不同竞技水平的运动员，验证结论的普适性；
2.延长干预周期与丰富干预方案：本次干预时长较短，未来可设置更长周期的正念训练，探究干预时长对行为表现、脑功能的长期影响；
3.完善测评指标与实验任务
①增设赛前焦虑、心理负荷、主观投入度等测评指标，结合瞳孔测量等生理指标，区分神经效率提升与任务参与度变化；
②采用反应时变异性等更灵敏的行为指标，捕捉精英运动员细微的认知改变；
③替换或补充运动专项压力任务、高竞技压力场景范式，探究正念效果在真实赛场的迁移作用。
原文信息及链接
Song Y, Zhang J, Gaziev S, et al. The effects of intensive mindfulness interventions on athletes'psychological states and cognitive performance: an fNIRS study[J]. BMC Psychology, 2026, 14:541.
https://doi.org/10.1186/s40359-026-04323-w
研究团队介绍
本研究依托广州体育学院及广东省人体运动表现科学重点实验室开展核心研究工作。该省级重点实验室聚焦竞技体育领域，深耕运动员状态调控、运动表现优化与神经科学交叉研究，具备完善的脑成像、运动心理测评等科研条件。同时，研究联合乌兹别克斯坦国立体育大学、华南农业大学以及深圳市大鹏新区葵涌中学多方科研人员共同完成，形成了跨地域、跨领域的协作研究团队。
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