王莹莹课题组在运动心理学领域期刊Psychology of Sport & Exercise在线发表题为Neural representations of different features in the observation of table tennis actions的研究论文。该研究采用功能磁共振成像(fMRI)结合多体素模式分析(MVPA),考察了乒乓球运动员在观察专项动作时,大脑如何表征不同的动作特征,并进一步揭示了运动经验对动作观察神经表征的塑造作用。
在竞技运动中,运动员需要快速识别对手动作并预测动作结果。例如,乒乓球运动员不仅需要判断对手采用正手还是反手发球(动作类型),还需要预测球的落点方向(动作目标)。既往研究表明,动作观察网络(action observation network, AON)是支持动作识别与理解的关键神经系统。然而,该网络内不同脑区在动作类型与动作目标表征中的功能分工是否存在差异,以及长期专项训练如何塑造这些表征模式,目前仍缺乏系统阐明。
本研究招募了24名乒乓球运动员和26名非运动员。实验中,被试观看由国家级运动员录制的乒乓球发球视频。实验材料包含两类动作特征:一是动作类型,即正手发球与反手发球;二是动作目标,即球落在球台左侧或右侧。研究通过跨条件MVPA方法,分别解码动作类型和动作目标,从而考察不同动作特征在大脑中的表征模式(图1)。

图1.A. 刺激结构。实验采用四类主要动作视频,每段视频呈现 1360 ms。B. 解码方案。在跨落点解码动作类型时,训练集为落点在左侧的正手和反手发球,测试集为落点在右侧的正手和反手发球。在跨动作类型解码动作目标时,训练集为正手发球的左、右落点,测试集为反手发球的左、右落点。C. 实验任务。被试需要判断发球是否落在球台内:若球落在界内,则不作反应;若球出界,则用右手食指按键反应。
研究结果显示,观察乒乓球发球动作显著激活了动作观察网络的核心区域,包括外侧枕颞皮层(LOTC)、腹侧前运动皮层(PMv)和顶上小叶(SPL)(图2)。进一步的MVPA结果表明,这些脑区在动作特征表征中具有不同功能:PMv更侧重于表征动作类型,SPL更侧重于表征动作目标,而LOTC则对动作类型和动作目标均表现出稳定敏感性。值得注意的是,乒乓球运动员在PMv中对动作类型的解码准确率显著高于非运动员,提示长期专项训练主要增强了运动员对身体运动学信息的神经表征能力。

图2.基于运动员组的 Searchlight MVPA 结果。A.动作目标;B.动作类型。结果以 T 图形式呈现,表示逐体素分类准确率与随机水平(50%)相比的统计显著性,并已进行多重比较校正。
该研究表明,动作观察网络并非以单一方式处理运动信息,而是由不同脑区分别编码动作类型与动作目标等不同特征。同时,运动经验能够选择性增强与专项技能密切相关的动作特征表征。该发现有助于理解运动经验如何塑造动作识别与动作预测的神经机制,也为竞技运动中的观察训练、预判训练和专项认知训练提供了神经科学依据。
该论文第一作者为tcy8722太阳集团刘力锴,通讯作者为tcy8722太阳集团王莹莹教授。该研究得到了国家自然科学基金项目(32271131)的资助。
论文信息:Liu L, Mou H, Zhou T, Yan Z, Qi Y, Wang Y.Neural representations of different features in the observation of table tennis actions.Psychology of Sport & Exercise. 2026;82:103005.https://doi.org/10.1016/j.psychsport.2025.103005.
王莹莹课题组在Behavioral and Brain Functions发文揭示运动经验对乒乓球动作跨模态表征的塑造作用
王莹莹教授课题组在Behavioral and Brain Functions发表题为Motor expertise shapes crossmodal and modality-specific action representations in table tennis players的研究论文。该研究采用功能磁共振成像(fMRI)结合多体素模式分析(MVPA),考察了长期乒乓球训练如何影响运动员对专项动作的视觉和语言表征。
动作识别不仅依赖对身体运动学信息的加工,也涉及对动作意义的概念化理解。在乒乓球等开放式运动中,运动员需要快速识别对手动作并预测其意图,但长期专项经验如何塑造动作表征的神经机制仍不清楚。为此,研究比较了23名专业乒乓球运动员与28名非专业被试在观看乒乓球动作视频和阅读相应动作句子时的大脑活动模式(图1)。

图1.实验设计。视频任务(A)由动作视频组成(4 类动作 × 每类 24 个视频样例;每个视频呈现 2 s)。B. 刺激样例。动作视频从不同视角、情境和演员性别进行拍摄,以确保 MVPA 捕捉到的是能够跨越不同知觉特征泛化的抽象动作表征。句子任务(C)由与视频动作相对应的动作语言描述组成(4 类动作 × 每类 24 个句子样例;每个句子呈现 2 s)。
研究采用两类MVPA分析,第一类是模态内解码,即在视频或句子模态内部进行解码,旨在识别与视频或句子特异性相关的动作表征;第二类是跨模态解码,即在视频和句子两种模态之间进行解码,识别不依赖于具体输入形式的动作概念表征。结果显示,在运动员组中,左侧外侧后颞叶皮层(LPTC)和前颞叶(ATL)支持视频与句子之间的跨模态动作表征(图2);而左侧顶上小叶(SPL)和中央前回(PreCG)主要表现出模态特异性表征,尤其在动作视频条件下更为明显。相比之下,非运动员主要在PreCG表现出视频相关的模态特异性表征。

图2.Searchlight MVPA 结果。图中展示了专家组(上排)和新手组(下排)在跨模态解码和模态内解码中的平均准确率图及统计图。统计图采用 TFCE 进行校正。对于模态内解码,显著性阈值设定为p< 0.05(FWE 校正);对于跨模态解码,仅采用 TFCE 校正,未进一步设置 FWE 阈值。
该研究表明,长期专项运动经验不仅增强了运动员对视觉动作信息的加工,也可能促进动作知识从具体感知运动经验向更高层级、跨模态概念表征的发展。研究结果进一步支持动作观察网络内部的功能分化:颞叶区域更偏向动作概念表征,额顶区域则更多参与感知运动特征加工。这一发现为理解运动经验如何塑造动作识别和动作理解提供了新的神经证据。
该论文第一作者为tcy8722太阳集团牟洪,通讯作者为王莹莹教授。
论文信息:Mou H, Liu L, Wang Y.Motor expertise shapes crossmodal and modality-specific action representations in table tennis players.Behavioral and Brain Functions. 2025;21:34.https://doi.org/10.1186/s12993-025-00296-9.
王莹莹课题组在Cognitive Science发文揭示视觉经验与动作经验对动作动词加工中感觉运动模拟的影响
王莹莹教授课题组在Cognitive Science发表题为Influence of Visual and Action Experiences on Sensorimotor Simulation During Action Verb Processing: The Roles of Motor Perspective and Personal Pronouns的研究论文。该研究通过三个行为实验,探讨视觉经验和动作经验如何影响动作动词加工中的感觉运动模拟过程。
具身认知理论认为,动作语言理解并不只是抽象语义加工,还会激活与动作相关的感觉运动经验。既往研究表明,动作经验和视觉经验都可能促进动作词加工,但二者在感觉运动模拟中的具体作用仍不清楚。该研究以第一人称视角和第三人称视角作为操纵视觉经验与动作经验的重要线索,采用动作—语言启动范式考察动作图片对动作动词判断的影响。

图1.实验材料示例。实验采用第一人称视角(1PP)和第三人称视角(3PP)的图片作为启动刺激,并同时包含原图和镜像图。物体导向动作以第一人称或第三人称视角呈现给被试,即“视角”因素。图片类型则包括原图和镜像图。在原图条件下,动作由优势右手执行;在镜像条件下,动作由优势左手执行
实验1操纵动作图片视角、图片类型和图词一致性,发现当启动图片与目标动词不一致且图片为非镜像条件时,第一人称视角相比第三人称视角能够更快促进动作动词加工(图1)。实验2进一步比较被试自身动作图片和他人动作图片,结果再次发现第一人称视角在不一致条件下具有更强的促进作用,但动作执行者身份本身并未显著调节这一过程。实验3则通过视觉视角与人称代词共同操纵运动经验一致性,结果显示图词一致性仍显著影响反应时,但视角与代词形成的运动经验一致性未表现出显著作用。

图2.平均反应时结果。平均反应时根据视角(第一人称、第三人称)、图片类型(原图、镜像图)以及启动—目标配对一致性(一致、不一致)进行计算。Exp1a 显示了原图条件下视角与一致性的交互作用,此时动作主要由优势右手执行。Exp1b 显示了镜像图条件下视角与一致性的交互作用,即动作由优势左手执行。图中的点表示个体数据点;误差线表示平均值 ± 95% 置信区间(CI)。“*” 表示显著的主效应或交互作用,p< .05。
该研究表明,动作动词加工中的感觉运动模拟会受到特定身体视角经验的影响,其中第一人称视角更容易激活动作执行相关经验,并在一定条件下促进动作语言加工。研究结果支持动作语言理解中的感觉运动模拟观点,也进一步说明动作经验相较于单纯视觉观察经验,可能在动作语义加工中发挥更关键的作用。
该论文第一作者为tcy8722太阳集团硕士毕业生周婷,通讯作者为王莹莹教授。
论文信息:Zhou T, Mou H, Liu L, Wang Y.Influence of Visual and Action Experiences on Sensorimotor Simulation During Action Verb Processing: The Roles of Motor Perspective and Personal Pronouns.Cognitive Science. 2025;49:e70146. https://doi.org/10.1111/cogs.70146.