長期游泳訓練的兒童與普通兒童執行功能的比較

賀笑一

長期游泳訓練的兒童與普通兒童執行功能的比較

賀笑一

目的：探討長期游泳訓練對7-11歲兒童執行功能的影響。方法：選取游泳組11名和普通組10名兒童為研究對象，通過進行GO/NOGO任務執行功能ERP的測試比較。結果：與對照組比較，游泳組GO和NOGO的反應時間快，正確率高，差異均有統計學意義（P＜0.05和P＜0.01）。游泳組和對照組腦電圖CPz點NOGO.N2的波幅分別為（-13.38±6.80）μV和（-12.02±8.89）μV，組間比較差異有統計學意（P＜0.01）。結論：接受長期游泳訓練的兒童在抑制性控制方面強于普通兒童。

長期游泳訓練；兒童；GO/NOGO測試；N2波幅；執行功能

10.16730/j.cnki.61-1019/g8.2016.09.033

1.引言

執行功能是涉及目標行為控制的一種綜合體。具體來講，執行功能是對個體意識和行為進行監督和控制的各種操作過程，包括自我調節、認知靈活性、反應抑制、計劃等。執行功能的訓練內容主要是工作記憶和抑制控制。近幾年來一些研究成果揭示了運動干預可以改善兒童的執行功能，尤其國內學者陳愛國等人近年來“劑量效應”的理論研究，揭示了短時不同運動項目、不同運動強度、每次干預時間等因素與執行功能關系的報道較多，但通過長期復雜運動技能為主的目標定向訓練，是否可以提高兒童執行功能的研究尚未見報道，為此，本文選擇了長期游泳訓練與不接受任何訓練兩組差異大的兒童，采用腦電事件相關電位（event related potentials，ERP）的研究模式，通過GO/NOGO任務誘發大腦額葉抑制的記錄方法，比較長期游泳訓練和不接受任何訓練的兒童在抑制控制功能方面的差異，探討長期運動與不運動對兒童執行功能的影響，為培養、提高兒童的執行能力提供科學依據。

2.研究對象與方法

2.1研究對象

游泳組：挑選長期在市業余體校進行游泳訓練2年以上，年齡在7-11歲的11名健康兒童，要求測試者須長年堅持游泳訓練，每周2-4次（平均3次），單次訓練時長1-2h（平均1.5h），運動強度500m以上。

對照組：不參加任何長期或短期體育訓練的健康兒童10名。

2.2問卷調查

對受試兒童進行基本情況問卷調查，問卷內容包括：①生長發育史、學習情況、性格特點和興趣愛好；②從事的體育運動項目及精細運動有關項目的情況，如樂器、舞蹈、繪畫、電腦等；③家庭結構和經濟狀況以及父母的文化程度等。所有受試者采用學齡兒童智力量表進行智商評定（IQ＜90）。經過篩查，排除不符合測試條件的受試者，最后確定游泳組11人，對照組10人，受試者的基本情況見表2-1。

表2-1受試者的基本情況

2.3測試方法

2.3.1測試設備和設置：采用32導聯ERP系統，采用氯化鉀溶液作為電極，佩戴迅速，便于調節；輸入阻抗≥200MΩ，頻帶寬度0-1000Hz，精確度≤70 nV/bit。刺激生成系統腦電采集（包括電極阻抗測試）等由系統自動校準數據，采集過程中所有事件均自動檢測并記錄，反應代碼和刺激代碼可有效分離。

2.3.2刺激呈現：根據張勁松的刺激模式［1］采用GO/NOGO的刺激模式呈現。每一個刺激由并排的兩個綠色大寫英文字母組成。英文字母組中可能出現的字母除了X外還包括Y、N、K、H、V這5個字形相近的字母。按拉丁方組合排序，一共呈現120個刺激。要求受試者看到屏幕上出現包含X的刺激后，盡快按鼠標左鍵，為GO；沒有X的刺激為不按鍵，為NOGO。GO和NOGO概率各為50%。在每個刺激之前呈現一個“+”作為定位，呈現時間200 ms，“+”與隨后的刺激之間的間隔為1000ms，每個刺激呈現200 ms，應答窗口為1300 ms。每個循環120次，測試總時間為5 min，循環2次，受試者共需完成240次刺激任務，循環間休息2 min。

2.3.3所有被試在完成執行功能的測量任務時都處于寬敞、明亮、安靜的環境，主試在進行執行功能任務測試時首先引導被試練習（受試者均為右利手，無色盲），直至其掌握熟練以后，先給予受試者10次刺激的練習，才開始正式測試。

2.3.4記錄和分析：根據張勁松的記錄分析指標［2］①反應時間：自靶刺激（GO）或非靶刺激（NOGO）出現至受試者按鍵的時間。②正確率：GO刺激呈現后在反應窗中按鍵者為正確，未按鍵者為錯誤；NOGO刺激呈現后無反應者為正確，按鍵即為錯誤。③N2波幅：取中線Fz、FCz、Cz、CPz以及中線左右F3和F4共6個點進行研究［3］。

2.3.5采用統計分析軟件包SPSSl9.0進行統計分析，計量數據用x±s表示，組間比較采用團體t檢驗。P＜0.05表示差異有統計學意義。

3.結果

3.1兩組測試兒童的年齡、語言智商、操作智商的比較，差異均無統計學意義（P＞O.05）見表3-1。

表3-1兩組兒童一般資料比較（x±s）

3.2反應時間和正確率比較，游泳組的反應時間和正確率均高于對照組（P＜0.05和P＜0.01）見表3-2。

3.3N2波幅比較，游泳組在GO-N2和NOGO-N2的波幅上都高于對照組（P＜0.05）見表3-3。

表3-2兩組反應時間和正確率比較（x±s）

表3-3兩組GO·N2和NOGO-N2波幅比較（x±s，μV）

4.討論

執行功能（executive function）是指對各種基本認知過程進行控制和調節，產生協調有序、具有目標性行為的高級認知過程［4］。GO/NOGO任務模式是評價大腦注意和抑制功能的一種方式，在執行任務的過程中對兩種情況的判斷和行動，需要受試者高度集中注意力，動用腦力資源，根據隨機呈現的刺激任務決定行動或抑制行動，在兩者之間的快速轉化中來體現受試者對行為的調控和抑制沖動的能力［4］。從游泳組和實驗組的試驗數據中可以看出，長期游泳訓練的運動干預，使其的反應能力和控制正確率的能力明顯高于沒有接受過任何訓練的普通組兒童，ERP大腦皮層的激活程度也高于普通組兒童，究其原因：一、由于游泳是多個身體部位共同參與、以復雜運動動作為主目標定向的運動。在訓練過程中反復的練習需要集中注意力、迅速變換動作、調整身體姿勢、全身動作的協調平衡等都含有執行功能的因素，所以長期游泳訓練對提高兒童執行功能有著良好地促進作用。二、運動訓練與小腦關系較為密切，小腦系統尤其新小腦除了動作控制作用之外，還可以影響到神經認知系統功能，如注意力系統、工作記憶及語言學習。腦區前額葉系統是認知能力的重要部位，它主要參與動作協調的控制，而協調性運動又可廣泛激活與認知功能相關的神經系統，從而提高信息處理能力和神經認知能力。據Moffitt等專家對同一城市、同一年出生的1000名兒童跟蹤調查了32年，發現兒童早期生命階段的抑制控制能力的培養到成年后抑制控制水平的保留率達到96%［5］。3-11歲兒童有較好的抑制控制，例如講秩序、做事專注并持之以恒、少沖動，成人后往往身心健康，遵紀守法，幸福感更高。綜上所述，從本研究的數據對比分析中發現，復雜運動訓練不僅能提高兒童的身體健康水平，同時因其對大腦的刺激的增多，增強了7 -11歲兒童的抑制控制能力，更有利于兒童認知能力的健康發展。

［1］.［2］張勁松等.乒乓球與游泳訓練兒童的執行功能比較研究【J】.上海交通大學學報（醫學版）2009-0782-03.

［3］陳愛國等.不同持續時間的中等強度籃球運動對兒童執行功能的影響［J］.首都體育大學2015：03.007.

［4］陳愛國等.短時中等強度有氧運動改善兒童執行功能的磁共振成像研究［J］.體育科學.2011.10期.

［5］ARCELO F，SUWAZONO S，KNIGHT R T.Prefrontalmodulation of visual processing in humans［J］.Nature Neuroscience，2000，3（4）：399-403.

［6］趙中艷.不同類型跳繩對小學生執行功能影響的實驗研究.

［7］蔣長好.有氧鍛煉對執行控制和腦功能的影響【J】心理科學進展2013，VOL.21.No.10，1844—1850.

賀笑一（1960-），女，漢族，河北人，本科，研究方向：游泳、羽毛球教學與訓練，副教授，西安電子科技大學體育部。