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为探究新运动技能学习中能动性意识（SoA）的发展机制，研究人员开展相关实验。结果表明，SoA 起初依赖动作与反馈的时间连续性，后随内部模型形成而改变，且结构表征的形成至关重要。该研究丰富了 SoA 理论。
在日常生活中，我们常常能清晰地感受到自己对身体和周围环境的控制，这种感觉被称为能动性意识（Sense of Agency，SoA） 。SoA 在驱动我们的目标导向行为方面发挥着关键作用，并且与心理健康密切相关，许多精神疾病都伴随着 SoA 的受损。然而，尽管科研人员对 SoA 进行了大量研究，但 SoA 的形成机制，尤其是在全新环境中从无到有的产生过程，仍然是一个未解之谜。传统的比较器模型认为，SoA 源于对动作结果的预测与实际反馈之间的匹配。但当人们学习新的运动技能时，一开始并没有对结果的预测能力，而是要通过反复尝试和错误，逐渐建立起动作与结果之间映射关系的内部模型，这个过程被称为运动探索。此前的研究大多基于人们已经熟练掌握的任务，对于新技能学习场景下 SoA 的变化缺乏深入探究。为了填补这一研究空白，来自东京大学（The University of Tokyo）和国际电气通信基础技术研究所（Advanced Telecommunications Research Institute International）的 Takumi Tanaka 和 Hiroshi Imamizu 开展了相关研究，研究成果发表在《Communications Psychology》上。
研究人员采用了全新的运动学习任务，让参与者使用数据手套通过手指动作控制屏幕上的光标。在这个过程中，参与者需要学习手指动作与光标位置之间的空间映射关系。为了深入了解 SoA 在新运动技能学习过程中的发展变化，研究人员设计了两个主要实验。
在实验 1 中，参与者需要从头开始通过运动探索形成手指配置与光标位置之间的空间映射（手 - 屏幕映射）。在学习的不同阶段，研究人员测量并比较了参与者对符合学习映射、存在空间偏差或时间偏差的光标运动的 SoA。研究人员提出了两个假设：一是在特定手 - 屏幕映射的内部模型形成之前，SoA 的评估主要基于手部动作和光标运动之间的时间连续性；二是随着手 - 屏幕映射学习的推进，SoA 的评估将越来越依赖空间预测。实验结果显示，在学习初期，参与者对无偏差和空间偏差条件下光标的能动性判断没有显著差异，但时间偏差会显著降低能动性评分，这表明此时 SoA 主要依赖时间连续性。随着学习的进行，符合学习映射的光标运动更易被认为是由自己控制的，而空间偏差的光标运动则较少被认可，且参与者控制光标能力的提升与 SoA 的变化相关，这验证了研究人员的假设。
实验 2 旨在区分结构表征和表格表征对 SoA 形成的贡献。研究人员用手势模仿任务取代了运动学习任务，让参与者通过模仿屏幕上的手势将光标移动到目标位置，并记住手势与目标位置的组合。由于该任务减少了运动探索，更有利于表格表征的形成。实验结果显示，在实验 2 中，参与者的手势模仿任务表现出与实验 1 不同的学习模式，且无偏差和空间偏差条件下的能动性评分没有显著差异，这表明单纯记忆手势与位置的对应关系不足以引发基于预测的 SoA 变化。
研究人员还进行了后续分析，比较了两个实验中参与者在泛化任务中的表现。结果发现，实验 2 中的参与者在泛化任务中更多地依赖最近学习目标的位置来接近泛化目标，这表明他们更倾向于使用表格表征。而实验 1 中的参与者则形成了相对独立于学习刺激的连续手 - 屏幕映射，即结构表征。
综合两个实验结果，研究表明，在新运动技能学习过程中，个体最初依赖动作与结果之间的时间连续性来判断能动性，随着特定任务内部模型的形成，逐渐发展出基于预测的能动性辨别能力。而且，通过运动探索形成结构表征对于这一过程至关重要，而表格表征则无法有效促进基于预测的 SoA 计算。
该研究在方法上主要运用了以下关键技术：一是使用数据手套（5DT Data Glove 14 Ultra）采集手指关节角度数据，精确获取参与者手部动作信息；二是通过主成分分析（PCA）将 14 维数据手套信号投影到二维屏幕空间，创建个体特定的手 - 屏幕映射；三是设置不同的实验任务，包括校准任务、运动学习任务（或手势模仿任务）和能动性判断任务，系统地观察和测量参与者在不同阶段的表现和能动性判断。
在研究结果部分，实验 1 的运动学习任务中，参与者的表现呈现出先快速提升后趋于平稳的趋势，且泛化目标的平均误差大于学习目标，表明他们成功学习到了控制光标的技能。在能动性判断任务方面，学习前，无偏差和空间偏差条件下的能动性评分无显著差异，时间偏差会降低评分；学习后，无偏差条件下的评分显著高于空间偏差条件，且评分变化与学习表现相关。实验 2 的手势模仿任务中，学习目标的误差在不同阶段有不同变化，泛化目标的误差在部分阶段有显著改变。在能动性判断任务中，无偏差和空间偏差条件下的评分无显著差异，且学习表现与能动性评分优势无显著相关性。后续分析进一步证实了两个实验中参与者采用了不同的学习策略，实验 2 更多依赖表格表征，实验 1 则形成了结构表征。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了新运动技能学习中 SoA 处理的演变过程，明确了结构表征形成的重要性，丰富了 SoA 理论框架，为理解 SoA 在人类发展中的出现提供了新视角。同时，研究结果也对康复治疗、虚拟现实和脑机接口等领域具有重要意义，有助于优化相关技术，提升用户体验和治疗效果。然而，该研究也存在一定局限性，如实验任务可能影响结果、空间和时间偏差大小未充分对比、参与者能动性判断策略有待进一步探究等。未来研究可以针对这些问题展开更深入的探索，以进一步完善对 SoA 形成机制的理解。
