長時有氧運動對執行功能影響的研究進展

項琪　李琳

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

關鍵詞：長時有氧運動 認知功能 執行功能

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

執行功能是指在完成復雜的認知任務時，對其他認知過程進行控制和調節的高級認知過程，其根本作用是產生協調有序、具有目標性的行為[1]。執行功能對于個體的健康發展具有核心作用，研究發現執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[2]。這些現象引起各方面專家的關注，他們紛紛開始研究如何能令執行功能健康發展。

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

眾多研究表明：長時有氧運動能有效減緩老年人認知功能的老化，同時也能促進兒童執行功能的發展。但是，對于年輕人的研究卻相當匱乏，且這些研究結果也是不一致的。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，探究長時有氧運動是否能改善年輕人腦執行功能，這一研究是有重大的社會意義和現實需要。

1 國內外研究現狀

1.1長時有氧運動有助于降低執行功能的老化

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

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

1.2 長時有氧運動有益于兒童執行功能的發展

運動與兒童執行功能的關系，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，根據有氧體能將被試分為高、低有氧體能組。采用Stroop任務測試，發現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任務表現，間接地支持了長時有氧運動有益于促進執行功能。Wu等[9]根據被試的最大攝氧量的指數，將48名10歲的兒童分為高、低心肺功能組。采用Flanker任務測試被試抑制功能。研究結果發現，與一致條件相比，在不一致條件下高心肺功能兒童的反應時有更快、正確率更高，說明高心肺功能與更好的任務表現是相關聯的。

關于有氧運動與執行功能也有一些腦機制的研究。Hillman等[10]以38名9歲兒童為實驗對象，依據其有氧能力將被試分為高、低心肺功能。在flanker任務時，同時記錄其行為學和ERP數據。研究發現，與低心肺功能組兒童比，高心肺功能兒童有更高的正確率，但反應時無顯著性差異。ERP數據表明高心肺功能兒童有更大的P3波幅，表明其在任務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，將被試隨機分為20 min、40 min有氧運動組和控制組，共實施（13±1.6）周的運動。評估兒童的認知表現和學業成績，發現40 min有氧運動的效益更高。另外，運動后兒童大腦雙側的前額葉激活增加，和雙側的后頂葉皮層激活下降。運動是提升兒童學業成績的重要方式，該研究為教育學提供了重要的借鑒意義。

1.3 長時有氧運動與年輕人執行功能的現狀研究

長時有氧運動對年輕人執行功能的影響，研究結果甚少且存在分歧。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。結果發現flanker任務表現在組別之間無差異。Themanson等[12]的持續研究中，測試72名年輕被試的心肺功能，并完成flanker任務。結果發現，有氧體能與年輕人flanker任務的正確率、反應時之間沒有聯系。與以上研究結果相反的是，在一項ERP研究中發現，相比于低心肺功能被試，高心肺功能被試在flanker任務有更少的神經沖突，同時當錯誤反饋能調配更多的注意資源。說明高心肺功能被試有更優的執行加工過程來適應于神經的反應。

2 結語

綜上，近些年有氧運動與執行功能的相關研究，發現研究對象多集中老年人身上，而有氧運動能夠有效的減緩老年人的認知下降。在當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，而規律的有氧運動在其中扮演著重要的角色。其次，關注更多的是兒童群體，且研究呈現一致的結果——長時有氧運動能夠促進兒童執行功能的發展，且目前以橫向研究為主。而關于年輕人，當前的研究結果是不一致的。而年輕人是社會的中堅力量，如若能改善其執行功能，對于全人類也將是福音。所以，有待研究者們進一步地探究。

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