户外运动员眼力更强

发表在《感知》期刊的一项新研究提供的证据表明，从事户外运动的人在周边视觉中的颜色检测能力优于室内运动员和非运动员。这表明在大型开放环境中进行高强度运动训练可以从根本上塑造和改善基本视觉技能。这些发现表明，成年大脑在儿童发育结束很久之后，仍然保留着根据现实世界经验调整其低级感官功能的能力。

人眼有一个特定的生物结构，决定了我们能多好地看到某些东西。视野的中心密集分布着处理强光和丰富颜色的特定感光细胞。当视线向外移动到边缘时（科学家称之为视网膜偏心率的概念），眼睛自然变得对颜色和细节不太敏感。

由于这种自然生物限制，人们通常会移动眼睛将重要物体带入直接焦点中心。在快节奏的运动中，运动员不能总是直接看着每个移动的队友、对手或球。他们严重依赖侧视来监控周围环境并预测比赛动向。

科学家想了解这种对侧视的持续依赖是否实际上会随时间改变眼睛和大脑处理视觉信息的方式。这个概念被称为感知学习，指的是大脑在重复暴露和练习后对感官信息的感知方式的持久改善。过去关于运动视觉的研究通常测量整体表现，如反应时间或在有限时间窗口内击中移动目标的物理能力。

研究人员设计这项新研究是为了分离纯粹的视觉感知。他们特别想测试运动员是否真的比非运动员更好地看到外周颜色，而不仅仅是对它们反应更快。他们认为，在大型户外场地比赛的运动员可能会发展出更强的外周颜色视觉，以补偿眼睛边缘颜色敏感度的自然下降。

"这是一个古老的自然与养育的辩论。颜色感知等基本功能通常被认为是大脑中硬编码的，就好像我们生来就有它们，就是这样。然而，与其他研究一起，我们提供的证据表明情况并非如此：它们可以通过强化训练得到改善，因为我们的大脑在某种程度上是可塑的，"伯恩茅斯大学高级讲师、伯恩茅斯感知实验室联合主任Matteo Toscani说。

"虽然我通常对颜色视觉和视觉可塑性感兴趣，但测试运动员的具体想法——同时也比较室内和户外运动——是由我实验室的主要作者Sidney Uden-Taylor提出的，他也进行了这项研究。"

研究人员招募了26名大学年龄的参与者完成视觉测试。样本包括8名户外运动员、9名室内运动员和9名非运动员。运动员都参与各自运动至少三年，平均每周训练四个半小时。

在实验过程中，参与者坐在隔音的暗室里，盯着计算机显示器中心的十字。科学家在屏幕上呈现视觉刺激仅250毫秒。这些快速闪烁出现在屏幕的左侧或右侧，与中心成特定角度，确保参与者不能直接看着它们。

闪烁的图像要么是人类人物的小照片，要么是简单的圆形。研究人员调整了简单圆形，使其具有与人物完全相同的像素数量和相同的平均颜色。这些图像背后的背景要么显示室内蓝色运动场馆，要么显示草地户外场地。

参与者按下特定的键盘键来指示隐藏对象出现在他们视野的左侧还是右侧。为了准确测量他们的感官极限，研究人员使用专门的计算机程序不断调整对象的可见性。他们通过将目标对象与背景图片混合来实现这一点，使图像看起来略微透明。

如果参与者回答正确，程序会使对象在下一轮中更多地融入背景。这种适应性方法使科学家能够找到一个人勉强能从背景中区分对象的确切对比度阈值。每名参与者在两小时的会话中完成了1920次单独试验。

数据显示，户外运动员在外周颜色检测方面明显优于室内运动员和非运动员。户外运动员需要几乎少三分之一的颜色对比度才能成功发现屏幕边缘的对象。这表明他们的视觉系统对边缘的微弱视觉线索高度敏感。

科学家还发现了对象形状和背景类型之间的交互作用。当人物和简单圆形出现在室内运动背景上时，参与者能够同样好地发现它们。然而，当人物呈现在视觉复杂的户外草地背景上时，变得明显更难看到。

尽管有这种困难，户外运动员的一般视觉优势在所有条件下持续存在。即使观看室内运动背景上的简单圆形，他们也优于其他组。这表明从户外运动获得的视觉改善转移到一般情况，不限于熟悉的运动环境。

科学家指出，像足球和橄榄球这样的户外运动在大型场地上进行，迫使运动员不断监控广阔、不可预测的空间。室内运动虽然节奏快，但发生在更小、更封闭的区域。结果表明，户外运动的广阔性质提供了增强外周颜色感知所需的特定视觉训练。

"如果颜色视觉是可塑的，天生有颜色感知缺陷的人可能仍然通过与环境的互动超越其先天限制，"Toscani告诉PsyPost。"这方面的证据来自色盲个体的研究（例如Boehm等人，2014）。我们的结果表明，户外运动员需要几乎少三分之一的对比度——即刺激可见性——才能有效检测外周刺激，与非运动员和室内运动员相比，这可能反映了对大型开放场地训练的适应。"

"我们在外周视觉中发现了这种效应，那里表现下降归因于解剖学限制，从眼睛结构到视觉信息被投射到大脑并被处理的方式。外周视觉相对较差确实是为什么我们移动眼睛将对象带入中央视觉的原因，那里分辨率更高。户外运动员不需要像我们那样经常这样做，因为他们有更好的外周颜色，他们的大脑可能适应了准确监控发生在边缘的事件。"

虽然这些发现指向户外训练的好处，但读者应避免假设直接的因果关系。因为科学家观察的是自然发生的运动员和非运动员群体，这项研究是相关性的。

"虽然研究与户外训练改善外周视觉的想法一致，这是我们调查的主要焦点，但这种类型的研究仍然是相关性的，"Toscani指出。"我们不能实验性地操纵训练经验——例如，通过随机分配儿童进行10年的室内运动、户外运动或不运动，然后评估他们的视力。"

仍然有可能天生外周视觉优越的人从小就简单地被户外运动吸引。另一个潜在因素是正式比赛之外的体育活动重叠，这可能会混淆数据。例如，户外运动员可能在休赛期偶尔参加室内运动，这是研究人员没有正式追踪的活动。

科学家已经在展望未来，计划使用沉浸式技术将对象呈现到人视野的更边缘位置。"我已经申请了BBSRC资助，以支持进一步研究如何通过虚拟现实环境中的游戏化训练修改成年人的视觉，"Toscani说。