對於個體動作編序隨著年齡而產生的發展效應,過去研究以快速瞄準動作為實驗工 作,並以反應時間、快速瞄準動作軌跡、運動學參數或子動作結構為指標,藉此觀察動 作編序的年齡差異現象。
Hay (1979) 以 5、7、9、11 歲兒童為研究對象,探討快速瞄準動作中,屬於動作編 序與感覺回饋引導兩部份的年齡差異現象。研究者分析快速瞄準動作軌跡發現,5 歲左 右的兒童快速瞄準動作主要是以預先編序為主,動作中較少出現回饋引導及在線修正動 作;至兒童 7 歲時,卻轉換為感覺回饋引導佔優勢,產生較多在線修正動作;9 歲至 11 歲時,兒童將動作編序及感覺回饋引導兩部份加以整合,以執行快速瞄準動作。
Thomas et al. (2000) 以 6 歲、9 歲及年輕成人為研究對象,研究採用 Meyer et al. (1988) 主要子動作與次要子動作的分析方法,區分動作中屬於預先編序(中樞控制)與在線修 正(視覺或動覺回饋控制)部份。研究結果發現,隨著年齡的增長,當個體執行快速瞄 準動作時,主要子動作時間與動作距離,佔全部動作的比例均顯著增加,而動作的抖顫 (jerk) 情形顯著下降,顯示隨著個體的發展,至少到成年階段,快速瞄準動作中預先編 序部份逐漸增加,動作更趨穩定。
同年另一個研究中,亦有相同的結果。Yan et al. (2000) 以 6 歲、9 歲、24 歲年輕成 人、73 歲老年人為研究對象,探討快速瞄準動作的發展。研究結果基本上呈現 U 型,
若與 9 歲兒童或年輕成人相較,6 歲兒童及老年人反應時間較長、變異性較高,動作最 大速度與平均速度均較慢,動作變異性亦較大;此外,主要子動作時間與動作距離比例 均較低,顯示 6 歲兒童與老年人動作開始前對動作進行較少編序,動作屬於中樞控制部 份較少,藉由感覺回饋訊息產生較多的在線修正動作,以正確到達目標,因此動作較慢、
較不順暢。然而,研究者認為,雖然 6 歲兒童與老年人快速瞄準動作控制特徵相似,其 基本機制可能並不相同。對 6 歲兒童而言,可能是中樞神經系統尚未成熟,使得動作系 統 (motor system) 雜訊增加,影響動作計劃與執行,此外,缺少相關動作經驗亦可能是 原因之一;另一方面,在老化過程中,中樞處理或周邊功能伴隨下降,動作系統亦可能 增加雜訊,影響老年人動作計劃與動作表現。
Van Braeckel et al. (2007) 以7至10歲兒童為研究對象,探討兒童在執行快速瞄準動 作時,因應目標位置突然改變,兒童動作修改的能力。研究結果發現,雖然7到10歲兒 童均能產生在線修正,但其中仍存在年齡差異情形,當目標位置突然改變時,7歲兒童 產生新動作程式所需要的時間,較8歲至10歲兒童更長,而8歲至10歲兒童此時間並沒有 顯著差異。因此,此研究亦從另一個面向說明,7歲兒童動作編序能力並不如年齡較大 的兒童。
相似於探討兒童動作編序能力的發展,許多研究亦透過快速瞄準動作,研究老年人 動作編序能力。然而不同於兒童有一致的看法,對於老年人快速瞄準動作較慢、變異較
大,主要子動作部份較小、次要子動作部份較大,減速階段較長等特徵的解釋,過去研 究者意見相當分歧,雖然主要的看法集中於四點因素:一、老化過程使老年人動作系統 雜訊提高,使動作計劃(編序)能力下降;二、較依賴回饋訊息控制動作或回饋訊息處 理較無效率;三、偏好謹慎動作策略或安全執行策略 (play-it-safe strategy);及四、力量 產生或調節能力下降。然而各研究者於研究結論時,亦多同時持多項因素立論,致使文 獻統整工作相當不易。因此,以下篇幅先對相關文獻進行回顧描述,再進行文獻統整:
Haaland et al. (1993) 以 28 名年輕成人與 26 名老年人為研究對象,探討老年人動作 較慢動作特徵的成因。實驗工作為快速瞄準動作,並操弄有無視覺回饋訊息,對動作執 行的影響與年齡差異現象。研究結果發現,老年人反應時間較長,然而老年人與年輕成 人相似,反應時間隨著動作距離與目標大小而改變。此外,當有視覺回饋時(動作開始 前已知道),老年人與年輕成人的反應時間均較短,動作加速階段速度均較大,動作減 速階段絕對誤差均較小,顯示老年人與年輕成人相同,均可以有效運用在線視覺回饋修 改動作。而在無視覺回饋時(動作開始前已知道),老年人在長的動作距離時,減速階 段誤差特別大,此結果可能表示老年人動作計劃較不完整,無法對較長的動作進行預先 編序,或預先編序較不準確,另一方面這也可能反應老年人在線編序較差。因此,動作 開始前知道是否可以獲得視覺訊息,將影響動作的預先編序及動作的加速度階段(此階 段不受回饋訊息的影響,研究者認為亦屬於預先編序範圍)。當事先知道是否有視覺回 饋時,不論是在有視覺回饋或無視覺回饋的情境,老年人可針對動作的距離與目標大小 的不同進行相應的動作編序,顯示利用事先的訊息,建構動作計劃並不因老化而減低。
不論有無視覺回饋或事先是否知道有無視覺回饋,對年輕成人或老年人動作加速階段的 影響都是相同的,因此老年人動作計劃能力似乎並無下降,年齡差異主要在於當没有視 覺回饋時減速階段的表現,在此情境時,工作難度對老年人動作表現的影響更甚於年輕 成人,顯示老年人更依賴視覺訊息以控制動作的準確性。然而,雖然老年人可依動作距 離與目標寛度的不同,進行動作編序調整動作速度,但此現象並不如年輕成人,當老年 人面對較長動作時,較無法計劃以產生較大的速度,此時即顯現出老年人動作計劃能力 與年輕成人的年齡差異。然而研究者亦指出,此現象亦有可能受周邊因素的影響,因無 法產生較大力量所致。
其後,Pratt et al. (1994) 以大學生及老年人為研究對象,探討快速瞄準動作的年齡 差異。研究結果發現,在快速瞄準動作中,老年人動作時間較長,而這主要是因為次要 子動作時間較長所致,老年人主要子動作時間與年輕成人相似,但次要子動作時間卻比 年輕成人長很多。然而,此動作特徵並沒有增加動作準確性,因為年輕成人的準確性仍 較高,所以這並非如其它研究所指,老年人特別強調準確性而犠牲速度,這可能顯示老 人處理回饋訊息以產生修正動作的過程較沒效率,亦可能僅是開始力量產生能力的下 降,使得主要子動作較短,導致需要較長的次要子動作距離,也增加次要子動作時間。
此外,雖然主要子動作時間與年輕成人相同,但老年人主要子動作距離比年輕成人短,
一方面這可能顯示老年人力量的產生較小,另一方面可能代表在主要子動作編序時,老 年人增加此子動作的時間,以獲取回饋訊息進行動作修正。因此,該研究認為,老年人 與年輕成人快速瞄準動作控制的差異,主要是因為老化使個體力量產生能力及處理回饋
訊息能力下降。
考慮到老年人速度較慢、變異較大的動作型態的成因,有可能是為了提高動作準確 性採用謹慎動作策略所致,並非動作計劃能力的下降,為區辨此一問題,Morgan et al.
(1994) 透過實驗設計安排,使老年人與年輕成人在動作執行時必須採用相同的動作速 度,並藉此控制動作策略差異。研究結果指出,老年人可產生與年輕成人相同的動作速 度,所以老年人動作執行速度較慢,並非老化伴隨的生物力學限制的影響。此外,老年 人可產生與年輕成人相同的加速與減速時間比例,所以在執行動作時,力量產生能力並 沒有下降。而老年人動作的準確性與年輕成人相同,所以較慢的動作亦無法提高動作表 現。在動作執行時,老年人動作間的暫留 (pause) 次數較多、時間較長,顯示老年人需 要較長的動作準備時間重新調整動作。此外,在相似的動作速度(即使在速度快的情境)
與達到相仿的準確性結果中,老年人子動作 (submovement) 較多,顯示動作執行時不確 定性較高,需要較多在線調整的引導。因此研究者認為老年人動作慢、變異大,並非是 採用了謹慎動作策略之故,中樞動作協調能力(動作計劃能力)的下降應是重要因素。
同樣地,Yan et al. (1998) 以 20 名年輕成人與 38 名老年人為研究對象,進行快速前後或 左右劃線瞄準動作。研究結果發現,與年輕成人相較,老年人反應時間較長、反應時間 變異性較大,動作時間較長、動作變異性較高。研究者認為,老年人快速瞄準動作控制 呈現退化現象,顯示老年人動作計劃能力下降,需使用較多視覺回饋執行動作。其後,
Yan et al. (2000) 進一步採用 Meyer et al. (1988) 主要子動作與次要子動作的分析方法,
亦有相同的研究發現。其研究結果指出老年人反應時間較長、變異性較高,動作最大速
度與平均速度均較慢,動作變異性亦較大;此外,主要子動作時間與動作距離比例均較 低,顯示老年人動作開始前對動作進行較少編序,動作屬於中樞控制部份較少,藉由感 覺回饋訊息產生較多的在線修正動作,以正確到達目標,因此動作較慢、較不順暢。研 究者認為,在老化過程中,中樞處理或周邊功能伴隨下降,動作系統亦可能增加雜訊,
影響老年人動作計劃與動作表現。
然而,對於動作計劃能力下降,使得老年人動作速度較慢、變異較大、減速階段較
然而,對於動作計劃能力下降,使得老年人動作速度較慢、變異較大、減速階段較