長時有氧運(yùn)動對執(zhí)行功能影響的研究進(jìn)展

項琪　李琳

摘 要：近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)和生活方式的快速轉(zhuǎn)變，社會老齡化、久坐不動行為等問題日益嚴(yán)重，如老年癡呆、精神分裂、認(rèn)知障礙等各種精神疾病逐年上升。而長期有氧運(yùn)動是解決健康老齡化和久坐行為的有效方式，是否也是提高認(rèn)知功能的有效手段？目前，尚不清楚。因此，該文以長時有氧運(yùn)動為切入點，綜述其對執(zhí)行功能的影響，力求為醫(yī)學(xué)界、教育界提供改善執(zhí)行功能的最佳運(yùn)動方案。

關(guān)鍵詞：長時有氧運(yùn)動 認(rèn)知功能 執(zhí)行功能

中圖分類號：G804.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2813（2017）01（c）-0234-02

執(zhí)行功能是指在完成復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)時，對其他認(rèn)知過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的高級認(rèn)知過程，其根本作用是產(chǎn)生協(xié)調(diào)有序、具有目標(biāo)性的行為[1]。執(zhí)行功能對于個體的健康發(fā)展具有核心作用，研究發(fā)現(xiàn)執(zhí)行功能的障礙與孤獨癥、注意缺陷多動障礙、精神分裂癥等多種精神疾病相關(guān)[2]。這些現(xiàn)象引起各方面專家的關(guān)注，他們紛紛開始研究如何能令執(zhí)行功能健康發(fā)展。

近些年的研究發(fā)現(xiàn)，個體的執(zhí)行功能是可以通過訓(xùn)練或干預(yù)提高的[3]；其中，來自運(yùn)動心理學(xué)領(lǐng)域的越來越多研究發(fā)現(xiàn)有氧運(yùn)動對執(zhí)行功能有積極效益，建議可以作為改善和提高執(zhí)行功能的手段。在當(dāng)今久坐行為日益增多、社會逐步老齡化的嚴(yán)峻形勢下，人們的公共健康受到了嚴(yán)重的威脅，而研究報道規(guī)律的有氧運(yùn)動能有效地促進(jìn)人們生理和心理的健康，這可能會為解決這些健康危機(jī)提供了契機(jī)。

眾多研究表明：長時有氧運(yùn)動能有效減緩老年人認(rèn)知功能的老化，同時也能促進(jìn)兒童執(zhí)行功能的發(fā)展。但是，對于年輕人的研究卻相當(dāng)匱乏，且這些研究結(jié)果也是不一致的。年輕人是整個社會的核心力量，他們的身心健康是全人類的大計。所以，探究長時有氧運(yùn)動是否能改善年輕人腦執(zhí)行功能，這一研究是有重大的社會意義和現(xiàn)實需要。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1長時有氧運(yùn)動有助于降低執(zhí)行功能的老化

隨著年齡的上升，中老年人的認(rèn)知功能快速下降，而研究表明有氧運(yùn)動能降低年齡相關(guān)的認(rèn)知功能的老化。Cancela等[4]將111名老年癡呆被試隨機(jī)分為有氧運(yùn)動組（n=60）和控制組（n=51），運(yùn)動干預(yù)時間為15個月，每次持續(xù)時間為至少15 min的自行車運(yùn)動。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動顯著促進(jìn)了癡呆老年人的認(rèn)知功能和行為表現(xiàn)，該研究表明長期有氧運(yùn)動可以提高認(rèn)知損傷老年人的執(zhí)行功能。另外，Smeily等[5]以57名65～79歲的老年人為實驗對象，將其隨機(jī)分到有氧運(yùn)動組和對照組，運(yùn)動干預(yù)為10個月。認(rèn)知測試包括簡單反應(yīng)時任務(wù)和Stroop任務(wù)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組在簡單反應(yīng)時任務(wù)沒有差異，在Stroop任務(wù)有氧運(yùn)動組的表現(xiàn)更好。

關(guān)于有氧運(yùn)動影響執(zhí)行功能影的腦機(jī)制，Themanson等[6]將57名60～71歲老人分為高有氧運(yùn)動組和低有氧運(yùn)動組。采用轉(zhuǎn)換任務(wù)，并用ERP記錄其腦電圖活動特征。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常參與有氧運(yùn)動的老人整體轉(zhuǎn)換代價相對小，且額區(qū)P3波幅更大，該研究結(jié)果表明經(jīng)常參加運(yùn)動的老人維持著更高的執(zhí)行功能。如Maass等[7]以60～77歲老年人為研究對象，探究是否有氧運(yùn)動能誘導(dǎo)血管和海馬體的可塑性。運(yùn)動干預(yù)時間為3個月，使用fMRI監(jiān)測海馬腦區(qū)血流量和體積等。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有氧適能的增加與海馬腦區(qū)血流量和體積成正相關(guān)。

1.2 長時有氧運(yùn)動有益于兒童執(zhí)行功能的發(fā)展

運(yùn)動與兒童執(zhí)行功能的關(guān)系，大部分是橫向研究。如Buck等[8]以74名7～12歲的兒童為實驗對象，根據(jù)有氧體能將被試分為高、低有氧體能組。采用Stroop任務(wù)測試，發(fā)現(xiàn)與低心肺體能組的兒童相比，高心肺體能組的兒童有更好的Stroop任務(wù)表現(xiàn)，間接地支持了長時有氧運(yùn)動有益于促進(jìn)執(zhí)行功能。Wu等[9]根據(jù)被試的最大攝氧量的指數(shù)，將48名10歲的兒童分為高、低心肺功能組。采用Flanker任務(wù)測試被試抑制功能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與一致條件相比，在不一致條件下高心肺功能兒童的反應(yīng)時有更快、正確率更高，說明高心肺功能與更好的任務(wù)表現(xiàn)是相關(guān)聯(lián)的。

關(guān)于有氧運(yùn)動與執(zhí)行功能也有一些腦機(jī)制的研究。Hillman等[10]以38名9歲兒童為實驗對象，依據(jù)其有氧能力將被試分為高、低心肺功能。在flanker任務(wù)時，同時記錄其行為學(xué)和ERP數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，與低心肺功能組兒童比，高心肺功能兒童有更高的正確率，但反應(yīng)時無顯著性差異。ERP數(shù)據(jù)表明高心肺功能兒童有更大的P3波幅，表明其在任務(wù)期間能召集更多注意資源。Davis等[11]以171名7～11歲兒童為研究對象，將被試隨機(jī)分為20 min、40 min有氧運(yùn)動組和控制組，共實施（13±1.6）周的運(yùn)動。評估兒童的認(rèn)知表現(xiàn)和學(xué)業(yè)成績，發(fā)現(xiàn)40 min有氧運(yùn)動的效益更高。另外，運(yùn)動后兒童大腦雙側(cè)的前額葉激活增加，和雙側(cè)的后頂葉皮層激活下降。運(yùn)動是提升兒童學(xué)業(yè)成績的重要方式，該研究為教育學(xué)提供了重要的借鑒意義。

1.3 長時有氧運(yùn)動與年輕人執(zhí)行功能的現(xiàn)狀研究

長時有氧運(yùn)動對年輕人執(zhí)行功能的影響，研究結(jié)果甚少且存在分歧。在近來的研究中，如Themanson等基于有氧體能測試，將28名年輕被試分為高、低心肺功能組。結(jié)果發(fā)現(xiàn)flanker任務(wù)表現(xiàn)在組別之間無差異。Themanson等[12]的持續(xù)研究中，測試72名年輕被試的心肺功能，并完成flanker任務(wù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有氧體能與年輕人flanker任務(wù)的正確率、反應(yīng)時之間沒有聯(lián)系。與以上研究結(jié)果相反的是，在一項ERP研究中發(fā)現(xiàn)，相比于低心肺功能被試，高心肺功能被試在flanker任務(wù)有更少的神經(jīng)沖突，同時當(dāng)錯誤反饋能調(diào)配更多的注意資源。說明高心肺功能被試有更優(yōu)的執(zhí)行加工過程來適應(yīng)于神經(jīng)的反應(yīng)。

2 結(jié)語

綜上，近些年有氧運(yùn)動與執(zhí)行功能的相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)研究對象多集中老年人身上，而有氧運(yùn)動能夠有效的減緩老年人的認(rèn)知下降。在當(dāng)今社會快速老齡化的形勢下，讓老人能健康的老化顯得尤其重要，而規(guī)律的有氧運(yùn)動在其中扮演著重要的角色。其次，關(guān)注更多的是兒童群體，且研究呈現(xiàn)一致的結(jié)果——長時有氧運(yùn)動能夠促進(jìn)兒童執(zhí)行功能的發(fā)展，且目前以橫向研究為主。而關(guān)于年輕人，當(dāng)前的研究結(jié)果是不一致的。而年輕人是社會的中堅力量，如若能改善其執(zhí)行功能，對于全人類也將是福音。所以，有待研究者們進(jìn)一步地探究。

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