曹 华

(广东警官学院警体部,广东 广州 510230)

武术训练对警员负性情绪状态下抑制能力的影响*
——一项事件相关电位研究

曹 华

(广东警官学院警体部,广东 广州 510230)

抑制控制是一项重要的认知功能，以往的发现负性情绪会对抑制过程造成影响。出于警察职业性质的需要，本研究试图探讨武术训练经验是否会改变警员在负性情绪状态下的抑制控制能力。为此，在经典Go/No go范式的基础上加入了情绪维度，同时使用事件相关电位技术。结果显示，武术训练对个体的影响主要反映在No go条件下的准确率及与动作抑制相关的认知阶段，行为及脑电数据上的差异使我们能够对此问题进行初步探讨。

武术；情绪；抑制控制；ERP

人们生活的场景复杂多变，要完成一定目标的任务通常需要排除无关因素的干扰、抑制不恰当的行为[1]。前人研究表明，抑制控制是正确决策的前提且该能力的缺失通常会诱发冲动行为[2,3]。然而，在人与环境的互动过程中难免会产生情绪体验，大量研究表明情绪会对个体的抑制控制能力产生影响[4,5,6]。由于工作环境的特殊性，警察要比一般人更多的处于情绪应激状态。警察职业被媒体及公众视为“高风险、高负荷、高强度”的“三高”职业。这种职业特征造成了警员常在极端环境和极大压力进行执法，这种复杂恶劣的环境条件也就会造成执法警务人员的负面情绪，从而对警务人员的逻辑推理、警觉性、反应、技战术的合理及有效的运动都产生严重的负面影响。因此减小负面情绪对警员抑制能力对有效执法、减少伤亡具有积极意义。认知神经领域的成果让我们对此问题充满信心，研究发现人的大脑具有极强可塑性[7]，经过一定的训练可改变个体大脑的生理结构和认知功能[8,9]。

武术作为中国传统文化的重要组成部分，至今已传承几千年。我国兵家历来都把武术视为“防身杀贼立功本身上贴骨的勾当”[10]。同时“艺高人胆大，胆大艺更高”也是中国武术先辈和兵家们习武练兵实践中总结出的武术箴言，也正是基于我们对武术先人千百年来对“技”与“胆”之间辩证关系的体悟经验及现代科技对“训练可以影响大脑功能改变”的定论的基础上，我们提出这样的思考：武术训练能否改变警员在情绪状态下的抑制控制能力。该问题的探讨能够为警察认知能力的探讨提供基础，同时加强警察徒手防控技能训练提供科学依据。

越来越多的研究发现，武术训练不仅仅是对身体的训练，也是对心理的训练。相比于非武术训练者，武术运动员在认知功能上有着独有的优势和特征。目前国内研究中，借助ERPs技术对武术运动员进行研究的案例很少，曹华、赵光圣对“武术运动员警察”的Stroop任务特点研究发现：“这种认知抑制高效化的特点是经警用武术训练的优秀警员的一个优势特点”[11]。赵洪朋等在2010年的另一项研究中也采用了ERPs技术对优秀散打运动员特征搜索的特点极其机制[12]。而本研究采用认知心理学领域在抑制研究方面常采用“Go/Nogo”的实验范式，该任务要求当指定的刺激材料出现时个体需要快速按键(即“Go”)，无关刺激出现时不做反应(即“No go”)。尽管该任务形式较为简单，但从认知角度个体的反应过程包括了多个阶段，刺激辨别、反应选择、反应准备、冲突或错误监控、反应或抑制[13]。此外，在Go/No go任务的基础上还加入了负面情绪图片，以此设置场景来诱发负面情绪并考察其对于抑制能力的干扰。同时为了更敏感的反映出可能的差异，实验还运用了事件相关电位技术(Event-related Potentials)，具体到本研究中它可以反映抑制控制过程中大脑的神经电生理的变化，在长期的研究中发现在No go条件下有两个和抑制控制过程密切相关的成分——N2、P3a，前者反应对于冲突信息的监控，而后者和动作的抑制相关。

1 方法

1.1 实验对象

本研究中的24名实验对象根据武术训练经验分为两组：武术训练组和对照组。 武术组实验对象均具有专业武术训练经历，并获得国家一级及以上运动员成绩，同时在最近的三年中坚持进行武术训练，每周平均训练时间大于14h。对照组实验对象不具专业武术训练经历，并且最近三年内无系统武术训练经验，但在其他方面与武术训练组匹配。所有实验对象均为男性警察，其中武术训练组年龄为30.0±4.1岁，对照组为27.8±2.4岁，两组实验对象之间年龄无显著差异(P>0.05)。

所有实验对象均为右利手，视力正常或者矫正后正常，无色盲色弱，无脑部损伤或精神病史，并且在实验前24小时内无酒精或咖啡因摄入。所有实验对象在充分了解实验要求和任务后，阅读并签署实验对象知情同意书，并被告知在实验后会给予适当报酬。

1.2 实验材料

实验中用于诱发实验对象情绪的图片来自中国情绪图片库(China affective picture system, CAPS)，在负性、中性图片库中根据效价(负性情绪由高到低选取，中性情绪选取平均效价处的图片)各选取20张图片作为相应情绪的诱发图片，Go/No go任务中的刺激如下图。

图1 作Go/No go反应时呈现给实验 对象实验对象的图片 当左边两张为“Go”，右边为“No go”

1.3 实验流程

本研究在广东警官学院的封闭实验室中进行。实验室内光线较为柔和且无噪音或电测干扰。实验对象需独自在实验室内完成全部任务，关闭手机等通讯工具防止干扰，实验过程中实验对象需要端坐在实验台前，头部固定于U型支架上，以减少不必要的头部位移对脑电数据造成的影响，眼睛与显示器的中心对齐。刺激呈现采用17、刷新率为100Hz的显示器，屏幕与实验对象眼睛距离为70cm，刺激材料视角为2°× 2°。实验过程中，实验对象将双臂轻松地放于实验台上并将右手食指自然放在小键盘区的“0”上，当Go刺激出现时实验对象需要快速按下“0”键，其他条件下不按键，Go与No go刺激有均等的概率出现。每位实验对象需要完成两组任务，即负性、中性条件下的Go/No go任务为平衡顺序效应，组内采取ABBA的设计，即一半个体先完成中性的再做负性的，另一半相反，每个任务间实验对象有10min的休息时间。

每个实验程序包括两个部分，练习和正式实验。练习部分包括30试次，每次结束后将会将结果反馈给实验对象，熟练掌握后进入正式实验。正式同练习部分一样，每个试次开始前呈现一个500ms内的注视点，随后出现情绪图片，呈现时间为1000ms，一段500ms～800ms间的黑屏过后呈现Go或者No go刺激，时间为200ms，实验对象需要在呈现后的1000ms内进行判断反应，反应结束后进入下一个试次，每个程序共包含120试次，Go、No go各60次。

1.4 数据记录与分析

采用E-prime2.0记录行为数据，剔除平均值加减3倍标准差外的异常数据后，分析两组实验对象在色-词一致和不一致情况下的反应时和错误反应次数。

脑电数据采用Brain Product 公司生产的ERP系统采集，使用按照国际10-20标准系统扩展的64导电极帽，电极为Ag/AgCl电极。参考电极为FCz，接地点为AFz，水平眼电(HEOG)置于右眼外侧1cm处，垂直眼点(VEOG)置于左眼下方1cm处。各电极与头皮之间的电阻通过注入导电膏降低至10KΩ。脑电信号经放大后后由BP Recorder软件连续记录，采样频率为1000Hz。以双侧乳突的平均电位作为参考电极，使用BP analyzer 2.0 软件对采集来的脑电数据进行离线分析，利用ICA去除眼电干扰，使用20Hz低通滤波，并去除50Hz市电干扰，将波幅大于±100μV以外的脑电片段剔除。分析时采用刺激锁时方式，以Go或Nogo刺激出现时间作为事件发生的时间进行 EEG 片段切分，取事件前200ms和事件后 1000ms，共长 1200ms，以图片刺激呈现前200ms的脑电波形为基线，对各 EEG 片段进行基线校正，叠加各实验对象的有效 EEG 片段，得到该实验对象的 ERP 波。

2 结果

2.1 行为结果

对于行为数据的分析我们选取了个体的反应时及其Go、Nogo条件下的正确率(见表一)作为指标，分别进行2(组别，训练组、对照组)×2(任务，负性情绪、正性情绪)的两因素混合设计的方差分析。结果显示，反应时上，两组不存在交互作用(P>0.05)，组别主效应不显著(P>0.05)，而任务主效应显著(F1,22=8.781，P=0.007<0.05)，表明在反应时上的两组人不存在差异，且在负性情绪中反应时都变长。GO的正确率上，两组不存在交互作用(P>0.05)，且组别与任务主效应均不明显(P>0.05)，表明在GO条件的准确率上二者差异不显著，且负性情绪条件不会对Go的正确率造成影响。No go的准确率上，两组存在交互作用(F1,22=7.650，P=0.011<0.05)，随之进行简单效应分析发现，在中性任务下二者不存在差异( P>0.05)，而在负性情绪任务下存在显著性差异(F1,22=17.949，P=0.000<0.001)；组内比较发现，训练组在两任务无显著性差异(P>0.05)，而控制组存在差异(F1,22=13.037，P=0.002<0.05)，表明当情绪变化时训练组在No go上的成绩无差异而控制组在负性情绪时成绩下降。

表1 Nogo正确率及反应时

2.2 脑电结果

出于任务特点及抑制控制的生理机制，对于抑制过程脑电成分的考察常分析NOGO条件下FCz电极点的N2、P3成分[14]，我们亦采用了这样的分析方式对两组个体进行了比较，对两个成分的振幅和反应时分别进行2(组别，训练组、对照组)×2(任务，负性情绪、正性情绪)的两因素混合设计的方差分析。

2.2.1 N2)

对FCz点N2的成分的振幅和潜伏期分别作统计处理，振幅上两因素间不存在交互作用(P>0.05)，且不存在组别和任务(P>0.05)的主效应；潜伏期上同样不存在交互作用(P>0.05)和组别、任务(P>0.05)主效应。结果显示在N2的成分上，两组人在不同情绪状态下无差异。

2.2.2 P3)

P3成分的振幅与潜伏期经统计处理后发现(如图2)，振幅上两因素间存在交互作用(F1,22=9.694，P=0.005<0.001)，随后进行简单效应分析发现，中性情绪条件下两者无差异(P>0.05)，而在负性情绪条件下训练组的振幅要显著高于控制组(F1,22=13.733，P=0.001)；组内比较两组实验对象在不同情绪状态下的成绩都差异显著，负性情绪状态下训练组P3的振幅要大于中性下的(F1,22=4.466，P=0.046<0.05)，而控制组的负性成绩则要小于中性的(F1,22=5.243，P=0.032<0.05)。潜伏期上不存在交互作用(P>0.05)，而任务主效应明显(F1,22=16.308，P=0.001)，即负性情绪状态下两组实验对象的P3的潜伏期均要大于中性条件的。

图2 被试在Go/NoGo任务中的ERP波形

3 讨论

本文在经典Go/No go范式的基础上加入了负性情绪维度，并通过个体组别的设置加入训练经验的变量，探讨了武术训练是否能改变警员在负性情绪状态下的抑制控制能力。行为及脑电数据的结果能够让我们对此问题进行初步探讨。

情绪活动与抑制控制间存在错综复杂的联系，有研究发现负性情绪往往会导致行为失控[15]。本研究的行为结果上也发现了这种负性情绪的影响，然而这种影响会因武术的训练经验而发生改变，行为上的变化主要体现在对于抑制控制的准确率上，当训练组和控制组的个体处于中性情绪状态时，No go条件下两组人成绩相当，而在负性状态时训练组仍能保持同样的抑制水平，控制组的成绩则明显下降。这种交互影响说明对于普通警员来说，他们的抑制行为会受到负性情绪的影响，抑制的准确率会因为负性情绪活动而下降，而对于经过武术训练的警员来说则没有显著表现出这样的变化。此外，在Go条件的准确率及反应时在不同情绪状态下的一致性，表明对于不同情绪状态下的两组警员来说都能保持同样好的击中率和反应速度，这可能与警察的职业性质有关。

脑电上的数据则能让我们更为深入的了解到这种情绪状态下抑制行为变化的认知机制。在Go/No go任务与ERP技术相结合的研究中发现两个成分同抑制功能密切相关，即No go条件下的N2和P3成分。前者是在No go刺激呈现后200ms左右出现的负波，在前额区有最大值，N2成分主要反映的是对于冲突信息的监控[16]。另一个则是在300ms～500ms内出现的P3，更精确的描述应该是P3a成分，在额中区有最大值，P3成分主要反映的是在后期的反应抑制过程，例如对于反应的评估和动作抑制[17]。具体到本研究中，两组警员在不同情绪状态下N2成分的振幅和潜伏期都没有变化，说明两组警员即使是在负性情绪时仍能保持较好的冲突信息监控的能力，在此不存在认识过程上的差异。而P3在振幅上的差异则反映出训练经验对于抑制加工过程的影响，当个体处于负性情绪状态时，控制组的振幅下降而训练组的有所提升，此种变化反映出普通警员的反应评估和动作抑制过程会因负性情绪的出现而减弱，而训练组在负性情绪活动时则表现出P3振幅上升，表明训练组警员在负性情绪状态下会加强自己在动作抑制阶段的资源分配。两组人P3潜伏期的延长则和前人的研究结果相一致，反映出负性情绪对个体抑制影响的共性。综上，脑电数据上的结果显示发现在武术经验对于抑制控制加工过程的影响，主要表现在后期的反应评估和动作抑制阶段，这种加工机制上的差异也解释了两组人在不同情绪状态时行为数据上的差异。同时，中国武术人历来强调克己内敛、谦虚忍让的价值观，这样的道德标准对长期习武者认知加工的过程的影响体现在抑制控制的后期反应控制过程里。

作为武术训练对警员在不同状态下的抑制能力影响的初步探讨，本研究在认为以下几个方面值得深入探讨：(1)在情绪诱发阶段虽然选用了信、效度较好的中国情绪图片库作为诱发材料，然而对于警察这类特殊职业从业者来说，观看负性图片时引起的情绪效价可能并非如普通人一样强烈，可选取视频刺激作为诱发材料对此问题进行探讨；(2)对于抑制加工过程的探讨，尽管大量研究选取Go/No go范式进行讨论，然而此范式本身仍存在局限，例如有研究人员认为该任务缺乏行为控制效应的有效指标[18]，进一步的验证也可尝试使用双选Oddball、Stop-Signal、Antisaccade等任务来设置信息冲突情景；(3)在经验因素的设置上，我们在现有情况的基础上进行了横向的比较研究，尽管按组别进行了匹配但仍可能会有潜在因素影响实验信效度，未来的研究可通过设置武术训练干预组和对照组的方式进行纵向研究，进一步验证武术训练对于情绪状态下抑制控制能力的影响。

4 结论

经警用武术训练的优秀警员在负性情绪状态下的行为抑制能力会发生变化。主要表现在行为层面的Nogo准确率仍能与中性情绪条件下保持一致水平，从认知神经科学角度来讲，其在行为抑制过程会投入更多资源。经警用武术训练的警员在负性情绪状态下的行为抑制能力会发生变化。本研究作为对警用武术影响警员行为抑制能力的初步探讨，同时为后续研究提供了基础数据和验证方向。

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The Effect of Police Martial Arts Training on Inhibitory Control under Negative emotion——An ERP Study

CAO Hua

(Guangdong Police academy of Police Department,Guangzhou 510230,China)

Inhibitory control plays an important role in cognitive function. Previous studies have proved emotional processes interact with inhibitory control. In consideration of the need of the police, the goal of the present work was to examine whether the police martial arts training will change inhibitory control of them in the negative emotion. In order to get it, we use a Go/No go task with different valences and event-related potential measures. Results show that the difference reflect on behavioral (no go accuracy) and mechanism aspect (motor-related inhibitory control) which could lead a preliminary discussion towards this question.

martial arts； emotion； inhibitory control；ERP

2016-11-27

曹华(1975-)，男，河南永城人，副教授，博士

2014年国家社会科学基金项目：“我国警察体育研究”(14BTY057)

G852

A

1007-323X(2017)02-0102-04

研究方向：武术科学化训练