任务依赖型脑网络动态重构提升足球战术决策表现的功能磁共振成像研究

本研究通过功能磁共振成像（fMRI）与多层网络分析技术，揭示了专业足球运动员在战术决策过程中脑功能网络的动态重构机制。研究发现，相比新手，专家表现出更高的全局整合性、更低的网络灵活性以及扣带盖网络（cingulo-opercular network）内更强的整合稳定性。该研究为长期运动训练通过神经可塑性（plasticity）优化大脑网络动力学提供了重要证据，对理解运动认知卓越性具有深远意义。

　　

^Highlight

本研究运用动态脑功能网络框架，首次在足球战术决策任务中揭示了不同技能水平球员的神经活动差异。专家球员表现出更高的决策准确性和更短的反应时间，其脑网络动态特征呈现全局整合增强与灵活性降低的优化模式。

^Subjects

40名参与者根据足球专业水平分为专家组（Pro）和新手组（New）。专家为接受超过10年高强度训练的职业运动员，新手则缺乏专业经验。本队列曾用于我们前期的静息态功能连接研究，但本次任务态脑功能分析属首次报道。

^{Tactic decision-making}

行为学结果显示专家组的决策准确率显著更高、反应时间更短（图3-A）。准确率与反应时间在所有参与者中无显著相关性（r = –0.055, p = 0.741），两组内部也均未呈现相关性（专家组: r = 0.021, p = 0.932；新手组: r = 0.189, p = 0.445），表明决策质量与速度在足球战术任务中相互独立。

^Discussion

动态脑功能网络分析表明，专家在全脑水平呈现更高的动态整合性与更低的动态灵活性。模块化分析显示，专家在扣带盖网络内表现出更强的整合性与更低的灵活性。此外，专家在扣带盖网络与感觉运动网络（sensorimotor network）、感觉运动网络与小脑网络（cerebellar network）之间展现出增强的整合性。这些发现说明足球专业训练促进了脑网络的功能优化，通过降低不必要的模块间切换（flexibility）和增强核心网络稳定性，支持更高效的认知处理与决策表现。

^Conclusion

本研究首次应用动态脑网络理论揭示足球运动员战术决策的神经机制，结果表明专家的卓越表现与脑网络动态重构的优化密切相关。相较于新手，专家在任务过程中表现出模块整合与灵活切换之间的动态平衡，这为理解长期训练如何通过神经可塑性重塑大脑功能提供了重要依据。