太極拳和廣場(chǎng)舞鍛煉對(duì)女性老年人工作記憶的影響：一項(xiàng)ERP研究

楊子燚，梅 劍，陳 爽，潘宜康，袁小英，何 華，岳春林

隨著我國(guó)老年人口的逐漸增多，人口老齡化帶來(lái)的問(wèn)題也日益凸顯，表現(xiàn)為認(rèn)知加工能力、工作記憶等能力的下降。身體鍛煉對(duì)老年人大腦可塑性的積極作用被越來(lái)越重視[1]。在眾多的認(rèn)知干預(yù)方法中，認(rèn)知訓(xùn)練對(duì)認(rèn)知功能提高的轉(zhuǎn)化影響相比身體活動(dòng)來(lái)說(shuō)更加受限，身體活動(dòng)對(duì)認(rèn)知領(lǐng)域有廣泛的影響，且不受人群的制約[2]。S.COLCOMBE等[3]通過(guò)Meta-分析發(fā)現(xiàn)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)的方式，執(zhí)行功能比進(jìn)行其他認(rèn)知任務(wù)練習(xí)如加工速度、空間任務(wù)等有更多的提高，這表明身體鍛煉對(duì)心理功能特異性的影響，即身體活動(dòng)對(duì)認(rèn)知的影響可能是選擇性敏感的。

工作記憶（working memory），是指?jìng)€(gè)體在執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)中，對(duì)信息暫時(shí)儲(chǔ)存與操作的能力[4-5]。有研究結(jié)果表明，工作記憶具有可塑性[6]，隨著年齡的增長(zhǎng)，老年人大腦組織與功能會(huì)發(fā)生退行性變化，工作記憶功能的衰退就是特點(diǎn)之一，其工作記憶的衰退主要發(fā)生在中央執(zhí)行系統(tǒng)這個(gè)成分[7]。本研究旨在考察不同運(yùn)動(dòng)是否可以預(yù)防與延緩老年人工作記憶的退化。

N-back范式是評(píng)估工作記憶功能的一個(gè)常用方法[8]，這一任務(wù)范式需要信息的保持、持續(xù)刷新、信息處理速度等能力。使用N-back任務(wù)的腦老化研究表明，維持和檢索記憶表征的多個(gè)記憶內(nèi)容是導(dǎo)致老年人功能記憶缺陷的因素[9]。

事件相關(guān)電位（Event-related potentials），是一種具有高度時(shí)間敏感性的神經(jīng)電生理技術(shù)，可以反應(yīng)認(rèn)知過(guò)程中的大腦神經(jīng)電生理變化，其內(nèi)源性刺激電位反應(yīng)大腦在執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時(shí)的處理過(guò)程，也被稱(chēng)為認(rèn)知電位。在N-back任務(wù)中，N2成分被認(rèn)為反映呈現(xiàn)的刺激與記憶中的表征之間的失匹配[10]。P3成分的波幅反映了分配給刺激的注意力資源的數(shù)量，P3的潛伏期與刺激檢測(cè)的效率和信息處理的速度有關(guān)[11]。

運(yùn)動(dòng)對(duì)不同年齡段人群的工作記憶能力有積極影響。研究發(fā)現(xiàn)，較高身體活動(dòng)水平兒童，比較低身體活動(dòng)水平兒童有更高的反應(yīng)正確率和更短的反應(yīng)時(shí)。較高身體活動(dòng)水平兒童有更小的P3波幅，延遲條件下的波幅比較低身體活動(dòng)水平兒童非延遲條件更小。較高身體活動(dòng)水平兒童有更大的晚期正成分positive slow wave（PSW）。身體活動(dòng)水平與反應(yīng)時(shí)成負(fù)相關(guān)，與延遲條件下的P3波幅和PSW波幅成正相關(guān)[12]。高有氧適能年輕人的N-back行為學(xué)指標(biāo)比低有氧適能年輕人更高，高有氧適能年輕人的P3波幅比低有氧適能年輕人更高。在P3波幅和最大攝氧量之間有顯著的相關(guān)性，且在較大工作記憶負(fù)荷的條件下，運(yùn)動(dòng)的益處不明顯[13]。閉鎖式運(yùn)動(dòng)老年人、開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)老年人N-back任務(wù)中變現(xiàn)提高，2個(gè)運(yùn)動(dòng)組在額葉-頂葉皮層區(qū)域的P3潛伏期延長(zhǎng)，且不同的運(yùn)動(dòng)模式對(duì)工作記憶功能產(chǎn)生了不同程度的神經(jīng)心理效應(yīng)[14]。以上研究說(shuō)明，不同程度和方式的運(yùn)動(dòng)，對(duì)不同人群的工作記憶功能有提高作用，并且這種提高作用在不同模式運(yùn)動(dòng)之間的差異較大。既然運(yùn)動(dòng)可以提高工作記憶能力，這種效應(yīng)的可能生理機(jī)制是什么？哪些運(yùn)動(dòng)方式可以產(chǎn)生這種效應(yīng)？

運(yùn)動(dòng)中，認(rèn)知需求的增加可能促進(jìn)認(rèn)知，復(fù)雜的環(huán)境對(duì)嚙齒動(dòng)物在新皮質(zhì)和神經(jīng)化學(xué)水平上的認(rèn)知能力有積極的影響，包括皮質(zhì)厚度增加，神經(jīng)發(fā)生增加和突觸神經(jīng)傳遞增強(qiáng)。K.FABEL等[15]在動(dòng)物模型中指出，輪滑和環(huán)境富集條件會(huì)刺激成年小鼠海馬神經(jīng)發(fā)生，這一發(fā)現(xiàn)與認(rèn)知能力的提高有關(guān)，當(dāng)輪滑和環(huán)境富集條件相結(jié)合時(shí)，小鼠的前體細(xì)胞增殖和神經(jīng)發(fā)生比單獨(dú)2種條件都增加了30%。在人類(lèi)身上也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的結(jié)果，在一項(xiàng)比較經(jīng)驗(yàn)豐富的擊劍運(yùn)動(dòng)員和非擊劍運(yùn)動(dòng)員的研究中，擊劍經(jīng)驗(yàn)和體能水平增強(qiáng)了抑制控制[16]。楊氏太極拳練習(xí)時(shí)動(dòng)作舒緩，強(qiáng)調(diào)“意運(yùn)轉(zhuǎn)，氣領(lǐng)行，形相隨”，屬于運(yùn)動(dòng)冥想；廣場(chǎng)舞鍛煉則要編排各種動(dòng)作，完成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的、復(fù)雜的成套集體舞蹈動(dòng)作。相對(duì)于步行鍛煉，太極拳和廣場(chǎng)舞練習(xí)者都接受到更大的認(rèn)知刺激。

研究發(fā)現(xiàn)，采用SECF、HAMD和聽(tīng)覺(jué)odd-ball任務(wù)對(duì)每個(gè)被試進(jìn)行測(cè)試，舞蹈組的老年被試P2、N2、P3潛伏期和反應(yīng)時(shí)間縮短，波幅顯著提高[17]。太極拳組在干預(yù)開(kāi)始6個(gè)月后，視覺(jué)odd-ball任務(wù)中P2、N2、P3的潛伏期和反應(yīng)比對(duì)照組明顯減小。12個(gè)月后，焦慮癥狀和抑郁程度顯著降低，對(duì)照組則顯著提高[18]。這些研究表明，太極拳和廣場(chǎng)舞鍛煉均可以對(duì)老年人的認(rèn)知功能有改善作用，那么這2種鍛煉方式的效應(yīng)相同嗎，或者說(shuō)作用的方式有無(wú)區(qū)別？

本文擬探討參與一般有氧運(yùn)動(dòng)（散步）、太極拳、廣場(chǎng)舞練習(xí)的老年人在N-back任務(wù)上的表現(xiàn)差異，分析不同組被試腦電的ERP特征，以確定體育活動(dòng)的形式是否影響體育活動(dòng)和認(rèn)知之間的關(guān)系。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 試驗(yàn)對(duì)象

采用問(wèn)卷調(diào)查和訪談法，在蘇州市社區(qū)、體育局招募被試。隨機(jī)選取蘇州工業(yè)園區(qū)20名健步走女性老年人，蘇州市體育局廣場(chǎng)舞協(xié)會(huì)20名女性老年人，蘇州市體育局武術(shù)協(xié)會(huì)20女性老年人。年齡在60～70歲之間，學(xué)歷在小學(xué)五年級(jí)以上，蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表得分不低于正常值，無(wú)嚴(yán)重軀體疾病，無(wú)腦梗阻及神經(jīng)系統(tǒng)疾病病史，無(wú)藥物和酒精依賴(lài)史或其他有可能影響大腦的疾病，無(wú)精神障礙及遺傳病史，且目前精神狀況良好，被試視力或矯正視力正常，非色盲或色弱。按照年齡和鍛煉方式招募被試，分為3組：老年女性楊氏太極拳組（太極拳組）、老年女性廣場(chǎng)舞組（廣場(chǎng)舞組）和老年女性步行對(duì)照組（對(duì)照組）。太極拳組的干預(yù)方案為：被試參加為期6個(gè)月的太極拳訓(xùn)練干預(yù)，國(guó)家級(jí)太極拳社會(huì)體育指導(dǎo)員進(jìn)行教授，每周不少于5次，每次75 min，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為每天早晨6∶45—8∶00，試驗(yàn)期間只允許參加預(yù)定的太極拳運(yùn)動(dòng)。廣場(chǎng)舞組的干預(yù)方案為：被試參加為期6個(gè)月的廣場(chǎng)舞鍛煉干預(yù)，國(guó)家級(jí)廣場(chǎng)舞社會(huì)體育指導(dǎo)員進(jìn)行教授，每周不少于5次，每次75 min，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為每天早晨6∶45—8∶00，試驗(yàn)期間只允許參加預(yù)定的廣場(chǎng)舞運(yùn)動(dòng)。對(duì)照組保持正常生活，每周至少步行運(yùn)動(dòng)3次，每次運(yùn)動(dòng)30 min，不允許進(jìn)行太極拳或廣場(chǎng)舞和其他認(rèn)知訓(xùn)練。由于對(duì)照組有3人退出，太極拳組有4人退出，廣場(chǎng)舞組有1人退出，最終統(tǒng)計(jì)人數(shù)為太極拳組被試16名，廣場(chǎng)舞組被試19名，對(duì)照組被試17名。所有被試在簽署試驗(yàn)知情同意書(shū)后進(jìn)行測(cè)試，被試者按100元/次獲得報(bào)酬（見(jiàn)表1）。

表1 被試者基本情況（M±SD）Table1 Basic Situation of The Subjects（M±SD）

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素前后測(cè)設(shè)計(jì)，對(duì)太極拳、廣場(chǎng)舞和對(duì)照組3組的行為學(xué)數(shù)據(jù)與腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行前后測(cè)的比較。

1.3 試驗(yàn)方法

刺激材料：使用阿拉伯?dāng)?shù)字1～9作為N-back任務(wù)的刺激材料。

試驗(yàn)程序（見(jiàn)圖1）：本試驗(yàn)使用N-back任務(wù)，采用Event設(shè)計(jì)。采用低（n=1）、高（n=2）2種工作記憶負(fù)荷，要求被試將當(dāng)前出現(xiàn)的刺激數(shù)字與它前面的第n個(gè)刺激數(shù)字進(jìn)行比較，并即快又準(zhǔn)地判斷2個(gè)數(shù)字是否相同。當(dāng)n=1時(shí)，被試判斷當(dāng)前數(shù)字與它前1個(gè)數(shù)字是否相同，相同按“F”鍵，不同按“J”鍵；當(dāng)n=2時(shí)，被試判斷當(dāng)前數(shù)字與它前面第2個(gè)數(shù)字是否相同，相同按“F”鍵，不同按“J”鍵。對(duì)按鍵“F”“J”進(jìn)行被試間平衡。刺激數(shù)字大小為3×3 cm，刺激數(shù)字的視角為1.7°×1.7°，被試距離屏幕50 cm。刺激使用E-prime2.0軟件呈現(xiàn)，并記錄被試的正確率和反應(yīng)時(shí)。1個(gè)trail的時(shí)間序列為：注視點(diǎn)“+”呈現(xiàn)時(shí)間隨機(jī)在300～600 ms之間，數(shù)字刺激呈現(xiàn)500 ms，到下1個(gè)刺激出現(xiàn)前隨機(jī)的2 400～2 700 ms為反應(yīng)時(shí)間。1-back與2-back任務(wù)相同，共120個(gè)trails，每個(gè)任務(wù)前20個(gè)trails為練習(xí)，正式測(cè)試為100個(gè)trails。其中，匹配刺激與不匹配刺激比例為1∶1，以偽隨即順序呈現(xiàn)。正式試驗(yàn)前，使用屏幕指導(dǎo)語(yǔ)為老年被試語(yǔ)言講解，確保被試?yán)斫庠囼?yàn)要求并練習(xí)至80%正確率以上。每個(gè)被試先進(jìn)行1-back任務(wù)，然后進(jìn)行2-back任務(wù)，整個(gè)試驗(yàn)共需30 min。

圖1 N-back任務(wù)流程圖Figure1 N-back Task Flow Chart

1.4 數(shù)據(jù)采集與處理

腦電數(shù)據(jù)采用國(guó)際10-20系統(tǒng)擴(kuò)展的32導(dǎo)電極帽，以Brain Products系統(tǒng)記錄EEG信號(hào)。TP9、TP10電極的平均作為參考電極，以位于右眼上下的電極記錄垂直眼電（VEOG），位于雙眼外側(cè)1.5 cm處的電極記錄水平眼電（HEOG），濾波帶通為0.05～100 HZ，A/D采樣頻率為1 000 Hz，頭皮與電極之間的阻抗小于5 KΩ。離線分析數(shù)據(jù)時(shí)，剔除大于±100 μV的偽跡波段，疊加每個(gè)同類(lèi)型trail的腦電并進(jìn)行比較。Time-lock數(shù)據(jù)分析的總時(shí)程為1 200 ms，包括刺激前基線200 ms，刺激后1 000 ms。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

所有行為學(xué)數(shù)據(jù)剔除平均數(shù)±3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差之外的值，使用SPSS22.0軟件進(jìn)行處理，重復(fù)測(cè)量方差分析前均進(jìn)行球形檢驗(yàn)，并以Huynh-Feldt系數(shù)進(jìn)行自由度調(diào)整。在試驗(yàn)前，以每組被試的每個(gè)任務(wù)正確率和反應(yīng)時(shí)采用重復(fù)測(cè)量方差分析法進(jìn)行比較，討論3組試驗(yàn)前的行為學(xué)差異。ERP分析選取額區(qū)Fz、中央?yún)^(qū)Cz和頂區(qū)Pz 3個(gè)電極點(diǎn)[19]。6個(gè)月的試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)每組被試、每個(gè)任務(wù)前后測(cè)的正確率和反應(yīng)時(shí)采用重復(fù)測(cè)量方差分析進(jìn)行比較；對(duì)后測(cè)每個(gè)任務(wù)的正確率和反應(yīng)時(shí)進(jìn)行組間重復(fù)測(cè)量方差分析；對(duì)每組被試、N-back范式前后測(cè)的的主要特征波N2、P3的波幅和潛伏期采用重復(fù)測(cè)量方差分析進(jìn)行比較，討論各組試驗(yàn)前后的行為學(xué)與ERP差異。N2的時(shí)間窗口為132～304 ms，P3的時(shí)間窗口為246～628 ms[20]。

2 研究結(jié)果

2.1 行為學(xué)結(jié)果

在干預(yù)前，3組間1-back、2-back任務(wù)的正確率與反應(yīng)時(shí)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（見(jiàn)表2）。

6個(gè)月干預(yù)后，對(duì)照組1-back、2-back任務(wù)正確率和反應(yīng)時(shí)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；太極拳組1-back任務(wù)正確率、反應(yīng)時(shí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），2-back任務(wù)正確率[F（1，15）=5.209，P=0.036，ηp2=0.246]、反應(yīng)時(shí)[F（1，15）=4.451，P=0.048，ηp2=0.220]差異顯著；廣場(chǎng)舞組1-back任務(wù)正確率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），1-back 任務(wù)反應(yīng)時(shí)[F（1，18）=20.886，P=0.000，ηp2=0.537]差異顯著，2-back任務(wù)正確率[F（1，18）=7.308，P=0.015，ηp2=0.289]、反應(yīng)時(shí)[F（1，18）=4.487，P=0.047，ηp2=0.221]差異顯著（見(jiàn)表2）。

對(duì)干預(yù)后3組1-back任務(wù)正確率單因素重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，組間主效應(yīng)顯著[F（2，49）=16.021，P=0.000，ηp2=0.516]；成對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，太極拳組1-back任務(wù)正確率高于對(duì)照組（P＜0.05）。3組1-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)單因素重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，組間主效應(yīng)顯著[F（2，49）=7.509，P=0.002，ηp2=0.334]；成對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，廣場(chǎng)舞組1-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)短于對(duì)照組（P＜0.001）與太極拳組（P＜0.01）。3組2-back任務(wù)正確率重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，組間主效應(yīng)顯著[F（2，49）=3.785，P=0.030，ηp2=0.179]；成對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，太極拳組（P＜0.05）與廣場(chǎng)舞組（P＜0.05）2-back任務(wù)正確率高于對(duì)照組。3組2-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)單因素重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，組間主效應(yīng)顯著[F（2，49）=4.538，P=0.019，ηp2=0.232]；成對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，廣場(chǎng)舞組2-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)短于對(duì)照組（P＜0.05）（見(jiàn)表2）。

2.2 ERP結(jié)果

比較對(duì)照組、太極拳組和廣場(chǎng)舞組，在前、后測(cè)N-back范式中額區(qū)（Fz）、中央?yún)^(qū)（Cz）和頂區(qū)（Pz）各個(gè)電極主要特征波N2、P3的波幅和潛伏期差異。

對(duì)照組干預(yù)前后N-back任務(wù)特征波的波幅、潛伏期重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，2-back任務(wù)中的Cz[F（1，16）=8.288，P=0.011，ηp2=0.341]與Pz[F（1，16）=7.200，P=0.016，ηp2=0.310]電極處的P3波幅增加，其余均無(wú)差異P＞0.05（見(jiàn)圖2）。

表2 對(duì)照組、太極拳組、廣場(chǎng)舞組n-back任務(wù)前、后測(cè)比較（n=52）（M±SD）Table2 Control Group、Tai Chi Group、Square Dance Group N-back Comparison of Pre-and Post-mission Measurements（n=52）（M±SD）

圖2 對(duì)照組干預(yù)前后N-back任務(wù)ERP成分比較Figure2 Comparison of ERP Components of N-back Tasks Before and After Intervention in Control Group

太極拳組干預(yù)前后N-back任務(wù)特征波的波幅、潛伏期重復(fù)測(cè)量方差分析顯示：1-back任務(wù)中，F(xiàn)z電極的N2波幅增加[F（1，15）=7.417，P=0.015，ηp2=0.317]，Cz 電極的N2波幅增加[F（1，15）=31.281，P=0.000，ηp2=0.662]，Cz電極P3潛伏期減少[F（1，15）=5.360，P=0.033，ηp2=0.229]；2-back任務(wù)中，Cz電極N2波幅增加[F（1，15）=8.187，P=0.011，ηp2=0.338]，Pz電極的P3 波幅增加[F（1，15）=16.517，P=0.001，ηp2=0.479]；其余均無(wú)差異P＞0.05（見(jiàn)圖3）。

圖3 太極拳組干預(yù)前后N-back任務(wù)ERP成分比較Figure3 Comparison of ERP Components of N-back Tasks Before and After Intervention in Tai Chi Group

廣場(chǎng)舞組干預(yù)前后N-back任務(wù)特征波的波幅、潛伏期重復(fù)測(cè)量方差分析顯示：1-back任務(wù)中，F(xiàn)z電極P3波幅增加[F（1，18）=14.575，P=0.001，ηp2=0.447]，Cz電極N2波幅減小[F（1，18）=10.290，P=0.005，ηp2=0.364]、P3 波幅增加[F（1，18）=18.547，P=0.000，ηp2=0.507]，Pz電極P3波幅增加[F（1，18）=8.299，P=0.010，ηp2=0.316]；2-back任務(wù)中，F(xiàn)z電極N2波幅減小[F（1，18）=28.269，P=0.000，ηp2=0.624]；Cz電極N2波幅減小[F（1，18）=20.201，P=0.000，ηp2=0.543]、P3波幅增加[F（1，18）=15.357，P=0.001，ηp2=0.475]；Pz電極P3波幅增加[F（1，18）=8.593，P=0.010，ηp2=0.378]；其余均無(wú)差異P＞0.05（見(jiàn)圖4）。

圖4 廣場(chǎng)舞組干預(yù)前后N-back任務(wù)ERP成分比較Figure4 Comparison of ERP Components of N-back Tasks Before and After Intervention in Square Dance Group

3 分析與討論

本研究目的是評(píng)估太極拳與廣場(chǎng)舞對(duì)老年人工作記憶的影響。采用N-back范式結(jié)合ERP技術(shù)來(lái)評(píng)估行為和神經(jīng)相關(guān)的工作記憶。行為學(xué)結(jié)果顯示：6個(gè)月的干預(yù)后，對(duì)照組N-back任務(wù)正確率、反應(yīng)時(shí)差異均不顯著；太極拳組2-back任務(wù)正確率、反應(yīng)時(shí)有顯著提高，1-back任務(wù)正確率高于對(duì)照組；廣場(chǎng)舞組1-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)與2-back任務(wù)正確率、反應(yīng)時(shí)提高，1-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)短于對(duì)照組與太極拳組；太極拳組與廣場(chǎng)舞組2-back任務(wù)正確率高于對(duì)照組，廣場(chǎng)舞組2-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)短于對(duì)照組。

干預(yù)前后，對(duì)照組2-back任務(wù)中Cz、Pz電極P3波幅增加；太極拳組1-back任務(wù)中Fz、Cz電極N2波幅增加、P3潛伏期減少，2-back任務(wù)中Cz電極N2波幅增加，Pz電極P3波幅增加；廣場(chǎng)舞組1-back任務(wù)中Fz電極P3波幅增加，Cz電極P3波幅增加、N2波幅減小，Pz電極P3波幅增加，2-back任務(wù)中Fz、Cz電極N2波幅減小，Cz、Pz電極P3波幅增加。

3.1 行為學(xué)結(jié)果分析

本研究中，3組老年被試在N-back任務(wù)中正確率隨工作記憶負(fù)荷的增加而降低，反應(yīng)時(shí)則隨著負(fù)荷的增加而增加。1-back任務(wù)時(shí)，需要不斷刷新工作記憶的單個(gè)刺激內(nèi)容，同時(shí)將這個(gè)刺激進(jìn)行短時(shí)儲(chǔ)存，2-back任務(wù)則需要在視覺(jué)空間模板（短時(shí)記憶）[21-22]不斷加工和儲(chǔ)存新的刺激，同時(shí)中央執(zhí)行系統(tǒng)處理與刺激進(jìn)行匹配、注意資源的協(xié)調(diào)、策略的選擇與計(jì)劃[5，23-24]，對(duì)工作記憶的要求大大提高，正確率也隨之降低。視覺(jué)空間模板（短時(shí)記憶）和中央執(zhí)行系統(tǒng)在對(duì)刺激數(shù)字進(jìn)行編碼、刺激匹配，以及做出相應(yīng)反應(yīng)的時(shí)間延長(zhǎng)，使得總體反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)，這與以往認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與腦研究中被試的表現(xiàn)一致[10，25-26]。干預(yù)后，太極拳組被試工作記憶能力顯著提高，且高于對(duì)照組，這與前人研究結(jié)果一致[27-29]；廣場(chǎng)舞組被試工作記憶能力顯著提高，且高于對(duì)照組，這與前人研究結(jié)果一致[15，30-31]。在負(fù)荷較低、難度較小的任務(wù)中，對(duì)新異刺激的編碼時(shí)間較短，做出反應(yīng)的時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定，反應(yīng)時(shí)主要受刺激匹配時(shí)間的影響[32]，太極拳組與廣場(chǎng)舞組被試在N-back任務(wù)中的正確率、反應(yīng)時(shí)均有提高，說(shuō)明這些老年被試在工作記憶負(fù)荷任務(wù)時(shí)的刺激匹配時(shí)間較短，可以體現(xiàn)出這2種運(yùn)動(dòng)對(duì)中央執(zhí)行系統(tǒng)的益處，在后續(xù)研究中可以圍繞這一問(wèn)題進(jìn)行探究。

3.2 ERP結(jié)果分析

3.2.1 N2成分 J.R.FOLSTEIN等[33]對(duì)視覺(jué)模態(tài)下的頭前部N2成分的產(chǎn)生提供了可信的解釋?zhuān)J(rèn)為由于當(dāng)前呈現(xiàn)的刺激與記憶中儲(chǔ)存的項(xiàng)目之間不匹配，從而產(chǎn)生N2。我們假設(shè)，在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行決策/更新時(shí)，早期處理過(guò)程中的退化或延遲可能會(huì)影響可用信息的質(zhì)量。在這種視覺(jué)模態(tài)中，前部N2成分對(duì)刺激與已經(jīng)保持記憶間的失匹配或沖突是敏感的[34]。在老年人中，有更多前部N2成分的分布，而在高-低表現(xiàn)老年被試間P3波幅的差異可能對(duì)N2成分有顯著的影響。在其他研究中，也有新異視覺(jué)刺激對(duì)與年齡有關(guān)的前部N2成分的影響[20，35]。我們猜測(cè)，工作記憶任務(wù)中頭前部越強(qiáng)的N2成分，代表了對(duì)刺激處理能力越高，隨后的P3成分代表的處理階段則更加輕松，P3波幅與潛伏期會(huì)更小。

在本研究中，太極拳組被試在1-back任務(wù)中的前額電極和中央?yún)^(qū)電極的N2成分波幅顯著增加，并且太極拳被試和廣場(chǎng)舞被試在工作記憶負(fù)荷更大的2-back任務(wù)中表現(xiàn)出更大的N2波幅，說(shuō)明太極拳與廣場(chǎng)舞被試在N-back任務(wù)中識(shí)別當(dāng)前刺激與已儲(chǔ)存記憶內(nèi)容間的識(shí)別度更高，這與前人研究結(jié)果一致[36-38]。如果老年被試沒(méi)有明顯的N2成分，認(rèn)為刺激是否不匹配/匹配，這可能會(huì)給隨后的慎重決策過(guò)程增加負(fù)擔(dān)，所以可能會(huì)要求額外的資源投入。我們猜測(cè)，隨著N-back任務(wù)需求的增加，刺激呈現(xiàn)與記憶存儲(chǔ)之間的延遲將導(dǎo)致N2響應(yīng)的減慢。可能的機(jī)制是，在太極拳和廣場(chǎng)舞的練習(xí)過(guò)程中，都需要學(xué)習(xí)和掌握相應(yīng)的技術(shù)動(dòng)作，并且在音樂(lè)環(huán)境下，與其他同伴保持一致的動(dòng)作節(jié)奏和統(tǒng)一的隊(duì)列位置，而這一過(guò)程均需要不斷地進(jìn)行注意、識(shí)別、判斷和匹配等認(rèn)知過(guò)程，使得太極拳和廣場(chǎng)舞練習(xí)可以促進(jìn)信息早期處理過(guò)程中的編碼、檢索和識(shí)別能力。并且太極拳更加強(qiáng)調(diào)對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)、體內(nèi)氣息的融會(huì)貫通，這與冥想促進(jìn)認(rèn)知能力有相同的作用[39]。在這一過(guò)程中，多種因素共同作用，使被試出現(xiàn)N2成分的顯著影響。

隨著N-back任務(wù)難度的遞增，對(duì)照組在2-back任務(wù)中具有中央?yún)^(qū)N2相對(duì)減小，而前額N2相對(duì)增加的趨勢(shì)，并且中央?yún)^(qū)與前額葉N2成分潛伏期的差異，也支持后-前轉(zhuǎn)移的老化假說(shuō)[40]。也就是說(shuō)，低表現(xiàn)被試N2成分的潛伏期延長(zhǎng)，和工作記憶的負(fù)荷有關(guān)，需要額外資源來(lái)參與隨后的處理階段，產(chǎn)生了較大的P3波幅，這使得低表現(xiàn)被試很快達(dá)到他們能力的極限，這些處理過(guò)程被認(rèn)為依賴(lài)于前扣帶皮層（ACC）、雙側(cè)前額葉背外側(cè)皮層（DLPFC）和雙側(cè)前額葉腹外側(cè)（VLPFC）等腦區(qū)的活動(dòng)或它們的連接[10，41-44]。這些腦區(qū)的活動(dòng)或他們之間的連接是否與太極拳和廣場(chǎng)舞練習(xí)的有益影響有關(guān)，還需要進(jìn)一步的功能磁共振（fMRI）試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

3.2.2 P3成分 P3與記憶過(guò)程和認(rèn)知資源的分配有關(guān)[45]，它可以測(cè)量在工作記憶/刷新過(guò)程中分配資源能力的極限[10]。為了獲得與更好表現(xiàn)被試相同水平的準(zhǔn)確性，能力較低被試表現(xiàn)出需要分配更多的資源和在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成完整的認(rèn)知操作，這個(gè)推論可以用P3指標(biāo)更小的波幅、更短的潛伏期來(lái)說(shuō)明。在本研究中，較低工作記憶負(fù)荷的1-back任務(wù)條件下，對(duì)照組前后測(cè)P3成分波幅潛伏期均無(wú)差異，太極拳組P3波幅無(wú)差異，具有減小的趨勢(shì)，在中央?yún)^(qū)電極上P3潛伏期變短，但廣場(chǎng)舞組前額葉、中央?yún)^(qū)和頂葉P3波幅均有顯著提高?？赡艿臋C(jī)制是，太極拳組被試在1-back任務(wù)中較高的早期N2導(dǎo)致P3相對(duì)減小與中央?yún)^(qū)潛伏期變短，從而減小了認(rèn)知過(guò)程的壓力與資源分配的負(fù)荷；而廣場(chǎng)舞組較高的P3波則與行為學(xué)表現(xiàn)的結(jié)果一致，廣場(chǎng)舞組1-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)短于太極拳組與對(duì)照組，正是由于其P3波幅高于其他2組，反映了廣場(chǎng)舞組被試能夠以較高的資源分配能力處理工作記憶過(guò)程中的信息，在信息處理中期有更快的速度，才能在行為學(xué)體現(xiàn)出較大的差異。

頂葉P3，被認(rèn)為反映了一般過(guò)程的注意控制，刺激分類(lèi)，并努力選擇之間的競(jìng)爭(zhēng)刺激或反應(yīng)[46-48]。隨著工作記憶負(fù)荷的增加，較高表現(xiàn)被試有能力來(lái)集合額外的資源來(lái)做決策或進(jìn)行刷新，而較低表現(xiàn)被試只有較少的資源分配，而可獲取資源和任務(wù)需求水平之間的不匹配，表現(xiàn)為準(zhǔn)確性下降與更高的P3波幅和更長(zhǎng)的潛伏期。本研究中，在較高工作記憶負(fù)荷的2-back任務(wù)條件下，對(duì)照組被試在中央?yún)^(qū)與頂葉均有P3波幅的增加，而行為學(xué)結(jié)果沒(méi)有相應(yīng)的提高，說(shuō)明對(duì)照組被試體現(xiàn)出了老年人腦老化的特征，可分配資源較少，且可獲取資源和任務(wù)需求水平之間的差距使得他們?cè)谥醒雲(yún)^(qū)和頂葉均表現(xiàn)出較高的P3。而太極拳組和廣場(chǎng)舞組被試在較高工作記憶負(fù)荷的2-back任務(wù)中，頂葉P3增加，同時(shí)正確率更高、反應(yīng)時(shí)更短，證明他們有足夠的資源來(lái)進(jìn)行分配。太極拳組被試中央?yún)^(qū)P3無(wú)差異，說(shuō)明太極拳組被試在提高其行為學(xué)正確率的基礎(chǔ)上，并沒(méi)有更多向前募集認(rèn)知資源，與后-前轉(zhuǎn)移的老化假說(shuō)不一致，證明太極拳練習(xí)對(duì)老年人正常腦老化過(guò)程有抵抗作用。廣場(chǎng)舞組被試的中央?yún)^(qū)P3增加，可能與其在任務(wù)中更高的資源分配與認(rèn)知處理有關(guān)，太極拳組被試并沒(méi)有在較高工作記憶負(fù)荷的2-back任務(wù)表現(xiàn)相對(duì)對(duì)照組更快的反應(yīng)速度，但廣場(chǎng)舞組被試的2-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)比對(duì)照組顯著變短，可能原因是他們具有更高的資源分配能力和處理信息產(chǎn)生的功率變高。

4 結(jié)論

綜上所述，本研究補(bǔ)充了太極拳在以工作記憶為特征的認(rèn)知方面的影響，并首次以廣場(chǎng)舞作為干預(yù)手段來(lái)探討其對(duì)認(rèn)知功能的作用。對(duì)長(zhǎng)期練習(xí)太極拳、廣場(chǎng)舞的女性老年人與她們的工作記憶之間的關(guān)系進(jìn)行探究，提供長(zhǎng)期練習(xí)太極拳、廣場(chǎng)舞對(duì)老年女性影響的實(shí)證，表明練習(xí)太極拳、廣場(chǎng)舞可以提高老年人工作記憶能力，延緩認(rèn)知老化，尤其是2組在較低工作記憶負(fù)荷下N2、P3成分和較高負(fù)荷的任務(wù)中N2成分的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)。本研究結(jié)果表明，太極拳、廣場(chǎng)舞練習(xí)可使工作記憶的早期匹配、判斷過(guò)程中調(diào)用更多的注意資源，加速刺激的評(píng)估，并且分配更多的認(rèn)知資源。未來(lái)的探究可采用更先進(jìn)、可視化的技術(shù)（如fMRI、PET等）來(lái)探究太極拳、廣場(chǎng)舞對(duì)老年人其他認(rèn)知功能的可塑性影響。