近日,山东师范大学心理学部周梁副教授团队在《心理学报》发表题为《整体构型与局部运动对生物运动拍子同步的作用》的研究论文。山东师范大学为第一完成单位;心理学部本科生路晓漫(现就读于中国科学院心理所)、本科生杜依柯为论文共同第一作者;心理学部副教授周梁为论文通讯作者。
人类的拍子同步行为并不只依赖声音节奏,也需视觉系统对他人身体运动的时间结构进行预测。例如,舞蹈中的动作合拍、队列行进中的步伐一致,乃至与他人并肩行走时不自觉地调整步频,都体现了人们从生物运动中提取节奏信息,并据此协调自身动作的能力。然而,生物运动同时包含两个层次的信息:由各关节点空间关系形成的整体人形构型,以及每个关节点随时间变化的局部运动轨迹。那么,在跟随生物运动进行拍子同步时,大脑究竟主要依赖完整的人形构型来建立运动预测,还是可以直接利用局部关节点的运动节律?局部运动信息的作用是否又依赖于整体构型的存在?这项研究围绕这一问题进行了系统探讨。
研究通过三个递进实验逐步揭示在人类跟随生物运动进行拍子同步时,整体构型与局部运动的作用。实验1显示,整体构型保持时的同步稳定性显著高于构型破坏时;而在构型破坏后,局部运动方向生物性的破坏或保持对同步稳定性无显著影响。实验2在构型破坏的前提下进一步比较三种局部运动状态,结果发现,无论是破坏方向生物性还是破坏变速生物性,同步稳定性均与保留局部运动生物性的条件无显著差异。实验3进一步揭示了整体构型与局部运动的交互作用,构型完整时,破坏局部运动变速生物性会显著降低同步稳定性;构型破坏时,局部运动生物性保持或破坏之间的同步表现无显著差异。

这些结果提示,整体构型有助于激活生物运动模板,形成关于运动时间结构的强先验;在此基础上,保留局部运动的生物性能够与这一先验相匹配,降低预测误差,从而促进更稳定的感觉运动同步。相反,当整体构型被破坏时,强先验难以建立,大脑对局部运动生物性的敏感性降低,因此局部运动保持或破坏所产生的同步表现趋于一致。这些结果支持了“整体先验-局部似然匹配”的解释框架,为理解人类如何从视觉运动中提取节奏、预测动作并协调自身行为提供了新证据,也可能为舞蹈、体育训练、人机交互以及社会认知障碍评估等领域提供有益启发。
该研究受到国家自然科学基金(32100853, 31871100)和山东省自然科学基金(ZR2021QC134),山东省高等学校“青创团队计划”团队(2023KJ196)资助。
论文链接:https://journal.psych.ac.cn/xlxb/CN/Y2026/V58/I6/1015