有氧運動對兒童執行功能干預效果研究
——以近紅外腦血流為研究手段

南京體育學院

一、前言

有氧運動干預可促進兒童執行功能發展，為該問題研究提供了理論和實踐基礎；但在有氧運動干預改善兒童執行功能的神經機制研究尚有待進一步深入[1]。基于此，本項目運用近紅外腦血流[2]為研究手段探討有氧運動干預對兒童執行功能的影響，分析有氧運動改善兒童執行功能的效果，揭示有氧運動改善兒童執行功能，闡明有氧運動干預促進兒童執行功能發展的機制。

二、研究對象

挑選1 名8 歲兒童為實驗對象，實驗時間為2018年6月——2018年8月。入選標準：①無嚴重軀體疾病、腦創傷、藥物和酒精依賴史或其他有可能影響腦結構與功能的疾病；②無精神障礙，目前精神狀態良好。

三、研究方法

1.文獻資料法

通過搜集圖書資料，查閱相關文獻，通過對相關有氧運動、兒童執行功能、近紅外腦血流等的研究進行梳理，尤其是有氧運動對兒童執行功能干預效果方面研究的文獻進行進一步分析。

2.實驗法

實驗前后對研究對象進行執行功能以及腦血流前額葉進行測試。

（1）實驗研究方法。本研究采用的運動干預方案為“花樣跳繩+武術操+花樣跑步”組合運動，總共干預時長為12周，每周4 次，每次30 分鐘。運動強度設定為中等強度，中等強度有氧運動負荷設定為個體的最大心率60%～69%，其中最大心率=220-年齡。運動干預方案的內容與實施包括花樣跑步、武術操、花樣跳繩[3]（見表1）。

（2）執行能力測量。采用1-back 任務[5]，由45 個英文字母構成的字符序列，其中每一個字母在屏幕上顯示的時間是500ms，兩個相鄰出現的字母之間有2500 ms 的時間間隔，間隔期屏幕上呈現區為空屏。當每一個字母在屏幕上出現時，要求被試判斷該字母是否與其前面緊鄰出現的字母相匹配（不區分大小寫，只要求讀音相同），相同則用左手敲擊F 健，不同則用右手敲擊L 鍵。實驗期間要求被試坐于計算機前，眼睛與屏幕上字母呈現區保持約 70 cm 的水平距離[6]。共135 秒，滿分44 分。

表1 運動干預方案

（3）功能近紅外腦血流測量。測量工具：EEG-fNIRS[7]成像系統（腦電監測系統、功能近紅外檢測儀、控制計算機和腦電-光極聯合帽）[8]。作為腦血流實驗儀器，檢測兒童的腦血流情況。

表2 研究對象前額葉腦血流變化

四、研究結果

（一）研究對象執行能力變化

在實驗之前，研究對象在進行1-back 任務時在滿分44 分的測試中得到了32 分的成績。在運動干預之后研究對象的測試成績為38 分。

（二）研究對象前額葉腦血流變化

如表2所示。

五、討論

（一）有氧運動對兒童執行功能的影響

實驗前后該名兒童的執行功能測試1-back 任務的成績從32 分增長到了38 分。在這個過程中，這名兒童的執行功能是進步了，成績增長了6 分，占總分的13.6%。測試成績從72.7%增長到86.4%。在實驗過程中，實驗對象對測試軟件的使用方法進一步的成熟，另一方面12 周的成長孩子的執行能力在理論上應該有一定的增長。在有氧運動的方案設計中，筆者設計的花樣跑步、武術操、花樣跳繩都在進行不同程度的變化[9]。在進行非對稱運動的過程中，孩子的感覺統合進一得到鍛煉，對指令性信息的敏感程度隨之提高。執行功能不僅是反饋的過程，還是信息收集、處理、歸納的過程。機械式運動對本體感覺的鍛煉有一定的幫助，本次運動干預實驗的方法更加的豐富，效果也會進一步優化[10]。所以，有氧運動可以提高兒童的執行功能。

（二）有氧運動對前額葉腦血流的影響

從表2中，我們可以發現，fNIRS（功能近紅外光譜）檢查提示：雙側額區通道 通道 21、28、29、32、37、38、40，氧合血紅蛋白、去氧血紅蛋白和總血紅蛋白曲線輕微變化。經3D 定位后，氧合血紅蛋白、去氧血紅蛋白和總血紅蛋白曲線明顯變化通道對應腦區為雙側額上回、額中回，左側額下回。總血紅蛋白的含量可以間接的推測血流量，在運動干預前后前額葉腦血流量輕微增加[11]。大腦的前額葉對運動功能記憶功能都有一定的支配，說明有氧運動的運動干預可以增加大腦前額葉的腦血流量。

六、結論

（1）有氧運動干預可以提高執行功能的能力。

（2）有氧運動干預后，前額葉腦血流量會增加。

七、建議

在對兒童尤其是執行功能類障礙的患者進行運動干預時，可以運用有氧干預的方式。腦血流量的增加可以提高運動能力和促進兒童發育。