01 研究背景

“心流”（Psychoogical flow）：伴隨非凡表現的一種獨特的心理狀態，后來普遍被定義為“處于狀態”中。人們普遍認為，這種特殊狀態產生于一種清楚的目標，這種目標需要行動和在專業技能和挑戰之間的完美匹配。這是一種獨特的感覺，伴隨著時間的變化，最常發生在從事高技能運動練習的人，冠軍運動員、音樂家。心流，也可被認為是一種特殊的意識狀態，需要參與意識神經相關的皮層區域。

我們假設，群體認同可能是一種突現的意識體驗，涉及NCC神經網絡中的特定招募。它的觀點是由這樣一種觀點支持的:大腦某些功能需要一個有效的連接網絡，一旦達到這種協調的復雜性，意識的突現特性就會發生，產生心流感覺。當這種感覺伴隨著或跟隨運動時，外在力和內在力之間的功能“交易”必須被持續地控制。心流感覺會在一種特定的生理狀態下出現：（1）適當的中樞靜息狀態，包括記憶項目和動機，（2）最初的意圖必須通過下降的運動命令“翻譯”到肌肉，以產生力量和位移，（3）上升的軀體信號必須產生理想的反饋感覺，關閉動作和感覺的回路。

我們進一步想要研究前額葉和中顳葉的外顯系統與內隱系統之間的復雜對話，其中包括在線的自上而下的注意調節，以及基于皮質-基底節環的快速和直覺的內隱系統，促進基于技能的知識學習。由于對人類個體的獨特性越來越感興趣，我們最近開展了一項實驗研究，以尋找與心理學上的“心流”相對應的單一狀態的出現。盡管存在各種各樣與執行全身動作有關的研究，但使用EEG記錄代表一個新的興趣領域。此外，高密度EEG加上源定位分析方法，用于檢測神經皮層和皮層下的發生器，為電生理學探索人類經歷的“心流”狀態鋪平了道路。

02 研究方法

2.1、被試

被試是一名專業人士，他接受了參與這種獨特的經驗，在一個培訓或重復會議的2天前，在公眾面前進行最終陳述。為了避免對訓練習慣的心理干擾，表演者在沒有任何實驗者的特別指示的情況下，以自己合適的節奏進行表演。在這種情況下，他可能會遇到像在公眾面前經歷的那種轟動。采用心流短量表(Flow Short Scale)進行心理測量，并通過視頻說明其表現。

2.2、實驗過程

圖1 . 實驗場景

在室外條件下的進行走鋼絲表演，并錄制整個實驗過程的視頻。

a實驗設置的時間表，包括交叉前(Pre-CR)和交叉后(Post-CR)休息時間。走鋼索者配備了腦電帽，包括EKG、EOG和EMG電極，在正常工作條件下，在15米的高度穿過導線。在交叉(CR)中定義了四個不同的階段:b心流期(FLOW)、c預期問題期(EP)、d意外問題期(UP)和e應激期(STRESS)。白色箭頭表示鉤環的變化(c)，意外鉤環堵塞(d)，以及對這個問題的關注(e)。

2.3、數據采集與處理

EEG,EMG,EKG記錄：在獨特的鋼絲繩表演過程中，使用一個包含64個頭皮電極的彈性屏蔽帽(ANT的eegosports系統)持續監測腦電活動。采樣頻率為512 Hz，分辨率為22 bits(71.5 mV/bit)。EEG數據記錄在放置在被試背包中的平板電腦上。所有電極均參照CPz電極。此外，還記錄了水平眼電信號，肌電信號(用于檢測與真實運動相關的任何活動[脛骨前(TA)左右])，以及雙極型心電信號- II導聯結構的心電圖。使用EEGLAB軟件70、ASA軟件(ANT神經系統)和內部基于MATLAB的工具進行在線數據處理和統計分析。

分析方法：根據視頻觀察和表演者的報告，將腦電數據分為六個時段：兩個休息時段(交叉前和交叉后)和交叉期間的四個時段。穿越被分為預期的生命線改變之前，當表演者報告處于心流狀態中（心流期穿越，FLOW）；更換鉤環的時間(預期問題，EP)；鎖扣卡住的時間段(意外問題，UP)；以及當表演者報告仍有壓力時(正念交叉期，壓力)。心電分析結果證實了這些劃分。

腦電數據的分析有：EEG分析，ERSP分析，swLORETA分析，EEG源分析。

03 實驗結果

圖2. 心不同條件下的心電信號分析結果圖

圖a-圖d，顯示的是心電信號，在整個實驗過程中的不同階段。圖e，顯示的是表演者在靜止時，11Hz的alpha波，在四種狀態下（心流期，預期問題期，意外問題，壓力應急期）。

圖3. 交叉前和交叉后休息期間的swLORETA結果

在delta,theta,alpha和beta頻帶的振蕩。分別在交叉前和交叉后180s內的分析結果，白色箭頭表示不同的布魯德曼區。根據swLORETA，在交叉前休息時alpha振蕩起源于雙側頂葉皮層(BA7)，而在交叉后休息時僅識別出左側頂葉上小葉(BA7)。它由包括右側中央后和邊緣回(BA40)和楔前葉(BA19)的網狀結構。頂葉皮層(BA7)也被鑒定為交叉前休息期間delta和theta振蕩的發生器。在此條件下，右側角回(BA39)、邊緣上回(BA40)和左側頂葉下回(BA40)也被確認是 delta波發生器；中額回(BA8)和中央前回(BA9)被認為是theta波發生器。在交叉前休息期間，beta振蕩主要由頂下回(BA40)、顳上橫回(BA39)和中央后回(BA3)形成的右側網絡產生。相反，在交叉后休息期間，只有右側頂葉回被識別為beta發生器.

圖4

對FLOW和STRESS期間左TA肌肉長脈沖激活的第一秒進行了事件相關光譜擾動(ERSP)分析，結果顯示，這兩個周期之間存在顯著差異。在TA激活后的前100 ms，觀察到在“心流”過程中，額中央電極上的β振蕩(14 25 Hz)與功率增加(被認為是事件相關同步(ERS))的對比動力學，以及在應激過程中出現的β能量下降[被認為是與事件相關的去同步(ERD)]。此外，在TA激活400-500 ms期間，觀察到在“心流”期間的α (10 Hz) ERS，但在STRESS期間沒有。

應用swLORETA進行腦電動力學分析，識別了兩個時段的右側左小腦丘、左副海馬(BA28)、運動前區和運動皮層(BA4/BA6)。另一方面，右側蒼白球、左側丘腦和右側BA41僅在FLOW中被識別，右側BA31僅在STRESS中被識別。

圖5. 四個期間的swLORETA alpha振蕩

在交叉前休息期間，alpha發生器主要位于頂葉皮層(BA7)。然而，在交叉期間，BA7的貢獻是雙側的，在右側額下皮層(BA46)也發現了一個新的區域。在 “心流”過程中，alpha發生器的網絡被包括左額上回(BA8)、右中央后軀體感覺皮層(BA2)和右顳上回(BA22)的另一個網絡所取代。在EP過程中，主要的alpha發生器是次級視覺皮層、左楔和右枕中皮層(BA19)，這是根據改變扣鉤的強烈視覺需求。在UP時，確定的alpha發生器包括右側顳中回(BA37)、島葉(BA13)和右側梭狀回(BA19)。在這一意外事件發生后，應激表現為左額上回(BA9)、右顳葉邊緣上回(BA40)和右額下回(BA46)作為alpha發生器的“招募”。

04 結論

本研究中使用swLORETA分析，一種是基于自我報告的心理狀態，另一種是基于運動命令的。兩種分析之間互補，能夠識別參與走鋼絲表演的運動控制的腦區，以及與表演相關的不同精神狀態時期。

在TA期間識別的腦電信號發生器在在心流期和應激壓力期間，同側小腦和對側感覺運動皮層施加的在線控制一致。

當腦電信號由TA活動觸發時，可以識別右側蒼白球，只在心流期間開始，這加強了心流期相對于應激壓力期的相同識別。

總的來說，這些發現支持了這樣的觀點，即“心流”狀態伴隨著額外的EEG發生器(白球)的“招募”，這與那些已經和技能運動的在線控制(小腦和副海馬)相關的EEG發生器不同。

05 參考文獻及DOI號

Leroy,A., & Cheron, G..(2020). EEG dynamics and neural generators of psychological flow during one tightrope performance. Scientific Reports, 10(1).

DOI：10.1038/s41598-020-69448-3