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研究目的:研究旨在借助fNIRS近红外技术,探索定向运动识图过程中的空间认知加工特征,以及不同地图特征对定向运动选手行为学及前额叶血氧信号变化的影响。挖掘定向运动项目识图的理论依据,为科学化训练提供科学借鉴。研究方法:本研究选取13名自愿报名参加的定向运动选手（均为男性）作为研究对象。采用2（地图类型:城镇地图、山地地图）×（点位数量:低点位、高点位）的两因素混合设计。地图类型变量涉及地图的地物与地貌特征以及不同符号颜色的变换,旨在考察定向运动选手因认知类别的差异而引起的认知加工差异。点位数量变量旨在考察定向运动选手在同一认知类别条件下,认知数量的差异而引起的认知加工差异。刺激材料采用800×600像素定向运动标准比赛地图,城镇地图为校园场景,比例尺为1:4000,地图信息多为建筑物等地物特征;山地地图为野外场景,比例尺为1:10000,地图信息多为山体等地貌特征;低点位由2个检查点构成,高点位由4个检查点构成,在地图上用红色的圆圈标出。所有地图均由2名具有国家资格的定向运动地图制图员通过OCAD10.0版（定向运动地图开发的专业软件）绘制。实验材料均选自定向运动标准地图,由点位数量和地图类型构成4种类型刺激材料（城镇低点位地图,城镇高点位地图,山地低点位地图,山地高点位地图）。在实验前让被试熟悉实验环境并填写基本信息情况表,期间告知实验注意事项,之后对被试佩戴fNIRS光极帽,实验人员对其进行校准,使其通道连接,所有刺激均呈现在电脑屏幕上,经由与fNIRS系统相连接,被试通过键盘对实验刺激进行判断。所有测试程序采用神经心理学编程软件"E-prime2.0"编写,并通过fNIRS设备监测任务过程中大脑前额叶的血氧信号变化。实验包括两个阶段:练习阶段和正式测试阶段。在两个阶段中,每个任务的处理过程都相同:首先让被试熟读实验指导语,然后出现实验刺激地图。每道题包括1个参考图形和3个备选图形,要求被试仔细观察后从3个旋转过的备选图形选出1个与参考图形完全一致的图形（持续15000ms）,并按对应的数字键（1,2,3）作答。请在保证正确的前提下尽快按键。测试阶段根据被试的反应,在屏幕中央会显示"正确","错误"或"未响应"形式的反馈1500ms。为了最大限度地减少超出任务熟悉程度的学习量,培训阶段被限制为4mins,该阶段使用的刺激材料与随后进行的正式实验（测试阶段）所用的刺激材料不同。培训阶段的目的是帮助参与者熟悉实验,并且在此期间未收集任何数据。待练习结束后方可开始正式测试,正式阶段与练习阶段过程相同,不同之处在于被试做出反应后不会得到反馈,而是让被试保持放松状态20000ms,直到进入下一个试次。研究者一共向被试呈现25个试次,将4种类型地图随机分配,期间被试对任务的行为数据以及血氧信号被记录到文件中,一直循环进行直至任务完成。4.数据采用SPSS 25.0统计软件包对收集的行为数据和fNIRS数据进行统计分析,通过重复测量方差分析检验任务的主效应、交互效应,以及分析检验各通道的Oxy-hb信号的差异,为避免I类错误,之后采用FDR（false discovery rate）对P值进行校正,P＜0.05为统计显著。研究结果:行为学结果:1.正确率重复测量方差分析结果显示,点位数量主效应显著[F（1,12）=64.76,P＜0.001,ηp2=0.691],高点位条件下正确率显著低于低点位条件下;地图类型主效应不显著;地图类型×点位数量交互作用不显著;2.反应时点位数量的主效应显著[F（1,12）=27.81,P＜0.001,ηp2=0.489],高点位条件下反应时显著长于低点位条件下;地图类型的主效应显著[F（1,12）=8.79,P＜0.01,ηp2=0.233],山地地图条件下的反应时显著长于城镇地图;地图类型×点位数量的交互作用不显著。fNIRS结果:为了探讨28通道的Oxy-hb信号与地图类型和点位数量是否有关,采用2（地图类型:城镇地图、山地地图）×2（点位数量:低点位、高点位）×28（通道）三因素重复测量方差分析得出:地图类型主效应不显著,点位数量主效应不显著,通道主效应显著[F（27,324）=3.09,P=0.000,ηp2=0.205];地图类型×点位数量交互效应不显著,点位数量×通道交互不显著,地图类型×通道交互效应显著[F（27,324）=1.62,P＜0.05,ηp2=0.119],地图类型×点位数量×通道三阶交互效应显著[F（27,324）=1.57,P＜0.05,ηp2=0.115]。进一步采用2（地图类型:城镇地图、山地地图）×2（点位数量:低点位、高点位）两因素重复测量方差分析对28个通道进行分析,最后P值经过FDR校正得出:地图类型主效应显著的通道有:ch12[F（1,12）=13.93,P＜0.05,ηp2=0.537],ch21[F（1,12）=11.56,P＜0.05,ηp2=0.491],ch24[F（1,12）=16.15,P＜0.05,ηp2=0.574],山地地图下Oxy-hb信号显著大于城镇地图;可以看出地图类型在任务间是存在差异的,其他通道虽然主效应上并未发现统计学意义上的显著差异,但其趋势都是高点位的血氧信号大于低点位,山地地图的血氧信号大于城镇地图。研究结论:地图类型和点位数量制约着定向运动选手的识图空间认知能力,随着认知负荷的增大,专项认知能力下降;识图空间认知任务涉及多任务参与,前额叶皮层功能区的激活受地图类型任务影响,随着难度增加,背外侧前额叶和腹外侧前额叶含氧血红蛋白活性增强。