SMR神經回饋訓練對高爾夫推桿表現之影響

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(1)國立台灣師範大學體育系碩士學位論文. SMR 神經回饋訓練對高爾夫推桿表現之影響. 研究生：鄭名揚指導教授：洪聰敏. 中華民國 101 年 6 月中華民國臺北市.

(2) SMR 神經回饋訓練對高爾夫推桿表現之影響 2012 年 6 月研究生鄭名揚指導教授洪聰敏摘要目的：目的：本研究目的為探討 SMR (Sensorimotor rhythm) 腦波神經回饋訓練是否對於高爾夫球推桿表現、推桿前皮質活動以及心理感受具有促進的效果。SMR 為感覺動作區 12-15Hz 之頻率，先前研究顯示較高的 SMR 功率與較佳的動作準備與注意力表現有關，因此，本研究欲探討是否能藉由 SMR 神經回饋訓練增加高爾夫推桿前之 SMR 功率，進而促進推桿表現。方法方法：方法：SMR 神經回饋訓練組以及假回饋組各包含 8 名高爾夫選手，分別進行八次的訓練，並藉由比較前後測推桿 40 球之推桿表現、推桿前 SMR 功率、以及心理主觀感受分數來檢驗神經回饋訓練之效益。結果結果：結果：SMR 訓練組在訓練後推桿表現明顯進步，且伴隨著相對升高的 SMR 腦波功率，然而在心理主觀分數上則無發現明顯差異。結論結論：結論：本研究為首次利用 SMR 神經回饋訓練於精準性運動之研究，且根據研究結果顯示 SMR 神經回饋訓練具有促進推桿表現之效益。未來神經回饋研究應進一步比較 SMR 功率與其他較佳精準性運動腦波指標在推桿表現上之效果，找出最有效率之神經回饋訓練指標。關鍵字：關鍵字：腦波、腦波、注意力、注意力、精準性運動、精準性運動、心理狀態. i.

(3) SMR neurofeedback training on golf putting performance June, 2012 Student: Ming-Yang Cheng Advisor: Tsung-Min Hung Abstract Purpose: The purpose of current study was to examine whether SMR (Sensorimotor rhythm) neurofeedback training (NFT) have a positive effect on golf putting, cortical activity before putting, and self-reported mental state. SMR is so called 12-15Hz on sensorimotor cortex. Previous studies revealed that higher SMR power was related to optimal motor readiness and focused state that are conducive to performance. Thus, current study intended to investigate the relationship between SMR NFT and the putting performance. Method: 16 golf players were recruited and assigned to either a SMR feedback or a Mock feedback groups. A total of 8 NFT sessions were included between the pretest and the posttest. The pretest and posttest contained 40 putts each. Result: SMR feedback enhanced putting performance, increased SMR power prior to putting. However, there was no difference in scores of self-reported mental state. Conclusion: Current study was the first one to provide scientific evidence to support the effectiveness of SMR NFT on enhancing performance in precision sports. A comparison between different NFT criterion to determine the most effective NFT protocol is suggested for future studies. Key words: EEG, attention, precision sports, mental state. ii.

(4) 目次. 中文摘要 ..................................................................................................................................... i 英文摘要 .................................................................................................................................... ii 目次 ......................................................................................................................................... iii 表次 ......................................................................................................................................... vi 圖次 ........................................................................................................................................ vii. 第壹章. 緒論 ........................................................................................................................ 1 第一節問題背景 .............................................................................. ……………...…1 第二節研究問題 ......................................................................................................... 7 第三節研究目的 ......................................................................................................... 7 第四節研究假設 ......................................................................................................... 7 第五節研究範圍 ......................................................................................................... 8 第六節研究限制 ......................................................................................................... 8 第七節名詞操作性定義 ............................................................................................. 8 第八節研究的重要性 ................................................................................................. 9. 第貳章. 文獻探討 .............................................................................................................. 10 第一節注意力與精準性運動表現 ........................................................................... 10 iii.

(5) 第二節較佳精準性運動的腦波指標 ....................................................................... 11 第三節神經回饋訓練與運動表現促進 ................................................................... 14 第四節文獻探討總結 ............................................................................................... 17 第參章. 研究方法 .............................................................................................................. 18 第一節實驗參與者 ................................................................................................... 18 第二節實驗時間與地點 ........................................................................................... 18 第三節實驗設計 ....................................................................................................... 19 第四節步驟 ............................................................................................................... 20 第五節材料方法 ....................................................................................................... 24 第六節資料處理 ....................................................................................................... 27. 第肆章. 結果 ...................................................................................................................... 28 第一節推桿表現 ....................................................................................................... 30 第二節 SMR 腦波功率.............................................................................................. 30 第三節心理主觀感受量表 ....................................................................................... 35. 第伍章. 討論 ...................................................................................................................... 40 第一節 SMR 神經回饋對高爾夫推桿表現之效果.................................................. 40 第二節 SMR 功率與推桿表現之關係...................................................................... 41 第三節 SMR 訓練對推桿心理主觀感受之影響...................................................... 42. 參考文獻 .................................................................................................................................. 45 iv.

(6) 附件一 ...................................................................................................................................... 53 附件二 ...................................................................................................................................... 54 附件三 ...................................................................................................................................... 55. v.

(7) 表次表 3-1. SMR 訓練組與假回饋組參與者基本資料 .......................................................... 18. 表 4-1. SMR 訓練組與假回饋組於前後測之 SMR 功率................................................ 32. 表 4-2. SMR 訓練組前後測推桿前 1.5 秒之 SMR 功率................................................. 33. 表 4-3. 假回饋組前後測推桿前 1.5 秒之 SMR 功率 ...................................................... 34. 表 4-5. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之專注力主觀分數 ...................................... 35. 表 4-6. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之自信感主觀分數 ...................................... 36. 表 4-7. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之控制感主觀分數 ...................................... 37. 表 4-8. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之流暢感主觀分數 ...................................... 38. 表 4-9. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之冷靜感主觀分數 ...................................... 39. 表 5-1. SMR 訓練組與假回饋組之訓練成功率 .............................................................. 28. vi.

(8) 圖次圖 3-1. 研究架構.................................................................................................................... 19. 圖 3-2. 研究設計與步驟........................................................................................................ 19. 圖 3-3. 前測實驗流程............................................................................................................ 20. 圖 3-4. SMR 神經回饋訓練組之階段性目標 ...................................................................... 21. 圖 3-5. 神經回饋訓練單次實驗流程.................................................................................... 22. 圖 3-6. 10-20 系統 ................................................................................................................ 25. 圖 4-1. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之推桿表現 ...................................................... 30. 圖 4-2. SMR 訓練組與假回饋組於前後測之 SMR 功率.................................................... 32. 圖 4-3. SMR 訓練組在前後測推桿前之 SMR 功率變化 .................................................... 33. 圖 4 -4. 假回饋訓練組在前後測推桿前之 SMR 功率變化 ................................................ 34. 圖 4-6. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之專注力主觀分數 .......................................... 35. 圖 4-7. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之自信感主觀分數 .......................................... 36. 圖 4-8. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之控制感主觀分數 .......................................... 37. 圖 4-9. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之流暢感主觀分數 .......................................... 38. 圖 4-10. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之冷靜感主觀分數 ........................................ 39. 圖 5-1. SMR 訓練組與假回饋組在四個訓練區間之訓練成功率變化 .............................. 29. vii.

(9) 1. 第壹章緒論. 本研究欲透過神經回饋訓練，使高爾夫球運動員在推桿前能提升感覺動作頻率 (Sensory motor rhythms, SMR)，並探討其對推桿表現的影響。本章內容依序為第一節、問題背景；第二節、研究問題；第三節、研究目的；第四節、研究假設；第五節、研究範圍；第六節、研究限制；第七節、名詞操作性定義以及第八節、研究的重要性。. 第一節問題背景追求卓越並達到顛峰表現 (Peak performance) 是競技運動中不變的特質，其中，心理因素在邁向卓越的過程中扮演一個最被忽視但卻相對必要的角色。在高水準層級的競技運動員當中，其體能條件與技術水準往往位於伯仲之間，因此心理狀態是否可保持專注與穩定便成了決勝的關鍵。三屆高爾夫球大滿貫得主 Padraig Harrington 表示比賽中的表現有 95%是取決於心理因素 (Burke, 2007)。因此，運動員欲在賽場上達到顛峰表現不只需要體能條件與技術水平的發揮，擁有較佳的心理技能也是不可或缺的，否則可能會影響應有的高水準表現。精準性運動指的是技能表現取決於高度協調與精確的運動項目，這類型運動在表現執行前心理狀態之要求更為講究，高爾夫球推桿 (Putting) 便是其中一種典型項目（洪聰敏，2005）。推桿是高爾夫運動中動作最小且最簡易的的動作，但透過先前對於高爾夫球員的訪談顯示推桿是其比賽中主要的壓力來源之一 (Nicholls, 2007)。尤其到了比賽的決勝時刻，龐大壓力加上過度求好心切往往會導致表現走樣，而發生壓力下失常的狀況 (Choking) (Beilock & Gray, 2007)。因此，如何在推桿表現執行前不因外在環境的變化而影響動作表現，此時心理技能將扮演重要角色。.

(10) 2. 運動表現執行前的注意力是與表現好壞最有關的心理狀態。William 與 Krane (2006) 統整了先前優秀運動員對於較佳表現狀態的描述後，發現有助於運動表現的心理狀態是專注、心無雜念、靜止和完全沈浸於運動中的，並提出在運動表現中排除外在分心物可作為提升運動員注意力的方法，代表運動員能將注意力分配到相關的線索上。Wulf 與 Su (2007) 也認為運動中的注意力聚焦對於運動表現有關鍵的影響。較佳的注意力不止有利於動作者在技能執行前維持理想的準備狀態，且能以減少外在分心物的方式維持自我配速運動執行表現前的穩定 (Rogers, Rosseu, & Fisk, 1999)。Cohn (1991) 從訪談高爾夫球員對於較佳心理狀態的描述後發現自動化、低努力和專注的注意力等心理狀態是與高爾夫球運動表現促進最有關連的。Beauchamp (1995) 訪談了 PGA 巡迴賽選手最佳推桿表現的心理技能是自信、意象以及作業專注。由此可見，動作執行前之注意力狀態可能是促成較佳表現的關鍵。近年來腦波 (Electroencephalography, EEG) 已成為研究精準性運動執行前心理狀態的新興工具。過去運動心理學領域對於注意力的測量可分為量表式和行為式（洪聰敏， 1998），量表式是利用事後回溯的方式來瞭解當事者運動時的心智狀態，以量表式測量注意力可能會因為過度主觀而導致結果偏差；另一方面，行為式的測量，例如：反應時間，其結果往往與注意力的關係較間接，無法直接反應運動員當下的心智歷程。而屬於心生理工具的腦波，其擁有表現中記錄以及具有高時間解析度的優點，可反應運動員當下的心智歷程，因此可作為測量動作行為執行時其心理歷程的有效工具 (Hatfield & Hillman, 2001)。近年來的研究也已經出現利用腦波測量自我配速運動動作執行前心理狀態之相關研究 (Crews & Landers, 1993; Hatfield, Haufler, Hung, & Spalding, 2004; Hatfield, Landers, & Ray, 1984; Salazar, Landers, Petruzzello, Han, Crews, & Kubitz, 1990)。較佳的精準性運動表現有其皮質活動上的特徵。高士竣、黃崇儒與洪聰敏（2009）回顧了過去利用腦波對於精準性運動動作執行前的注意力測量研究，歸納出下列幾個與較佳表現有關的腦波指標，分別是：一、增加 T3α 功率代表減低左顳.

(11) 3. 葉區之活動，此現象與動作執行中減低口語分析的歷程有關；二、枕葉中央皮質的 α 波 (Oz α) 增加，代表一種減少外在視覺訊息回饋的方式來降低動作執行中之干擾；三、額葉中央區與左顳葉區之間的相干性 (coherence) 下降，代表動作區與語言分析的左腦皮質溝通減少，增加動作執行前之注意力資源分配；四、前額中線區的 θ 波增加有助於持續性的注意力以及更有效率的注意力分配；五、位於 Cz, C4, Fz 的 α 波事件關連去同步化 (event-related-desynchronization, ERD) 的增加與較好的動作預備程度有關。在 α 波研究方面，α 波與大腦活動狀態有關，其功率增加代表無關的神經活動受到抑制，此時大腦活動會呈現怠速狀態 (Pfurtscheller, Stancak, & Neuper, 1996)。過去對於高水準精準性運動員表現執行前的左右顳葉區側化研究中，發現負責語言分析的左腦如能在精準性運動執行前降低活動，將有助於精準性運動的表現 (Crews & Landers, 1993; Hatfield, Landers, & Ray, 1984; Salazar, Landers, Petruzzello, Han, Crews, & Kubitz, 1990)。此左右半腦的側化現象可能代表高技能選手能夠抑制與動作執行無關的語言分析歷程，並將注意力資源轉轉移至負責視覺空間分析的右腦，如此的注意力轉移對於精準性運動表現是有幫助的。而 Loze, Collins, 與 Holmes (2001) 所發現空氣手槍選手的最佳表現相較於最差表現其扣扳機前的枕葉區 α 波有不同的變化趨勢，較佳表現其扣扳機前有較高 Oz α；反之，Oz α 顯著減少。這樣的結果可能是因為較佳表現的空氣手槍選手減少視覺注意力的投注，而以一種意圖 (intention) 的專注狀態來執行動作，這樣的狀態與自動化的動作導引有關，因此與視覺功能相關的枕葉活動減少了。相干性則是代表皮質之間的溝通程度，是以計算電極之間彼此的線性相關程度而來。過去的研究顯示無論在專家生手比較或是個人內好壞表現皆可發現較低的左顳葉區與額葉中央區相干性，可能代表較佳表現的個體其動作執行時能夠抑制無關的皮質活動，而使大腦區域間的運作更能相互獨立以減低認知涉入動作執行歷程，進而更有效的使用注意力資源 (Deeny, Hillman, Janelle, & Hatfield, 2003; 吳建霆、羅麗娟、林榮輝、石恆星、洪聰敏，2007)。Fmθ 主要與持續性注意力及認知資源的分配有關，過去研究發現來福槍射擊專家隨著接近扣扳機時間其 Fmθ 穩定的增加，而生手的 θ 波則是先上升後.

(12) 4. 逐漸下降 (Doppelmayr, Finkenzeller, & Sauseng, 2008)。作者認為造成 Fmθ 差異的原因可能是專家選手在射擊瞄準時將注意力投注在扣扳機的時機上，而生手則是將注意力放在維持槍管的穩定上。最後，高爾夫成功推桿表現時位於 Cz、Fz 與 C4 的高 α (10-12 Hz) ERD 比起失敗推桿表現時有較高的振幅，並在失敗推桿表現時發現離洞口距離較小時會有較大的高 α ERD 振幅 (Babiloni 等, 2008)。這樣的發現代表較佳推桿表現與較精細的動作控制以及計畫有關，代表動作區較高的活化有助於高爾夫選手在推桿時進入一個較佳的動作準備狀態並將注意力投注在相關作業中而導致成功的推桿。總結對於精準性運動執行前的注意力狀態研究發現，注意力的持續投入與抑制非相關區域的活動與運動表現的提升有關，其概念與注意力效率化的分配相符。推桿表現在皮質活動上也可發現差異，且在動作區較明顯。感覺動作頻率 (Sensory motor rhythm, SMR) 是位於動作區與注意力有關的腦波指標。SMR 是感覺動作區 12-15 Hz 的腦波頻率，其活動程度與感覺動作區的活動呈負相關 (Sterman, 1996)。Vernon, Egner, Cooper, Compton, Neilands, Sheri, 與 Gruzelier (2003) 比較不同的神經回饋頻率對於認知表現的影響，發現學習自主控制 SMR 可能會幫助個體以減低動作介入的方式進行訊息處理歷程，並在此同時可以維持知覺與注意力的準備狀態。進一步的研究顯示 SMR 活動與動作的抑制、放鬆的注意力聚焦、較大的工作記憶以及較佳的動作準備有關 (Gruzelier, Egner, & Vernon, 2006)。然而，在先前精準性運動與腦波的研究中，並未有研究比較較佳心理狀態下 SMR 腦波差異。有鑑於此， Cheng, Lo, Huang, 與 Hung (2011) 以高水準飛鏢選手與生手為研究對象，探討 SMR 活動與精準性運動表現之關係。研究發現專家選手動作執行前 2 秒的 SMR 平均功率顯著高於生手，並保持相對較高的穩定狀態；相反地，生手則呈現明顯較低的 SMR 功率。此發現代表專家選手在動作執行前可能抑制了非相關的訊息傳入而以一種動作自動化的方式執行飛鏢投擲動作，而導致有較好的表現。反觀生手則在動作執行時還處在依賴外在訊息之階段而倚賴外在訊息來決定出手時間，因而造成注意力資源無法有效率.

(13) 5. 的分配。總結上述 SMR 相關研究可發現其與注意力有明顯關係，且位於與動作相關較高的動作區，SMR 功率與精準性運動之關係有其進一步研究的必要性。神經回饋訓練 (Neurofeedback training) 具有促進精準性運動表現之效果，但 SMR 功率卻尚未被採用。神經回饋是生物回饋訓練 (Biofeedback training) 的一種，可讓個體透過學習如何修正特定大腦皮質的活動，目的在於使個體自發性改變身心狀態 (Birbaumer 等, 2006; Vernon, 2005)。過去神經回饋訓練已被廣泛運用在改善認知功能 (Barnea, Rassis, & Zaidel, 2005; Egner & Gruzelier, 2003; Hanslmayr, Sauseng, Doppelmayr, Schabus, & Klimesch, 2005; Vernon 等, 2003)、癲癇 (Kotchoubey, Busch, Strehl, & Birbaumer, 1999; Sterman, 1996) 及 ADHD (Lévesque, Beauregard, & Mensour, 2006)。且神經回饋可藉著練習改變大腦的神經可塑性而成為一種具高度應用價值的心理技能 (Ros, Munneke, Ruge, Gruzelier, & Rothwell, 2010)。Landers 等 (1991) 透過神經回饋訓練驗證技能執行前的左腦活動是與表現有關的說法，利用與腦波頻譜分析結果一致的慢波 (slow cortical potential, SCPs) 作為神回饋訓練指標，比較正向回饋（增加左腦慢波，左腦活動降低）、負向回饋（增加右腦慢波，右腦活動降低）和無神經回饋控制組三種不同介入對於射箭表現之影響，並觀察其介入前後之腦波差異。正向回饋組與負向回饋組的參與者進行單次 45 至 75 分鐘的神經回饋訓練；控制組則以三十分鐘的休息取代訓練。研究發現正向回饋訓練組訓練後射箭表現有明顯進步，負向回饋組表現則下降了，無回饋組依然持平。在腦波方面，正向回饋組經由神經回饋訓練後，其左顳葉區的 α 波 (5 至 11 Hz) 有上升的趨勢但未達顯著差異，此結果與先前射箭、射擊選手較佳表現預備狀態的腦波特徵類似，但可能因為訓練次數過少才造成三組之間在訓練後左顳葉區 α 波沒有顯著差異。因此，林勝建（2004）以 11 名射箭選手分成神經回饋組與控制組，神經回饋組進行每週三次的神經回饋訓練，每次訓練 20-25 分鐘共進行兩週包含六次的訓練。研究發現神經回饋組訓練後射箭成績平均分數顯著提升。雖然其後測的 T3α 活動比前測有較高的趨勢，但在統計上未達顯著差異。然而，.

(14) 6. 經過上述兩項研究我們可發現縱使參與者經由正確的神經回饋訓練後其表現有顯著進步，但其腦波改變的效果卻不如預期。根據學習的觀點，此結果可能是由於訓練次數過少而使腦波控制能力無法在短時間改變。因此王永順（2007）以左顳葉區 α 波為訓練指標進行每週 3 次共 16 次的神經回饋訓練，發現高技能空氣手槍選手其訓練後成績提升並伴隨著左顳葉區 α 波顯著增加。綜合上述研究可發現，利用較佳精準性運動腦波指標進行神經回饋訓練是能夠促進表現的，然而，SMR 神經回饋訓練尚未出現在促進精準性運動表現的應用上。較高的 SMR 功率與較佳的注意力表現有關，且 SMR 神經回饋訓練也能有效促進注意力表現。Egner 與 Gruzelier (2001) 安排藝術學院的學生分別接受 SMR 以及 beta 1 神經回饋訓練，檢驗不同回饋形式對於持續度表現測驗 (Continuous Performance Test, CPT) 訓練前後之誤判錯誤 (Commission error)、遺漏錯誤 (Omission error) 、P300b 以及知覺敏感度 (perceptual sensitivity, d’) 之影響。研究發現兩組後測的誤判錯誤比起前測顯著的減少。SMR 訓練組隨著訓練次數增加其誤判錯誤會越來越少，意謂 SMR 的增加對於衝動性的抑制與注意力的持續是有關連的。而在 P300b 方面，兩組隨著訓練次數增加也伴隨 P300b 增加（前額葉、中央區及頂葉區），代表其注意力資源的投注程度提升，值得注意的是 SMR 組隨著訓練次數增加其知覺敏感度 (d’) 也相對提高，代表其對於刺激判斷的注意力的增加。Egner (2004) 針對這兩個頻率段的進一步研究顯示，在持續度表現測驗中經過 SMR 神經回饋訓練後的個體其遺漏錯誤會降低並伴隨著較低的反應時間變異。總結上述有關 SMR 腦波的研究發現可得知 SMR 功率與注意力的緊密關係，此腦波功率是否可透過神經回饋訓練來提昇精準性運動之表現是個急需補足的知識缺口。後續的研究也透露出 SMR 腦波與運動表現之密切關係。Babiloni 等 (2008) 針對高爾夫球員推桿表現的研究中也發現在動作執行前感覺動作區的 α 波 (8-12 Hz) 與 β 波 (14-30 Hz) 會產生去同步化的現象。此發現也符合感覺動作區的腦波活動與表現是有高度相關的。Thompson, Steffert, Ros, Leach, 與 Gruzelier (2008) 歸納了先前不同頻率指標的神經.

(15) 7. 回饋研究後認為較慢的頻率 (θ 和 α) 儘管對於呼吸、節奏控制與提升自信心等方面有效果，然而相對於較快的頻率指標，特別是 SMR 神經回饋訓練，對於促進視覺動作的運動表現有重要的運用空間。總結上述，本研究即基於過去 SMR 腦波與注意力之關係，欲進一步探討 SMR 神經回饋訓練是否能幫助選手提昇推桿表現，以建立 SMR 腦波與精準性運動動作執行前注意力之關係。. 第二節研究問題 SMR 的神經回饋訓練顯示 SMR 腦波功率的提升與注意力的增加是有關的，但其對於促進精準性運動表現效果尚未驗證。因此，本研究欲探討的問題如下：一、SMR 訓練組推桿表現在訓練後是否高於假回饋組。二、SMR 訓練組推桿前 1.5 秒之 SMR 功率在訓練後是否高於假回饋組。三、SMR 訓練組心理主觀感受分數在訓練後是否高於假回饋組。. 第三節研究目的利用 SMR 訓練組與假回饋組進行前後測，探討高爾夫選手經由 SMR 神經回饋訓練後，其推桿表現、SMR 活動以及心理主觀感受分數是否有提升的效果。. 第四節研究假設一、SMR 訓練組推桿表現在訓練後優於於假回饋組。二、SMR 訓練組推桿前 1.5 秒之 SMR 腦波功率在訓練後高於假回饋組。三、SMR 訓練組心理主觀感受分數在訓練後高於假回饋組。.

(16) 8. 第五節研究範圍本研究僅以優秀高爾夫球運動員作為本實驗參與者，並設定推桿動作為實驗作業。. 第六節研究限制本研究僅對於高爾夫球運動員進行神經回饋訓練，其訓練效果並不能完全推論於其他運動項目。. 第七節名詞操作性定義一、神經回饋神經回饋 (Neurofeedback) 神經回饋訓練為生物回饋訓練 (Biofeedback) 中的一種訓練法，主要是透過記錄頭皮上的腦波活動訊號，並及時以視覺或聽覺或者兩者合併回饋給使用者來達到自主控制中樞神經系統的效果。自從 Kamiya (1969) 發現人類經由練習而自主控制腦波頻率以來，神經回饋訓練對於臨床治療以及認知促進的應用已有大幅度的發展。神經回饋訓練在運動表現方面的應用相對較少，且由於不同項目、運動類型、個別差異等因素，尚未建立強韌的應用基礎。. 二、感覺動作頻率感覺動作頻率 (Sensorimotor rhythm, SMR) 此頻率特指位於感覺動作皮質區之 12 至 15 Hz 的腦波活動 (Wyrwicka & Sterman, 1968)。根據 Howe 與 Sterman (1972) 的研究發現 SMR 頻率是源於丘腦身體感覺中繼細胞 (relay nuclei) 與感覺動作皮質活動的關連，此頻率來自所謂的腹側基底核 (Ventrobasal nuclei)。SMR 功率的高低會受到身體感覺傳入腹側基底核的影響，其與感覺動作區的活動為負相關 (Howe & Sterman, 1973)。.

(17) 9. 第八節研究的重要性在競技運動的領域中，每位選手、教練以及相關從業人員始終在找尋如何提升選手運動表現的方法，不管從生理、力學或是心理各個方面的訓練，最終目的都是與表現的提升有關。而運動心理學所扮演的角色是幫助選手排除外在干擾而達到較佳的心理狀態，藉由此狀態將日常鍛鍊至自動化的技能展演出來。因此，心理學家們便發展出許多心理技能訓練方法來使選手更容易達到較佳心理狀態。在眾多心理技能訓練方法中，腦波生物回饋訓練，也就是神經回饋訓練因可反應出個體因心理歷程變化而造成的腦波訊號改變，遂成為訓練個體維持特定較佳心理狀態下的工具。神經回饋訓練法對於改善人類認知功能與情緒狀態的應用已經有一段發展歷史，許多研究發現的證據皆與較佳運動表現下的腦波特徵有關，並且已經有成功將神經回饋訓練運用在運動場上幫助選手提升表現的依據。然而，過去研究對於訓練前後的腦波功率改變皆無清楚陳述。因此，本研究試圖檢驗神經回饋訓練對於腦波與表現之間的關係。.

(18) 10. 第貳章文獻探討. 本章理論基礎與文獻探討內容包括：；第一節、注意力與表現；第二節、較佳精準性運動的腦波指標；第三節、神經回饋訓練與運動表現促進；第四節、文獻探討總結。. 第一節注意力與精準性運動表現在精準性運動中，動作執行前的準備狀態將會影響後續表現 (Salazar 等, 1990)，而注意力更是影響表現的關鍵因素。先前研究也證實較佳表現是基於持續投注注意力並排除外在的干擾，如此才能發揮應有水準，而不至於求好心切導致壓力下失常 (Beilock, 2007)。此想法與動作學習中自動化 (Automaticity) 的概念相同。Fitts 與 Posner (1967) 提出動作學習的三階段論，第一階段為認知期 (Cognitive stage)，其認為動作學習是由瞭解技能動作的開始，此階段強調的是對於認知取向問題的瞭解以及需要意識控制動作；第二階段為連結期 (Associative stage)，此階段注重對於特定環境線索的覺察並將動作更加精化，是提升動作一致性且降低變異性的階段；最後一個階段為自動化階段 (Autonomous stage)，當得到相當經驗與經過大量練習後，動作技能可以不必經由意識控制而展現出來，而是以一種自動產生的形式將動作展演。因此，對於高水準的競技運動選手來說，將注意力投入在特定關鍵線索上使得技能維持自動化運作是相當重要的，以避免外在分心物介入動作模式而干預自動化的動作程式，使得表現受損。在運動心生理學的對於注意力的測量中，腦波測量因具有非侵入性、表現中記錄以及高時間解析度的特性，使腦波成為運動心生理學對於注意力研究中的主要工具之一。過去相關文獻中主要以頻率面分析 (frequency domain analysis) 探討運動員動作執行潛得注意力狀態。頻率面分析主要是利用頻譜分析 (spectral analysis) 的方法將腦波轉化為頻譜功率，再以統計方法比較不同組別或情境在某頻率段之平均功率是否有差異。腦波.

(19) 11. 的頻率一般分為 Delta 波 (δ , 0.5-3.5Hz)、Theta 波 (θ, 4-7.5Hz)、Alpha 波 (α, 8-12Hz)、 Beta 波 (β, 13-30Hz)以及 Gamma 波 (γ, 36-44 Hz)，這些頻率段的活動與特定的心理狀態有關。利用快速扶立葉轉換 (Fast Fourier Transform, FFT) 的方式可將不同頻率段的功率轉換成頻譜功率值，藉由比較特定頻率頻譜功率之差異，可進一步推論個體當下的心智狀態(Pizzagalli, 2007)。因此，在精準性運動的腦波相關研究中，透過比較運動員動作執行前特定頻率的頻譜功率值可幫助研究人員瞭解此關鍵時刻的注意力歷程。. 第二節較佳精準性運動的腦波指標一、左顳區左顳區 α 波上升，波上升，減少外在視覺刺激的干擾 α 頻率段活動可作為皮質活動處於非活動狀態的指標 (Pfurtscheller 等, 1996)，先前研究藉著觀察運動員動作執行前之 α 頻率段活動已發現左右腦在此頻率上的不對稱。 Hatfield, Landers, 與 Ray (1984) 以來福槍射擊選手為對象，利用 T4 與 T3 這兩個電極點的 α 波活動比率 (T4：T3) 來檢測其動作執行前左右顳葉區的相對活動。結果發現隨著接近出手時間點時 T3α 功率逐漸增加，而 T4α 功率則呈現相對穩定的趨勢。這樣的發現代表射擊選手在出手前其大腦活動由主司語言分析的左腦轉換到以視覺空間統合為主的右腦，如此左右半腦的功能性轉移可能與射擊表現的特殊性有關。Salazar 等 (1990) 比較射箭選手放箭前 3 秒鐘的左右顳葉區腦波活動，發現 T3α 相較於 T4α 在瞄準期有更高的功率，其解釋為射箭執行前如保持較高的 T3α 功率則有助於減少與表現非相關的活動（口語分析）而形成對於注意力的干擾。有趣的是，該研究比較射箭選手好壞表現時發現過高的 T3α 與較差的表現有關，可能代表適當的 T3α 功率值對於表現是有幫助的。精準性運動動作執行前左右半球活動的轉移不僅可從高水準運動員中發現，生手透過技能練習後也能產生同樣的左右半球活動，Kerick, Douglass, 與 Hatfield (2004) 招募 11 位生手進行空氣手槍訓練，發現訓練後其射擊成績明顯提升，不僅如此，其射擊前 T3α 功率也顯著上升。綜合上述研究可以發現，T3α 功率在動作執行前的轉移對於表現是有幫助.

(20) 12. 的，當 T3α 功率增加時代表注意力由主司語言分析的左腦轉移至主司視覺空間統合的右腦，其對於作業特殊性而產生的功能性轉移，可能有助於精準運動員在出手前達到理想的注意力狀態，並促進運動表現。. 二、Fmθ 活動與動作執行前的注意力持續 Fz 電極點的 θ 波 (Fmθ) 除了與專注、情緒經驗以及內化的注意力有關外，也與注意力的持續以及認知資源的分配有關 (Sauseng, Hoppe, Klimesch, Gerloff, & Hummel, 2007)。先前 Fmθ 活動與精準性運動表現之研究也透露出其與注意力之關係。Doppelmayr, Finkenzeller, 與 Sauseng (2008) 最早以 Fmθ 探討精準運動技能執行前的注意力狀態。該研究比較來福槍專家與生手在射擊前瞄準期至扣板機前 Fmθ 波的差異。研究發現專家射擊表現優於生手外，其 Fmθ 功率隨著接近扣板機時間點逐漸增加，且在扣扳機前一秒的 Fmθ 功率顯著高於生手。然而，生手在扣板機前的 Fmθ 功率則無明顯差異。由於 Fmθ 功率和認知資源的分配有關 (Sauseng 等, 2007)，推測生手在瞄準前期可能將注意力投注在目標的聚焦，因此注意力無法在扣扳機前持續；而反觀專家則能有效將注意力分配到較相關的活動上，故能夠在扣板機前以最佳化注意力的方式執行技能。總結上述， Fmθ 功率與精準性運動動作執行前之注意力維持狀態有關，較高的 Fmθ 功率可能會產生較佳的運動表現。. 三、SMR 上升，上升，持續的注意力並排除外在動覺傳入 SMR 是位於感覺動作區 12-15 Hz 的腦波頻率段，其功率具有與感覺動作區呈現負相關的特性。且由於感覺動作區的腦波活動與精準性運動表現息息相關 (Babiloni 等, 2008)，透過此區與動作的高相關性以及 SMR 頻率的功能性意義，檢驗此頻率段在精準性動作執行表現中的活動是必要的。以下將從神經生理角度解釋 SMR 與感覺動作區的關連並結合實際精準性運動中 SMR 腦波功率活動之研究發現，來支持 SMR 功率與運動表現之研究必要性。.

(21) 13. 首先，Howe & Sterman (1972) 以神經生理的角度進行 SMR 的動物研究，發現在非活動但專注且警覺的行為中，此時身體感覺輸入的減少會促使腹側基底丘腦神經核 (Ventrobasal thalamic nuclei) 放電，此時 SMR 便會產生。類似的發現也證實當腹側基底丘腦的身體感覺訊息傳入減低時會伴隨著 SMR 的活動 (Howe & Sterman, 1973)。近代對於人類動作與 SMR 的研究也發現，以視覺專注在刺激上的作業相較於動作作業在感覺動作皮質區有較高的 11 至 15 Hz 頻率活動 (Mann, Sterman, & Kaiser, 1996)，代表著動作知覺的傳入多寡與 SMR 活動呈現負相關。Sterman (1996) 也提出動作活動與抑制 SMR 活動有關，且會干擾知覺及訊息處理的整合。綜合上述可得知，SMR 功率與感覺動作區動覺傳入的機制是具有負向關係的，較高的 SMR 功率也與較少外在干擾的注意力相關。而神經回饋訓練的相關研究也發現學習自主控制 SMR 可能會幫助個體以較低的動作知覺介入訊息處理歷程，與此同時維持較佳的知覺與注意力狀態 (Vernon 等, 2003)。Egner (2004) 比較了 SMR 以及 β1 神經回饋訓練之效果時，也發現 SMR 訓練與改善一般性注意力有關，而 β1 則與增加一般覺醒有關。Gruzelier, Egner, 與 Vernon (2006) 也指出較高的 SMR 活動與動作抑制、放鬆的注意力聚焦、較大的工作記憶以及較佳動作準備有關。因此，較高的 SMR 功率可能代表個體在動作執行時以一種減少動作知覺介入的方式來完成動作，並與維持放鬆的注意力聚焦狀態有關，這些狀態與運動員顛峰表現的心理狀態特徵相似 (Williams & Krane, 2006)，並與動作自動化 (automaticity) 的概念相符。總結上述文獻我們可歸納出 SMR 活動可能與外在動覺的傳入呈現負向關係。而在精準性運動的腦波研究中，觀察 SMR 活動與運動表現的文章尚未發現，為了驗證 SMR 活動與精準性運動的表現，Cheng 等 (2011) 比較飛鏢投擲專家與生手在飛鏢投擲前 2 秒的 SMR 腦波活動，發現專家選手出手前 2 秒其整體 SMR 功率明顯高於生手，並維持穩定較高的趨勢。然而，生手則無顯著變化。這樣的發現意謂著專家選手的在投擲飛鏢前其注意力不被外在視覺或動作知覺介入而影響其表現，而是以一種自動化的方式執行動作，以致發現專家與生手在腦波功率及飛鏢投擲表現上之差異。.

(22) 14. 第三節神經回饋訓練與運動表現促進心理技能訓練 (PST) 對於提升選手心理控制能力是有助益的，能幫助選手在比賽時能夠維持專注而減低壓力下失常的機率。而在心理技能訓練的形式中，其中一種稱為生物回饋訓練 (Biofeedback training)，這種訓練方式可透過覺醒調整、放鬆、增加專注以及降低干擾等方式來達到控制心理狀態的目的，進而提升運動表現 (Hung, Fong, Wang, Lin, & Lo, 2008)。其定義在 2008 年由三個專業生物回饋組織 Association for Applied Psychophysiology and Biofeedback [AAPB], Biofeedback Certification Institution of America [BCIA], and the International Society for Neurofeedback and Research [ISNR] 提出一致性的看法： “生物回饋是一個能使個體學會如何改變達到改善健康及表現為目的的方法。並以精確的儀器記錄生理活動，例如：腦波、心跳功能、呼吸、肌肉活動以及皮膚溫度。隨後這些儀器會快速且準確地將訊息”回饋”給使用者。這些訊息的呈現提供改變目標生理訊息的方針，通常與改變想法、情緒及行為有關。經過一段時間後，這些改變可在不使用儀器的協助下持續發生”。生物回饋的形式 (modality) 包括了肌電、心跳率與腦波等，而這些不同訓練內容已經證實可以用來幫助運動員調整一般及特定焦慮、減輕痛楚、減少疲勞以及增加他們的適應能力等，並可幫助運動員提升運動表現 (Bar-Eli, Dreshman, Blumenstein, & Weinstein, 2002)。而在這些訓練模式當中，可提供中樞神經活動訊息的腦波，因可反應大腦對於事件處理之心理狀態並具有高度時間解析度可及時回饋給使用者，遂成為運動員瞭解自身心理狀態並藉由自我調控提升運動表現的新興工具。此種以腦波為回饋形式之生物回饋訓練稱為神經回饋訓練 (Neurofeedback Training)。神經回饋訓練可經由學習而成為一種可自身運用之技能，可發展成運動中調節心理狀態之工具。自從 Kamiya (1969) 發現人類可以透過學習而去控制腦波以來，學習自我控制腦波活動的方式被用在許多不能以藥物有效治療的大腦功能失調病症，例如：癲癇.

(23) 15. (Epilepsy) (Sterman, 2000)、自閉症 (Autism) (Kouijzer, de Moor, Gerrits, Congedo, & van Schie, 2009) 與注意力缺乏症候群 (ADHD) (Kropotov 等, 2005)，並發現其功效不亞於藥物治療。除了臨床上的證據之外，神經回饋訓練也能提升健康參與者對大腦皮質活動的控制能力，進而提升使用者的注意力表現 (Egner & Gruzelier, 2001; Hanslmayr 等, 2005)。不僅如此，神經生理方面的證據顯示神經回饋訓練可增強神經連結的強度。Ros 等 (2010) 以跨髗磁刺激術 (Trancranial magnetic stimulation, TMS) 觀察神經回饋介入對於大腦神經傳遞訊息的影響，發現經過神經回饋訓練的實驗參與者對於 TMS 刺激所產生的動作誘發電位 (Motor-evoked potential) 顯著的提升並維持至少二十分鐘的效果。神經回饋訓練對於運動中心理狀態之調整亦具有促進作用。藉由神經回饋訓練除了能夠改善大腦疾病或失調行為外，對於幫助運動員達到提升運動表現時所需的注意力提升 (Egner, 2004; Egner & Gruzelier, 2001; Vernon 等, 2003)、改善運動時的焦慮狀態 (Blumenstein, 1998) 及覺醒程度的調整皆有幫助。這樣的發現使得利用神經回饋訓練來幫助運動員達到較佳心理狀態進而提升表現的想法便產生。神經回饋訓練可成功促進運動表現，然而藉由訓練所產生的皮質改變尚待驗證。 Landers 等 (1991) 以 24 位慣用右手射箭選手進行一次性的神經回饋訓練介入的研究，將參與者隨機分成正向回饋組（增加 T3 慢波）、負向回饋組（增加 T4 慢波）以及控制組三組。三組分別進行前後測之射擊表現以及腦波比較。參與訓練之組別其訓練標的以參與者每一次練習前 4 秒的慢波作為依據，並以視覺方式回饋，經過 45-75 分鐘的訓練後再後測。研究結果發現，正向回饋組經過訓練後的射擊成績明顯提升，負向回饋表現退步，而控制組前後測成績無明顯改變。三組在腦波上的比較無顯著差異。此研究成功將神經回饋應用在促進精準性運動表現，然而，射擊表現之提昇卻未伴隨著訓練標的腦波之改變，原因可能是訓練次數過少導致。因此，為了進一步驗證較佳精準性運動表現是與左半腦活動減少有關，林勝建 (2004) 以 11 名慣用右手的射箭選手（9 男性 2 女性），分成神經回饋組與控制組，進行每週三次，每次訓練 20 至 25 分鐘總共六次的訓練，以.

(24) 16. 三十個電極點收集腦波資料，並將右顳葉區 α 功率減去左顳葉區 α 功率以代表 α 波的側化比值。結果發現，神經回饋組訓練的後測射箭成績平均數及穩定性顯著高於前測；而在腦波方面，雖然神經回饋組後測左顳葉區的 α 與 β 有增加的趨勢但未達顯著，其前後測 α 波不對稱性亦無顯著差異。總結上述兩篇研究，雖然在訓練過後其標的腦波無明顯改變，但可發現隨著訓練次數增加其效果也越明顯，訓練次數是否會對皮質活動產生效果是個急需驗證之課題。因此，王永順（2007）招募 20 名空氣手槍選手作為訓練對象，將實驗參與者分派至神經回饋訓練 T3α 組、控制組各 10 人，進行每週訓練三次共 16 次的神經回饋訓練。為了使參與者能將練習時的心智狀態類化至真實賽場上，此研究刻意安排實驗參與者以射擊動作姿勢來進行訓練。研究結果顯示經過神經回饋訓練後其射擊成績顯著提升，並顯著高於控制組。不僅如此，經過 16 次的訓練後，T3α 功率在前後測射擊前三秒有顯著的改變。而控制組在前後測腦波與射擊成績皆無改變。總結上述研究可發現神經回饋訓練確實能促進精準性運動員的表現，且隨著訓練時間增加其在腦波活動的效果也越明顯，如此的證據間接的證實近來有關於神經回饋改變大腦活動的說法 (Ros 等, 2010)。值得注意的是，訓練課程融入真實賽場的心智狀態具有相當程度的效果，是未來神經回饋研究需要考慮的因素。神經回饋訓練是相容於高爾夫推桿表現的訓練方式，並已有初步促進表現之結果。 Arns, Kleinnijenhuis, Fallahpour, & Breteler (2008) 將個別差異納入實驗設計，以六名業餘高爾夫運動員進行單一受試者設計中的 ABAB 實驗（倒返設計）探討神經回饋對在推桿表現上的影響。個別化的設計包含推桿距離（推桿成功率為百分之五十的距離）以及較佳腦波特徵（成功推桿的腦波頻率指標）。建立這些個別化的檔案後進行三天共三次的神經回饋訓練，單次訓練內容包含無回饋 (NB) 與有回饋情境 (BF) 共四組，依序為 NB、BF、NB、BF。無回饋情境中參與者可自我配速的推桿；但在有回饋情境下，實驗參與者必須達到先前設定的較佳表現腦波指標，才告知參與者目前正處於較佳推桿表現.

(25) 17. 的心理狀態，並允許執行推桿動作，藉此來驗證個別化的較佳表現腦波指標的訓練是有效的。研究結果發現，在有回饋的情境下其推桿表現皆優於 NB 情境。不僅如此，透過 ABAB 設計也發現第一組與第三組無回饋的表現皆低於第二組與第四組的有回饋表現。此研究的發現支持神經回饋訓練對於高爾夫推桿表現提升是有幫助的，此外，個別化的作業難度也有利於排除個別差異。. 第四節文獻探討總結總結上述研究發現， SMR 神經回饋訓練已證實在健康個體或臨床上對於注意力有促進的效果，相較於 T3α 與 Fmθ，位於感覺動作區之 SMR 腦波可能與動作訊息之統合較具有直接關係。然而，過去研究尚未使用 SMR 作為神經回饋促進運動表現之標的腦波。基於先前神經回饋訓練成功促進精準性運動表現之證據，SMR 神經回饋是否能促進精準性運動表現這個知識缺口有其研究的必要性。因此本研究欲採取 SMR 作為神經回饋的訓練指標，探討提昇 SMR 功率之神經回饋訓練對於提升精準性運動表現之效果。.

(26) 18. 第參章研究方法. 第一節實驗參與者本實驗召募高爾夫球運動員16名 (Mean age: 21.6, SD = 2.1)，採用配對組別方式分派各7男1女至SMR神經回饋訓練組與假回饋組，詳細資料如下表 3-1。兩組年齡以及球齡在經過獨立樣本t檢定後並沒有顯著差異 (t(14) = -1.895, p = 0.079) (t(14) = 0.273, p = 0.789)，代表兩組這兩變項是同質的。每位選手經確認後均無大腦損傷就醫記錄。在初步了解實驗內容後，參與者皆自願參與本研究，並願意簽署實驗同意書完成所有實驗。. 表 3-1. SMR 訓練組與假回饋組參與者基本資料組別. 平均年齡. 平均球齡. SMR訓練組訓練組. 20.63 (1.59). 9.56 (2.67). 假回饋組. 22.38 (2.07). 9.25 (1.83). 單位：年. 第二節實驗時間與地點實驗時間與地點本實驗執行時間為中華民國 101 年 2 月 16 日至 101 年 4 月 23 日。前測腦波資料收集每位選手約需 2 小時：單次神經回饋訓練平均需時 45 分鐘；後測腦波資料收集每位選手約需 1.5 小時。地點為國立體育大學綜合體育館 B1F 之推桿果嶺教室。.

(27) 19. 第三節實驗設計本研究採前後測設計並藉由 SMR 訓練組與假回饋組之比較，探討 SMR 訓練在組別以及時間變項的差異。依變項包括推桿表現、推桿前 1.5 秒 SMR 腦波功率以及推桿主觀感受分數。. 依變項：自變項：. 推桿表現. SMR神經回饋訓練. SMR腦波功率主觀感受分數. 圖 3-1. 研究架構. 前測-腦波收集前測腦波收集 • 1. SMR訓練組 • 2. 假回饋組神經回饋訓練x8 神經回饋訓練 • 1.訓練組-SMR神經回饋訓練 • 2.假回饋組-假回饋訓練後測-腦波收集後測腦波收集 • 1. SMR訓練組 • 2. 假回饋組圖 3-2. 研究設計與步驟.

(28) 20. 第四節步驟一、實驗記錄流程實驗記錄流程（一）前測-高爾夫球 40 次推桿在腦波儀器的前置作業完成後，參與者會先進行睜眼與閉眼各 1 分鐘的安靜腦波紀錄，此目的在於確認實驗參與者之腦波品質且可提供後續資料分析之依據。之後參與者便進行推桿練習直至其準備充足為止。為避免推桿距離對於實驗參與者的難度過低而造成天花板效應，本研究採用 Arns 等 (2008) 利用十球推桿之進球數為 50%的推桿距離為其個別化推桿距離。在確立個別化推桿距離後，即開始進行每一組 10 球推桿之腦波收集，共四組。40 球推桿結束後實驗參與者必須填寫推桿主觀感受視覺類比量表。其實驗流程如下圖 3-2：步驟一、填寫基本資料及實驗同意書步驟二、腦波測量器材配置步驟三、前測推桿（40次推桿）步驟四、填寫主觀感受視覺類比量表步驟五、卸除實驗器材以及結果分析圖 3-3. 前測實驗流程. （二）神經回饋訓練 1.SMR訓練組方面： SMR訓練組之訓練標準設定是採取前測推桿進球之腦波，並擷取其推桿前1.5秒的 SMR平均功率作為訓練閾值，目標為使選手能提昇SMR腦波功率，以探討是否較高的 SMR腦波功率能促進推桿表現的研究目的。訓練次數共八回，第一回訓練主要目的在於.

(29) 21. 使實驗參與者了解實驗器材及熟悉儀器之回饋訊息，訓練的長度單次為30秒。前四次會請選手以坐姿面對回饋螢幕進行訓練，練習四次之後，就站上果嶺開始模擬真實推桿狀態之回饋訓練。第二回到第三回訓練，目的在於找出固定且能控制SMR腦波活動的心理狀態進行訓練，每次訓練時間同樣設為30秒。第四回後就改成每次20秒的方式，讓選手可以在更短的時間內，進入適合的心理狀態，第六回到第八回之後，在20秒訓練結束後，調整好自己的狀態後就執行推球，最後三回訓練主要希望選手能夠與實際做結合。每次的訓練都會先與選手確認所選定的注意力策略是否相同以及符合實境。單次訓練目標的制定取決於個人最佳訓練成功率，以此作為標準指導選手盡力達成目標。. Session 適應儀器 1. •確認心 Session 理策略 2~3 •符合真實情境. 圖3-4. Session 有效控制 4~5 區分狀態. Session 結合推桿 6~8 動作. SMR神經回饋訓練組之階段性目標. 2.假回饋組方面：參考 Egner, Strawson, 與 Gruzelier (2002) 使用隨機回饋錄音的方式給予控制組假性回饋 (sham feedback)，目的在於避免接收回饋訊息從而學習控制腦波活動之技巧。在第一次訓練時會先請選手以坐姿的方式，告知選手螢幕上的腦波功率會隨著心理狀態之變化而改變，當腦波進入預設閾值時將會出現聲音之回饋訊息，這樣的目的在於使選手相信心理狀態與 SMR 腦波的調控有關。然而，在以站姿進行假回饋時，聲音回饋訊息.

(30) 22. 及改採預先錄製好的隨機錄音方式，此時選手心理狀態與回饋訊息不同步而達到假回饋訓練的目的。神經回饋訓練單次流程如下圖 3-5：. 步驟一、填寫基本資料及實驗同意書步驟二、SMR神經回饋訓練；假回饋訓練步驟三、卸除神經回饋儀. 圖 3-5. 神經回饋訓練單次實驗流程. （三）後測-高爾夫球 40 次推桿本階段實驗程序與前測相同，進行相同情境的推桿 40 球。. 二、依變項測量依變項測量本實驗依變項為高爾夫球推桿表現、推桿前 1.5 秒 SMR 功率、訓練成功率以及推桿主觀感受分數，其詳細記錄方法如下：（一）推桿表現果嶺上會有一直徑 108 mm 的球洞，計分方式為推桿後球與洞口邊緣之最短距離，進洞表記為 0，距離越小代表表現越好。以皮尺測量，單位為公分。為了避免球滾動所造成的誤差，凡是球與球洞有經過接觸而偏離軌道之試做，均予以標記，並剔除於資料分析之外。另以額外推桿試做補足偏離軌道之試做，直至 40 球推桿記錄完成為止。（二）推桿前 1.5 秒 SMR 腦波功率以 10-20 系統之 Cz 位置為訓練電極點，此位置 12-15 Hz 頻率段的活動定義為 SMR。為探討選手推桿前之皮質活動變化，推桿前 1.5 秒之 SMR 功率將以每 0.5 秒為一個時間視窗共切分為三段，分別為：-1.5~-1.0s, -1.0~-0.5s, -0.5~0s。腦波分析步驟如下：.

(31) 23. 1.行為核對：以人工檢索的方式核對所需腦波記錄點，目的在於挑出感興趣之推桿表現的腦波資料。 2.眼電合併 (Linear Derivation)：將眼動頻道合併為垂直眼動頻道 (VEOG) 與水平眼動頻道 (HEOG)，之後便可利用這些頻道來做眨眼校正。 3.濾波 (Filter)：以Band pass 的過濾方式將1-30 Hz以外的訊號排除，目的在於排除肌肉電流活動 (EMG) 以及極低頻的腦波訊號。 4.眼動校正 (Ocular Correction)：以垂直眼動頻道的訊號為參照，計算出垂直眼動影響其他腦波頻道的相關係數，並給予權重，經過每個頻道與垂直眼動頻道的權縱關係減去受到眼動干擾的部分訊號，如此便能將非大腦神經元活動的訊號以數學計算的方式排除。由於高爾夫選手推桿時不僅止於眨眼之眼球活動，亦存在瞄準球道之水平眼球活動，需另以水平眼動頻道調整訊號，方法同於垂直眼動頻道校正。 5.切段 (Epoch)：將收集到的推桿腦波以推桿前1.5秒為一切段，目的在於定義選手推桿表現前SMR腦波之取樣時間段，以利後來針對此時間段的腦波分析。 6.基準值校正 (Baseline Correction)：以整段 (Entire Sweep) 為參考區段，將每一筆1.5 秒的腦波資料以各頻道之基準拉回功率基準線以方便比較與觀察。 7.視覺檢索 (Visual inspection)：以人工視覺檢索的方式去除走勢奇特以及有明顯受到肌電影響之腦波資料。 8.插點 (Spline fit)：將腦波頻率段之資料點轉換成最接近取樣頻率之對數，以便進行隨後的FFT。 9.快速扶立葉轉換 (Fast Fourier Transformation, FFT)：目的在於將時間面的腦波資料轉換成頻率面之功率值，計算出位於 Cz 電極位置 12-15Hz之腦波功率，此功率值即為 SMR腦波功率值。（三）主觀感受視覺類比量表主觀感受包含五個類別，分別是專注感、流暢感、冷靜感、控制感與自信感。在每一次腦波收集完成後施測，表格如附件三。.

(32) 24. 第五節材料方法材料方法一、配置之實驗儀器配置之實驗儀器：配置之實驗儀器：（一）多頻道腦波儀本研究以多頻道腦波儀作為紀錄實驗參與者在前後測過程中腦波活動變化。（硬體為美製NeuroScan NuAmps；軟體為同一家公司之 Scan4.5 程式）腦波紀錄之電極位置採用國際10-20標準系統 (International 10-20system) 之標準配置，記錄電極點位置如圖 3-6 所示。在國際10-20 標準規格中，不同英文字母代表不同之大腦部位區域。F (frontal) 代表額葉區、C (central) 代表中央區、T (temporal) 代表顳葉區、P (parietal) 代表頂葉區而 O (occipital) 代表枕葉區、Z代表各區域中央位置。電極收集位置包括 FP1, FP2, F7, F8, F3, F4, FZ, FT7, FT8, FC3, FC4, C3, C4, CZ, T3, T4, T5, T6, TP7, TP8, CP3, CP4, CPZ, A1, A2, P3, P4, PZ, O1, O2, OZ, HEOL, HEOR, VEOU以及VEOL共36個電極點，以雙耳耳後乳突 (A1、A2) 作為參照點，FPz作為接地點。以兩對雙極誘導之EOG頻道分別安置於參與者左右外眼窩以及左眼球中線上下處，收集參與者眼球移動所產生的電位訊號以利事後將非腦波訊號的校正。所接受的腦波頻率設定為1Hz至100Hz，取樣頻率為500 點/秒。.

(33) 25. 圖 3-6. 10-20 系統. （二）推桿同步化裝置：本研究以紅外線感應器作為推桿動作起始標記。將感應器安裝在實驗參與者推桿預備狀態的桿頭後側，感應實驗參與者開始揮桿與送桿動作，並同時將訊號與電腦軟體同步紀錄，定位標記將出現記錄螢幕上。研究者事後可依此標記擷取揮桿前之腦波，作為評估推桿前心理狀態之依據。（三）神經回饋訓練儀（Neurofeedback）：本研究採用 NeuroTek 公司所製造的 Peak Achievement Trainer 神經回饋訓練儀，作為高爾夫選手監控自身腦波活動訓練儀器。神經回饋儀器可以反應受測者當時生理活動變化指數，立即提供視覺及聽覺回饋。.

(34) 26. 二、實驗工具實驗工具紙筆、基本資料問卷、磨砂膏、棉花棒、衛生紙、皮尺、腦波儀、電極導線、電極帽、導電膠平頭針、針筒、透氣膠布、生理食鹽水、成績紀錄單、頭帶、電極貼片、神經回饋儀與吹風機等物品。. 三、裝置過程裝置過程（一）受試者抵達前實驗所需物品的準備，有電極導線、電極帽、磨砂膏、酒精棉片、頭圍尺、導電膠、平頭針、手套、棉花、針筒、皮尺、透氣貼布、有色膠帶與紙筆等物品。（二）受試者抵達後進行多頻道腦波儀等裝置的配置，其詳細程序如下： 1.皮膚電極接觸面處理皮膚電極接觸面處理的位置有雙耳耳後乳突 (Reference)、臉部前額 (Fp1 與 Fp2) 及眼動電位 (EOG)。處理方式是以棉花沾藥劑進行消毒並去除皮膚上的油脂及角質，以排除蒐集電極電位活動時不要的干擾，然後才進行電極的配置。參照點的位置要選擇較少神經活動的地方，本研究以雙耳耳後乳突 (mastoid) 為參照點位置，參照點的作用是作為其他大腦電極位置的對應比較點；以雙極誘導之 EOG 安置於參與者慣用眼睛，其目的瞭解眼球活動的時間點，以方便實驗者去除眼動雜訊對腦波的干擾。 2.頭皮電極接觸面處理首先得量出鼻根 (nasion) 沿矢狀線至枕骨粗隆的長度，單位為公分。以此長度的 1/10 為定位點在鼻根上方作記號，此點即為 FP1 及 FP2 兩頻道連線位置之對準點，其餘頻道只需將電極平貼於頭皮上即告完成，並用扣帶將電極帽固定住。再來將導電膠均勻地注入電極帽上的各個頻道，利用 Scan4.5 系統來檢測各個頻道之電阻大小，務必使各頻道的電阻大小低於 5k Ω 才開始進行實驗，以確保腦波訊號品質。 3.確認腦波訊號品質 EMG 及 EOG 是腦波訊號干擾的主要兩個因素，因此當蒐集腦波資料時，實驗者會.

(35) 27. 盡量要求實驗參與者減少不必要的動作及眨眼。但為避免受試者為了不眨眼而有異於常態的狀況而與真實情境有出入，本研究對於實驗參與者眨眼動作並無硬性規定，以期能蒐集到最具生態效度的腦波訊號。另一方面，實驗者以指導語請受試者深呼吸閉眼放鬆，以其進入腦部 α 波為主的狀態。實驗參與者在放鬆時的 α 波多寡為腦波訊號優良與否的判斷依據。另外在 EOG 的部分則根據實驗參與者眨眼時其眼動訊號是否出現相位顛倒現象，以確保收到正確的眨眼訊號，以利事後分析時作為 EOG 校正的參考。. 第六節資料處理一、推桿表現推桿表現以 2（組別：SMR 訓練組、假回饋組）X 2（前後測）二因子混和設計，組別為獨立樣本，前後測為重複量數，探討 SMR 訓練對高爾夫推桿表現之效益。統計顯著水準訂為 α = .05。. 二、SMR 腦波功率探討 SMR 訓練對個體推桿時皮質活動之差異，以 2（組別：SMR 訓練組、假回饋組）X 2（前後測）X 3（時間視窗：-1.5~-1.0s, -1.0~-0.5s, -0.5~0s）三因子混和設計，組別為獨立樣本，前後測與時間視窗為重複量數。統計顯著水準訂為 α = .05。. 三、心理主觀感受量表心理主觀感受量表以 2（組別：SMR 訓練組、假回饋組）X 2（前後測）二因子混和設計，組別為獨立樣本，前後測為重複量數，探討 SMR 訓練對個體主觀感受（專注感、控制感、流暢感、冷靜感與自信感）之影響。統計顯著水準訂為 α = .05。.

(36) 28. 第肆章結果. 為了辨別兩組的訓練成效，檢視神經回饋訓練之訓練成功率可幫助我們判斷其中的差異。訓練成功率定義為該次訓練進入預設腦波閾值的時間/該次訓練總時間的比值，此比值可判斷選手對於腦波的掌控能力。SMR 訓練組其訓練閾值是基於 Cz 電極點 12-15 Hz 之功率計算；假回饋組則是採用另一個與注意力密切相關之 Fz θ 波計算。八次訓練以兩次為一單位合併計算，合併完共形成四個訓練區間，各區間百分比如下表 4-1。使用 2（組別：SMR 訓練組、假回饋組）X 4（訓練區間：1~2, 3~4, 5~6, 7~8）二因子混和設計來檢驗上述變項之間的關係，組別為獨立樣本，訓練區間為重複量數。統計顯著水準訂為 α = .05。經分析後顯示無交互作用效果 (F(3,42) = 0.694, p = 0.497, η = 0.047)，然而組別因子之主要效果具有顯著差異，事後比較發現 SMR 訓練組整體訓練成功率顯著高於假回饋組 (t(14) = 4.710, p < 0.05)，圖 4-1。由此可知 SMR 訓練組的選手在訓練中是能夠有效操控 SMR 功率的，且在整體訓練期間均優於假回饋組。基於神經回饋改變腦波以致改變行為的假定下，滿足訓練後改變腦波之假定對於後續依變項的探討將提供更多的說服力。表 4-1. SMR 訓練組與假回饋組之訓練成功率. Group. Section 1. Section 2. Section 3. Section 4. SMR feedback. 53.82 (19.71). 63.85 (12.53). 65.63 (9.52). 66.27 (17.91). Mock feedback. 20.51 (24.11). 23.02 (26.31). 22.94 (21.58). 22.62 (19.61). 單位：%.

(37) 29. ＊. Target reaching rate (%). ＊. ＊＊ SMR feedback, Section 2, 63.85788921. SMR feedback, SMR feedback, Section 3, Section 4, 65.636803266.27762029. SMR feedback, Section 1, 53.82187812 SMR feedback Mock feedback. Mock feedback, Section 2, 25.04171429. Mock feedback, Section 1, 21.27338889 Trainning sections. 圖 4-1. Mock feedback, Mock feedback, Section 3, Section 4, 28.44186905 27.53274242. SMR 訓練組與假回饋組在四個訓練區間之訓練成功率變化.

(38) 30. 第一節推桿表現推桿表現之測量方式為每一次推桿其球靜止後離洞口之距離，單位為公分。SMR 訓練組推桿表現從前測的 29.62 (SD = 5.59) 轉變為後測的 16.59 (SD=8.92)；假回饋組則從前測的 20.17 (SD=12.07) 轉變為後測的 18.80 (SD=5.58)。2（組別）x 2（前後測）混和設計變異數分析顯示交互作用效果顯著 (F(1,14) = 7.761, p < 0.05, η = 0.264 )。經事後比較發現後測 SMR 訓練組離洞口距離顯著低於前測 (t(7) = 3.417, p < 0.05)，見圖 4-1。然而，假回饋組在前後測之距離皆無差異 (t(7) = 0.388, p = 0.710)。＊. Distance (cm). SMR feedback, pretest, 29.6214. SMR feedback Mock feedback, pretest, 20.1716. Mock feedback Mock feedback, posttest, SMR feedback, 18.8019 posttest, 16.5972. Sessions. 圖 4-2. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之推桿表現. 第二節 SMR 腦波功率 SMR 腦波功率為 12-15 Hz 位於 10-20 系統中 Cz 位置之腦波活動，為了探討兩組在神經回饋前後高爾夫選手推桿前之皮質活動狀態，本研究以推桿前 1.5 秒之腦波切段採樣，進行 2（組別）X 2（前後測）X 3（時間視窗）混和設計變異數分析。結果顯示三.

(39) 31. 因子交互作用趨近統計顯著水準 (F(2,28) = 3.315, p = 0.051, η =0.191)，僅 2（組別）x 2 （前後測）具有交互作用效果 (F(1,14) = 4.665, p < 0.049, η =0.250)，兩組 SMR 腦波功率見表 4-1。然而，因為二因子交互作用的統計顯著水準太接近 0.05，造成事後比較無發現任何一對平均數有差異，僅 SMR 訓練組經由訓練後有升高的趨勢，趨近統計顯著水準 (t(7) = -2.021, p = 0.083)（圖 4-2）。針對接近統計顯著水準之三因子交互作用進一步分析其單純單純主要效果發現， SMR 訓練組進行後測推桿時，動作執行前 1.5~1.0 秒時間視窗之 SMR 功率顯著高於推桿前 0.5~0 秒時間視窗 (t(7) = 4.857, p < 0.05)，且整體而言呈現陡降趨勢。不僅如此，比對 SMR 訓練組前後測推桿前 1.5~1.0 秒時間視窗之 SMR 功率發現，後測 SMR 功率明顯高於前測，趨近統計顯著水準 (t(7) = -2.313, p = 0.054)。然而，假回饋組則無發現任何效果，見圖 4-3。類似的 SMR 功率走勢同樣出現在前測表現較好的假回饋組上，事後比較發現假回饋組前測出手前 1.5 秒之 SMR 功率具有明顯下降趨勢，趨近統計顯著水準 (t(7) = 1.978, p = 0.088)，圖 4-4。.

(40) 32. 表 4-2. SMR 訓練組與假回饋組於前後測之 SMR 功率. Group. Pretest. Posttest. SMR feedback. 4.68 (2.34). 6.54 (4.89). Mock feedback. 4.77 (2.82). 4.00 (1.74). 單位：μV. SMR Power (μV). SMR feedback, Posttest, 6.544708333. SMR feedback. Mock SMR feedback, feedback, Pretest, 5 Pretest, 4.677875. Mock feedback Mock feedback, Posttest, 4.002375. Sessions. 圖 4-3. SMR 訓練組與假回饋組於前後測之 SMR 功率.

(41) 33. 表 4-3. SMR 訓練組前後測推桿前 1.5 秒之 SMR 功率. Test. -1.5~-1.0s. -1.0~-0.5s. -0.5~0s. Pretest. 4.82 (3.18). 4.76 (1.86). 4.45 (2.07). Posttest. 8.04(5.69). 6.77 (5.67). 4.83 (2.83). 單位：μV. ＊ SMR feedback posttest, -1.5~1.0s, 8.04. SMR Power (μV). SMR feedback posttest, -1.0~0.5s, 6.77 SMR feedback pretest SMR feedback posttest SMR feedback SMR feedback SMR feedback posttest, -0.5~0s, pretest, -1.5~- pretest, -1.0~- SMR feedback 4.83 1.0s, 4.82 0.5s, 4.76 pretest, -0.5~0s, 4.45 Time window. 圖 4-4. SMR 訓練組在前後測推桿前之 SMR 功率變化.

(42) 34. 表 4-4. 假回饋組前後測推桿前 1.5 秒之 SMR 功率. Test. -1.5~-1.0s. -1.0~-0.5s. -0.5~0s. Pretest. 5.54 (3.73). 4.96 (2.55). 3.81 (1.97). Posttest. 4.10 (1.73). 4.17 (1.72). 3.73 (1.97). 單位：μV. Mock feedback pretest, -1.5~1.0s, 5.536375 SMR Power (μV). Mock feedback pretest, -1.0~Mock feedback pretest 0.5s, 4.957375 Mock feedback posttest. Mock feedback posttest, -1.5~1.0s, 4.104375. Mock feedback posttest, -1.0~0.5s, 4.168125. Time window. 圖 4 -5. 假回饋訓練組在前後測推桿前之 SMR 功率變化. Mock feedback Mock feedback pretest, -0.5~0s, posttest, -0.5~0s, 3.808875 3.734625.

(43) 35. 第三節心理主觀感受量表主觀感受量表為各實驗參與者在完成推桿測驗後所進行之視覺類比量表，共有五個題項：專注感、自信感、控制感、流暢感與冷靜感，各分數如下表 4-4~4-8。2（組別） x 2（前後測）混和設計變異數分析檢驗兩組在專注感、自信感、控制感、流暢感與冷靜感之前後測差異。五個主觀感受皆無交互作用與主效果，見圖 4-5~4-9。. 表 4-5. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之專注力主觀分數. Subjective. Groups. Pretest. Posttest. SMR feedback. 7.19 (2.13). 7.44 (1.42). Mock feedback. 6.76 (1.71). 7.03 (1.33). dimension. Focus. Focus. Scores. SMR feedback, Mock7.43 posttest, feedback, posttest, 7.3. SMR feedback Mock feedback, pretest, 6.59. Mock feedback. SMR feedback, pretest, 6.27 Sessions. 圖 4-6. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之專注力主觀分數.

(44) 36. 表 4-6. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之自信感主觀分數. Subjective. Groups. Pretest. Posttest. SMR feedback. 6.29 (2.01). 7.59 (2.01). Mock feedback. 6.90 (2.37). 6.81 (1.30). dimension. Confidence. Confidence SMR feedback, posttest, 7.59. Scores. Mock feedback, SMRposttest, feedback7.1 Mock feedback Mock feedback, pretest, 6.59 SMR feedback, pretest, 6.29 Sessions. 圖 4-7. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之自信感主觀分數.

(45) 37. 表 4-7. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之控制感主觀分數. Subjective. Groups. Pretest. Posttest. SMR feedback. 5.58 (1.88). 6.68 (1.69). Mock feedback. 6.64 (1.98). 6.26 (1.59). dimension. Control. Control Mock feedback, pretest, 6.63. SMR feedback, posttest, 6.67. Scores. Mock feedback, posttest, 6.26 SMR feedback Mock feedback. SMR feedback, pretest, 5.58. Sessions. 圖 4-8. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之控制感主觀分數.

(46) 38. 表 4-8. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之流暢感主觀分數. Subjective. Groups. Pretest. Posttest. SMR feedback. 6.26 (2.16). 7.43 (2.13). Mock feedback. 7.11 (1.96). 7.55 (1.55). dimension. Flow. Flow Mock feedback, SMR feedback, posttest, 7.55 posttest, 7.42. Scores. Mock feedback, pretest, 7.11. SMR feedback Mock feedback. SMR feedback, pretest, 6.26 Sessions. 圖 4-9. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之流暢感主觀分數.

(47) 39. 表 4-9. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之冷靜感主觀分數. Subjective. Groups. Pretest. Posttest. SMR feedback. 7.15 (2.05). 7.90 (1.97). Mock feedback. 6.29 (2.97). 6.84 (2.05). dimension. Calmness. Calmness. Scores. SMR feedback, pretest, 7.15. SMR feedback, posttest, 7.9. SMR feedback Mock Mock feedback feedback, posttest, 6.83. Mock feedback, pretest, 6.28 Sessions. 圖 4-10. SMR 訓練組與假回饋組在前後測之冷靜感主觀分數.

(48) 40. 第伍章討論. 本研究目的在於探討 SMR 神經回饋訓練對於高爾夫推桿表現、SMR 腦波活動、訓練成功率以及主觀心理狀態之影響，因此設計兩組高爾夫選手分別進行八次的 SMR 神經回饋訓練以及假回饋訓練，探討神經回饋介入後兩組在上述依變項的差異。並假設接受 SMR 神經回饋訓練之高爾夫選手在八次神經回饋訓練後其推桿表現、SMR 腦波功率以及心理主觀感受之分數會高於假回饋組。. 第一節 SMR 神經回饋對高爾夫推桿表現之效果 SMR 神經回饋訓練對於推桿表現具有正面的影響。SMR 神經回饋訓練組在接受八次的神經回饋訓練後其表現與假回饋組無差異，這部份的結果是與研究假設不符的。然而，SMR 訓練組其後測推桿成績相較於前測而言具有明顯地進步。反觀假回饋組之推桿表現在訓練前後並無明顯差異。造成後測兩組推桿表現無差異的原因可能是兩組在前測推桿成績差距過大 (t(14)=2.008, p=0.064)，以至於 SMR 訓練組雖然後測有明顯的進步卻與假回饋組後測推桿成績無差別。先前有關神經回饋訓練促進精準性運動表現的研究已發現神經回饋能提昇運動表現 (Arns 等, 2008; Raymond, Sajid, Parkinson, & Gruzelier, 2005；王永順，2007；林勝建，2004；高士竣、洪聰敏，2010；黃至寬，2010)。造成 SMR 神經回饋訓練誠促進表現的原因可能是由於客製化的訓練內容，相較於先前研究基於較制式化的 wingate 訓練五步驟 (Blumenstein, BarEli, & Tenenbaum, 1997)，本研究重點較放在模擬 (simulation) 的訓練階段，減少坐姿回饋，取而代之的是大量推桿執行狀態的模擬。目的在於讓選手與真實推桿心理狀態能結合，確保選手能找出可靠控制 SMR 腦波活動的心理策略。設定單次訓練目標的方式可能是另一個造成神經回饋訓練促進推桿表現之因素。相較於先前研究著重於訓練次數，本研究則以單次無時間限制的訓練模式，訓練時間取決於選手是否達到當次訓練目標，這樣的發現代表實驗參與者.