運動想象的神經機制一直是體育訓練和康復干預領域的前沿問題。運動想象（motor imagery）是指在沒有實際動作的情況下，通過大腦模擬運動過程，從而激活與真實運動部分重疊的神經通路。這種方法在運動員技能訓練和患者康復中被廣泛應用。然而，關于運動員專家在想象任務中究竟表現為大腦激活更低（神經效率假說，neural efficiency，認為專家完成任務所需的神經資源更少），還是大腦激活更高（增強模擬假說，enhanced simulation，認為專家會調動更多神經資源進行更精細的模擬），學界一直存在爭議。
近日，北京體育大學心理學院尹杰老師，依托國家體育總局運動應激適應重點實驗室，與該校特聘客座教授——西安交通大學人文學院社會心理學研究所黨君華教授合作，在國際頂級期刊《美國科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS）上發表題為《Motor expertise modulates cortical activation during imagery of simple and complex actions》的研究論文，提出任務復雜度是調和上述分歧的關鍵因素。該研究利用功能近紅外光譜成像（fNIRS）技術，系統比較了足球專家與新手在想象簡單與復雜動作時的大腦皮層激活模式，揭示了專業技能與任務復雜度如何共同作用于運動想象的神經機制。
研究設計了兩項實驗：實驗1要求參與者想象三種簡單動作（踢球、抬腿、抬臂）；實驗2在此基礎上加入了兩種復雜足球動作（交替盤帶和“8”字盤帶）。結果顯示，專家在想象簡單動作時表現為較低的皮層激活，符合神經效率假說；但在復雜動作中則表現為更高的激活水平，符合增強模擬假說。相反，新手在簡單任務中需要更多神經資源，而在復雜足球任務中由于缺乏相關心理表征，反而激活較低。這一“交叉模式”首次統一了兩種看似矛盾的理論解釋。進一步分析發現，這一效應與被試的一般運動想象能力或想象清晰度無關，說明專業技能通過內化的運動表征來決定大腦在不同任務中的激活方式。
這一發現對體育訓練和康復實踐具有重要意義：首先，對運動新手而言，應從具體、簡單的動作想象訓練開始，逐步增加復雜性，以幫助其建立穩定的運動表征；其次，對運動專家而言，應設計復雜、接近比賽情境的想象訓練，以保持大腦的高水平參與度；最后，在康復訓練中，患者可被視為“運動新手”，初期從基礎動作入手，逐漸過渡到復雜動作想象，以促進功能恢復。
該成果不僅解決了運動想象領域的核心理論爭議，也為基于神經科學的個性化訓練與康復提供了實踐路徑。
《美國科學院院刊》（PNAS）創刊于1915年，是由美國國家科學院主辦的國際頂級綜合性學術期刊，被公認為僅次于Science和Nature的全球三大綜合類科學期刊之一。PNAS覆蓋生命科學、醫學、物理學、社會科學等多個領域，具有極高的國際學術影響力和傳播力。其審稿嚴格、錄用率低，是各學科高水平研究成果的重要發表平臺。該成果的發表進一步提升了北京體育大學在心理學與認知神經科學領域的國際學術影響力。
論文信息：J. Yin, K. Yang, C. Zhou, & J. Dang, Motor expertise modulates cortical activation during imagery of simple and complex actions, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (39) e2515027122, https://doi.org/10.1073/pnas.2515027122 (2025).
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2515027122