# 青少年篮球运动员认知-运动双任务条件下运动表象训练对投篮表现的随机对照试验

《Brain Sciences》：Effects of Motor Imagery Training on Shooting Performance Under Cognitive-Motor Dual-Task Conditions in Adolescent Basketball Players: A Randomized Controlled Trial

　　

**摘要**

**背景/目的**：运动表象（Motor Imagery, MI）是体育运动中被广泛使用的心理训练方法，然而篮球领域的特异性证据存在异质性，且在同时性认知负荷下的效应在很大程度上尚未得到检验。本研究考察了为期8周的基于PETTLEP模型的运动表象训练对青少年男性篮球运动员在单任务与认知-运动双任务条件下两分球和三分球成功投篮次数的影响。

**方法**：来自单一国家级竞技俱乐部青训学院的30名16–17岁男性篮球运动员参与了一项随机对照、双臂、平行组前测-后测试验，该试验在ClinicalTrials.gov进行回顾性注册（NCT07798843）。参与者通过基于计算机的简单随机化被分配至运动表象组（IMG，n = 15）或对照组（CG，n = 15）。两组均遵循相同的常规篮球训练；IMG额外完成为期8周、每周3次的结构化表象训练。在干预前后评估动态两分球和三分球投篮表现及其双任务版本（同时进行从100开始的连续减3心算并口头报数）。数据采用2 × 2混合设计重复测量方差分析（ANOVA）进行分析，双任务成本（Dual-Task Cost, DTC）在参与者水平上计算。未记录认知任务的准确性和速度。

**结果**：组别 × 时间交互作用在两分球单任务（F(1, 28) = 35.44, p < 0.001, η_p² = 0.559）、三分球单任务（F(1, 28) = 11.49, p = 0.002, η_p² = 0.291）和两分球双任务表现（F(1, 28) = 30.12, p < 0.001, η_p² = 0.518）上显著，但在三分球双任务表现上不显著（F(1, 28) = 1.50, p = 0.231, η_p² = 0.051）。组间变化差异分别为每60秒1.33（95% CI 0.87至1.79）、0.87（0.34至1.39）、2.13（1.34至2.93）和0.47（?0.31至1.25）次成功投篮。在双任务条件下，IMG的两分球表现在绝对值上有所提高（9.73至11.07次成功投篮），而其相对DTC未发生显著变化（14.60%至13.13%，p = 0.461）；CG的DTC增加（11.93%至19.41%，p < 0.001），DTC变化的组间差异为?8.94个百分点（95% CI ?13.92至?3.96，p = 0.001）。

**结论**：运动表象训练与单任务条件下以及两分球双任务条件下成功投篮次数更大的改善相关。相对双任务成本的组间差异反映的是对照组表现损失的增加而非表象组的减少。由于未测量认知任务表现，这些发现描述的是双任务方案中的运动表现，而非双任务能力。

**研究背景与问题**：篮球是全球开展最广泛的团队运动之一，投篮是主要得分手段，投篮效率是区分胜负球队的关键指标之一，跳投表现是发展中球员竞技贡献的核心决定因素。竞技投篮不仅要求在孤立出手时保持准确性，还要求运动员在移动、接球和应对同时性需求时维持输出。论文区分了三个指标：投篮准确性（出手命中比例）、成功投篮次数（固定时间内命中数）以及对同时性认知需求的易感性（双任务条件下表现的相对损失）。运动表象（Motor Imagery, MI）被定义为不伴随身体执行的动作心理模拟，Jeannerod的神经模拟理论认为想象动作与执行动作共享大量重叠的神经表征，神经影像学研究报道表象期间前运动皮层、辅助运动区和小脑等与运动计划和控制相关区域激活；PETTLEP模型通过身体、环境、任务、时机、学习、情绪和视角七个要素操作化功能等价性。荟萃分析显示表象干预对运动表现有小到中等正向效应，但篮球特异性证据异质性明显，Shan等（Bayesian荟萃分析，14项研究、39个效应量）报告总体效应Hedges' g = 1.08（95%最高密度区间[0.65, 1.52]），其中最一致证据涉及罚球（g = 0.89），而投篮准确性和三分球的最高密度区间包含零。同时，篮球项目认知需求高，双任务表现被视为注意控制、执行功能和运动协调的综合指标。已有研究多关注双任务训练后的适应，而同一设计内同时考察表象干预对投篮表现和认知负荷下表现的证据仍稀缺，据作者所知尚无研究在青少年篮球运动员中同时评估两者。因此，本研究旨在考察8周PETTLEP运动表象训练对青少年男性篮球运动员单任务和认知-运动双任务条件下两分球、三分球成功投篮次数及由此衍生的相对双任务成本的影响，假设表象组在两种任务条件下改善均大于对照组。

**主要技术方法**：采用随机对照、双臂、平行组前测-后测设计，报告遵循CONSORT 2025声明。样本为土耳其某国家级竞技俱乐部青训学院30名16–17岁男性篮球运动员，平均约8年常规训练经历，每周5次训练共7.5小时，涵盖全部场上位置，既往均未参加表象或其他心理训练。采用计算机简单随机化分为IMG（n = 15）和CG（n = 15）。两分球与三分球动态投篮采用Pojski?等开发的篮球专项动态投篮准确性测试，三分球距离改为6.75 m。认知-运动双任务采用从100开始连续减3的口头心算。双任务成本按DTC(%) = 100 × (NDT ? DT)/NDT计算。干预依据PETTLEP模型并改编自Lu等的篮球专项方案，每周3次、每次约25–30分钟、持续8周。统计采用2 × 2混合设计重复测量方差分析、配对与独立样本t检验，并以置换检验、Mann–Whitney U检验和基线校正协方差分析进行稳健性检验。

**研究结果**：

**基线特征与不良事件**：两组基线特征非常相似，相应显著性检验仅供完整性报告，不显著不能证明组间等价。干预期间两组均未记录到损伤、疾病或其他不良事件。

**投篮表现变化**：两分球单任务（2PS）组别 × 时间交互作用显著（F(1, 28) = 35.44, p < 0.001, η_p² = 0.559），IMG由11.33 ± 1.54增至12.73 ± 1.44，CG由11.80 ± 1.21变为11.87 ± 1.36，组间变化差异1.33次/60秒（95% CI 0.87至1.79），Hedges' g = 2.12。三分球单任务（3PS）交互作用显著（F(1, 28) = 11.49, p = 0.002, η_p² = 0.291），IMG由9.20 ± 1.57增至10.07 ± 1.28，CG两次评估均为9.13，组间变化差异0.87次/60秒，Hedges' g = 1.20。两分球双任务（2PSDT）交互作用显著（F(1, 28) = 30.12, p < 0.001, η_p² = 0.518），IMG由9.73 ± 1.87增至11.07 ± 1.49，CG由10.40 ± 1.24降至9.60 ± 1.50，反映两组变化方向相反，组间变化差异2.13次/60秒，Hedges' g = 1.95。三分球双任务（3PSDT）交互作用不显著（F(1, 28) = 1.50, p = 0.231, η_p² = 0.051），组间变化差异0.47次/60秒（95% CI ?0.31至1.25），置信区间同时包含无差异和约1次/60秒的差异，提示不确定性而非无效应。

**假设检验与稳健性分析**：Shapiro–Wilk检验显示两分球单任务、两分球双任务和三分球单任务的变化分数偏离正态；Levene检验均不显著，无标准化残差绝对值超过3.2。置换检验（20,000次）与Mann–Whitney U检验结论一致；基线校正协方差分析得到的校正组间差异分别为1.29、1.95、0.88和0.58次/60秒，三种方法均与主分析结论一致。

**任务条件的补充分析**：两分球任务条件主效应极强（F(1, 28) = 453.37, p < 0.001, η_p² = 0.942），时间 × 组别、时间 × 任务条件及三阶交互作用均显著，表明双任务条件效应随时间变化存在组间差异。三分球任务条件主效应显著（F(1, 28) = 208.96, p < 0.001, η_p² = 0.882），时间 × 组别交互作用显著，但三阶交互作用不显著，表明干预产生三分球随时间差异但不随任务条件变化。各组各时点单任务表现均高于双任务表现，8项比较经Bonferroni校正后均显著（p_Bonf < 0.001）。

**双任务成本**：两分球DTC在IMG中无显著变化（14.60 ± 6.52%至13.13 ± 5.54%，p = 0.461），在CG中显著增加（11.93 ± 4.38%至19.41 ± 4.82%，p < 0.001），组间变化差异?8.94个百分点（95% CI ?13.92至?3.96，p = 0.001）。三分球DTC两组均无显著变化，组间变化差异2.10个百分点（95% CI ?5.79至9.98，p = 0.590）。综上，支持表象组的组别 × 时间交互作用见于单任务两分球、三分球和双任务两分球，而双任务三分球不显著；两分球DTC组间差异源于对照组相对表现损失增加而非表象组减少。

**讨论与结论**：讨论指出，单任务条件下的改善与运动表象强化运动计划和知觉-运动协调的解释一致，但因未测量神经活动和表象能力，这些解释仅为可能机制而非已证实机制；效应量应结合小样本向上偏倚及标准化方式差异谨慎解读。双任务条件下两组两分球变化方向相反，绝对运动输出改善与相对双任务成本未显著下降是不同量，组间差异反映对照组损失增加。自动化理论提供候选解释，但自动化程度未测量；对照组退化可由疲劳累积、动机变化、期望效应、固定条件顺序及减法任务执行方式改变等多种因素解释，缺乏额外心理训练仅为其中一种可能而非既定原因。三分球双任务结果提示不确定性而非无效应，不能据此推断距离间差异。研究优势包括随机分配、同一专项方案、同一设计内评估单任务与双任务、参与者水平计算DTC、数据完整及多种稳健性分析一致。局限性主要包括未记录认知任务表现（最重要）、固定起始数字可能产生序列熟悉、口头计数带来呼吸与发声运动需求、缺乏注意匹配对照组、未测量表象能力与依从性、未实施盲法与分配隐藏、两组同场训练存在污染风险、未保留单次测试分数而无法计算重测信度（ICC）、条件顺序固定且恢复间隔未标准化、回顾性注册及样本单一且较小等。未来方向包括记录认知任务准确性与速度、设置注意匹配对照、测量表象能力与出勤、跨投篮距离直接对比及结合动作观察等。结论为：在青少年男性篮球运动员中，常规训练外加8周PETTLEP运动表象训练与单任务两种距离及双任务两分球条件下成功投篮次数更大改善相关；表象组相对两分球双任务成本未显著下降而对照组增加，组间差异反映对照组退化；三分球双任务结果不确定。由于未记录认知任务表现、未量化出勤与保真度且无注意匹配对照组，上述结果描述的是双任务方案中的运动表现而非双任务能力，且涉及表象加常规训练组合与单独常规训练的比較；任何保护机制及任务复杂度的调节作用仍为有待检验的假设。在此限度内，运动表象可视为该人群技术训练的有前景补充手段。