图 2 判罚决策任务流程图

数据处理

行为数据：

对决策正确率进行方差分析后发现(图3),裁判等级、决策类型和犯规程度的主效应均显著。除决策类型和裁判等级的交互作用不显著外,犯规程度和裁判等级的交互作用,决策类型和犯规程度的交互作用,以及决策类型、犯规程度、裁判等级的交互作用均显著。

图 3 决策正确率结果

对决策的反应时进行方差分析后发现(图4),决策类型和犯规程度的主效应均显著,裁判等级的主效应不显著。犯规程度和决策类型的交互作用显著,事后检验的分析结果为：在犯规程度为无的条件下,侵犯等级的决策反应时均快于战术影响和最终判罚。

图 4 决策反应时结果

注：图中误差棒为标准误。

行为结果：

高水平裁判在轻/无犯规场景优势显著（如无犯规时ACC高15–20%），因模糊场景需经验整合；

战术影响决策反应时最长（需整合全局信息），但高水平裁判仍保持高正确率。

对所有脑区的HbO方差分析结果发现,裁判等级的主效应在左侧背外侧额上回和左侧额中回脑区的主效应显著。决策类型在左侧背外侧额上回、左侧枕中回、右侧背外侧额上回和右侧前扣带和旁扣带回脑区的主效应显著。犯规程度的主效应在左侧额中回、左侧枕下回、右侧眶部额下回和右侧枕中回脑区的主效应显著。

图 5 上图为左侧背外侧额上回(1)和左侧额中回(2)的 HbO 血氧激活表现; 

下图为额叶皮层在决策类型水平下进行裁判等级变量两两比较的结果

注：* p

图 6 上图为右侧枕中回的 HbO 血氧激活表现; 下图为枕叶皮层在决策类型水平下进行裁判等级变量两两比较的结果

注：# p

图7前额叶、枕叶皮层HbO激活结果

注：上图(1)为无犯规条件下右侧额上回和枕中回脑区在不同裁判等级条件的HbO激活表现;(2)为右侧枕下回脑区在裁判等级和犯规程度交互作用下的HbO激活表现;下图为对应条件下进行裁判等级变量两两比较的结果;*p

因不同等级的足球裁判员在无犯规和轻度犯规条件下的决策正确率存在显著差异,因此,本研究进一步聚焦于其背后的神经机制差异,分别在无犯规和轻度犯规以3(裁判等级：国家级及以上、一级、三级)×3(决策类型：侵犯等级、战术影响、最终判罚)进行二因素重复测量方差分析。

图8上图为左侧楔叶脑区在裁判等级、决策类型和犯规程度三者间交互作用下的HbO激活表现;下图为对应条件下进行裁判等级变量两两比较的结果

注：#p

行为-fNIRS关联：

高水平组：ACC与双侧前额叶/枕叶激活正相关（如中度侵犯等级决策与右侧前扣带回相关）；

低水平组：ACC与更多脑区相关但效率低（如二级裁判重犯规时需枕叶广泛激活支持决策），表明神经资源利用不经济。

由于判罚决策的正确率在不同等级裁判员上存在显著差异, 本研究还进行正确率与fNIRS数据的关联分析：

图 9 不同决策类型和犯规程度下的判罚决策正确率与脑区 ROI 相关热图

注： (1)国家级、(2)一级和(3)三级, * p

机制解释：前额叶-枕叶协同网络支持”感知→整合”的高效加工，高水平裁判通过经验优化该网络，降低认知负荷（如轻犯规时左侧楔叶精准激活）。