联合运动想象比单独运动想象的认知负荷更高：来自双任务范式的证据

《Behavioural Brain Research》：Imagining joint action is more cognitively demanding than imagining individual action: Evidence from a dual-task paradigm

　　

运动想象涉及运动的内部模拟，而无需实际的身体运动。先前研究表明，运动想象与实际执行动作密切相关，因为它们涉及重叠但不完全相同的神经机制，并在许多情境下产生可比较的行为结果。大多数关于运动想象的研究集中在个体独自运动的任务上。因此，这种对应关系的证据几乎完全来源于单独动作。然而，许多日常运动涉及个体在社会情境中的行动，例如观察他人移动或与他人协调动作。因此，理解运动想象如何在人际情境中运作，如两人协调行动的联合行动，对于推进运动想象的理论模型及其在社交和协作环境中的应用至关重要。本研究采用双任务范式，探讨联合运动想象是否比单独运动想象更具认知挑战性。参与者完成了一项序列式圆盘传递任务，包括物理执行、单独想象以及与想象伙伴联合想象三种条件，并在单任务和双任务（心理倒数）条件下进行。结果显示，双任务对运动时间的影响在想象条件下显著大于物理执行条件，且在联合想象条件下的影响显著大于单独想象条件。此外，双任务条件下的运动溢出显著高于单任务条件。这些发现表明，联合运动想象比单独运动想象需要更多的认知资源，支持了运动-认知模型，即运动想象比物理执行更依赖执行功能。研究还指出，工作记忆可能在联合想象中发挥额外作用，而反应抑制则未表现出显著差异。

研究背景与问题提出

运动想象是指在没有实际身体运动的情况下对动作进行内部模拟的过程。已有研究表明，运动想象与实际动作执行在神经机制和行为表现上存在重叠，但大多数研究聚焦于个体单独完成任务的情境。然而，日常生活中的许多动作发生在社会互动情境中，例如与他人协调完成物体传递、握手或并肩行走等。这类联合行动不仅受自身运动意图驱动，还受到伙伴的运动意图和能力的影响。现有理论认为，联合行动依赖于共享任务表征，即个体同时表征自身动作和伙伴的动作，并通过模拟伙伴的运动来实现协调。然而，关于联合行动中的运动想象研究极为有限。早期研究虽表明个体在联合想象中会调整自身动作的时间以适应伙伴特征，但尚未系统考察联合想象本身的认知负荷是否高于单独想象。基于此，本研究旨在通过双任务范式检验联合运动想象是否比单独运动想象消耗更多认知资源，从而验证运动-认知模型的核心假设，即运动想象比物理执行更依赖执行功能。

研究方法与技术手段

本研究采用双任务实验设计，共招募30名右利手参与者，最终有效样本量为28人用于运动时间分析，25人用于运动溢出分析。实验使用光电运动追踪系统记录手指三维位置，参与者需完成一项序列式圆盘传递任务，包括四个不同颜色和尺寸的木制圆盘按固定顺序转移至目标柱。实验分为六个阶段：物理执行、物理执行+双任务、单独想象、单独想象+双任务、联合想象、联合想象+双任务。双任务为从随机数字开始大声倒数三的连续减法。运动时间为从按下空格键开始到再次按下结束的时间间隔；运动溢出通过在想象期间保持静止的手指在矢状轴上的位移标准差来衡量。数据采用重复测量方差分析和Bonferroni校正的配对样本t检验进行统计分析。

研究结果

3.1 运动时间

重复测量方差分析显示，任务主效应显著，双任务条件下的运动时间显著长于单任务条件；距离主效应显著，远距离条件下的运动时间显著长于近距离条件；阶段与任务的交互作用显著。进一步的两两比较发现，双任务对单独想象阶段运动时间的影响显著大于物理执行阶段，成功复现了前人研究结果。更重要的是，双任务对联合想象阶段运动时间的影响显著大于单独想象阶段，表明联合想象比单独想象消耗更多认知资源。

3.1.1 运动溢出

运动溢出分析显示，任务主效应显著，双任务条件下的运动溢出显著大于单任务条件；距离主效应显著，远距离条件下的运动溢出显著大于近距离条件。但阶段主效应不显著，阶段与任务的交互作用也不显著，表明双任务对运动溢出的影响在单独想象和联合想象之间无显著差异。

讨论与结论

本研究发现，双任务对运动时间的影响在想象条件下显著大于物理执行条件，支持了运动-认知模型的核心预测，即运动想象比物理执行更依赖执行功能，且缺乏物理执行时的感觉反馈支持。这一结果挑战了传统功能等价理论，如Jeannerod的运动模拟理论和Grush的仿真理论，后者认为运动想象与物理动作在认知加工上应相似。针对核心研究问题，双任务对联合想象运动时间的影响显著大于单独想象，表明联合运动想象比单独运动想象消耗更多认知资源。这种额外认知负荷可能源于多种因素，包括在第一人称和第三人称视角之间切换、协调自身动作与伙伴动作之间的过渡点、以及整合自身与伙伴动作序列的复杂性。值得注意的是，尽管双任务增加了运动溢出，但并未在单独想象和联合想象之间产生显著差异，提示反应抑制在两种想象任务中受干扰程度相似，而工作记忆可能是导致联合想象额外认知负荷的关键机制。综上，本研究首次通过双任务范式提供了联合运动想象比单独运动想象更具认知挑战性的实证证据，支持了运动-认知模型，并对运动想象训练在体育和康复领域的应用提出了重要启示：涉及人际协调的任务训练应考虑其更高的认知负荷。