运动序列学习降低努力感知：技能获得过程中的认知资源优化

《Scientific Reports》：Perception of effort decreases with motor sequence learning

本研究针对运动学习与努力感知的关系这一空白，研究人员通过连续追踪任务(CTT)探讨了运动序列学习如何影响努力感知。结果发现，序列特异性运动学习伴随着努力感知的显著降低，且二者存在显著相关。这为理解运动学习的资源优化机制提供了新视角，对临床康复等领域具有重要意义。

　　

学习新技能是人类生活中的基本能力，从婴儿学步到成人掌握专业技能，都离不开运动学习的过程。传统理论认为，运动学习伴随着认知和身体资源的优化，而努力则被定义为为了完成任务而自愿投入的资源。尽管这两个概念内在相关，但它们之间的实证关系却一直未被探索。发表在《Scientific Reports》上的这项研究首次揭示了运动序列学习如何影响努力感知，为理解运动学习的机制提供了新见解。

为了探究运动学习与努力感知的关系，研究人员招募了30名年轻健康参与者，采用连续追踪任务(Continuous Tracking Task, CTT)这一经典运动学习范式。参与者需要在四次会议中完成10组任务模块，其中包含重复序列（实验条件，诱发序列特异性学习）和随机序列（控制条件，仅诱发一般性运动控制）。每次任务后，参与者使用视觉模拟量表评估其投入的努力强度。研究还同步记录了肌电图(EMG)和心率变异性(HRV)等生理指标，以间接反映资源动员情况。通过分析运动表现（空间精度RMSE和时间精度Time lag）与努力感知的变化，研究人员能够直接检验运动学习过程中努力感知的演变规律。

运动表现的变化

研究结果显示，在重复序列条件下，时间精度（Time lag）在练习过程中显著改善，并且在24小时后的保留测试中仍保持优势，表明发生了序列特异性运动学习。而空间精度（RMSE）虽然在练习和保留测试中均有改善，但序列特异性学习的证据不足，这与前人研究一致，表明时间精度指标对单次练习会话内的序列学习更为敏感。

努力感知的变化

关键发现是，努力感知仅在重复序列条件下随着练习而显著降低，并且这种降低在保留测试中依然存在。相反，在随机序列条件下，努力感知没有显著变化。重复测量相关分析进一步揭示，在重复序列条件下，运动表现的改善（RMSE降低，Time lag降低）与努力感知的降低存在正相关关系，而在随机序列条件下未发现此种相关。这表明努力感知的降低与序列特异性运动学习密切相关。

主观工作负荷的变化

NASA-TLX量表评估显示，在重复序列条件下，参与者的心理需求（Mental Demand）和努力（Effort）子量表评分从第一天到第二天显著降低，且第二天的努力评分低于随机序列条件。这表明运动序列学习确实降低了任务的主观认知负荷和努力感。

生理变量的变化

在肌肉活动方面，重复序列条件下第一天的原始APB肌电RMS振幅有所下降，但经最大自主收缩标准化后的肌电活动未见显著变化，未能明确支持肌肉层面资源的 minimization。心率频率在两种条件下无差异，但心率变异性（RMSSD）在重复序列条件下高于随机序列条件，提示在序列学习过程中自主神经系统的调节可能更趋于放松状态。然而，由于部分心率变异性数据缺失，此结果需谨慎解读。

疲劳、厌倦和动机的变化

补充分析表明，疲劳、厌倦和动机水平在实验条件下均无显著差异，排除了这些因素对努力感知结果的混淆影响。

本研究首次实证表明，运动序列学习会导致努力感知的降低。随着个体对特定运动序列的熟练度提高，他们感知到完成任务所需的努力程度下降。这一发现为运动学习中的资源优化理论提供了实证支持，即学习过程不仅提高了行为表现，还使得任务的执行显得“更省力”。从神经机制角度看，运动学习过程中前额叶皮层（如DLPFC、ACC）活动的减少，可能与努力感知的降低共享共同的神经基础。此外，序列组块化（Chunking）可能是解释努力感知降低的认知机制，因为将序列整合为更大的单元可以减轻认知负荷。

研究结果对理解运动技能获得、以及临床康复（如中风后运动功能重建）和老龄化过程中的努力感知变化具有启示意义。未来研究可结合神经影像学技术（如fMRI、EEG、TMS）更直接地探讨运动学习与努力感知共享的神经机制，并扩展到不同的运动学习范式和人群中去验证这一关系的普遍性。