不同運動鍛煉方式延緩認知老化的研究進展

臧銘 蔣佳慧 郭瑋 （揚州大學體育學院,江蘇 揚州 225100）

認知老化是指未患有嚴重的軀體和精神疾病的正常老年人認知功能（記憶、抑制控制、推理能力等）隨年齡增長而下降的現(xiàn)象〔1〕，是限制老年人工作活動能力和降低其生活獨立性的重要原因，同時也是導致老年癡呆的重要原因。

在體育心理學領域，“運動鍛煉是否可有效延緩認知老化”是研究熱題之一〔2～4〕。Loprinzi 等〔5〕認為，參加體育活動可有效延緩認知老化，一些元分析研究也得出了類似的結論，即有氧運動可提升老年人的認知功能〔6，7〕。盡管運動鍛煉可產(chǎn)生認知效益的觀點已被證實，但不同的運動鍛煉方式是否會產(chǎn)生不同的認知收益仍存在爭議。如Wei 等〔8〕采用開放性與閉鎖性兩種不同的運動鍛煉方式進行橫斷研究發(fā)現(xiàn)，開放性運動較閉鎖性運動在延緩老年人工作記憶老化方面更具優(yōu)勢。這一觀點也得到了Tsai 等〔9〕研究的支持，其研究結果表明開放性運動能表現(xiàn)出更好地抑制控制能力。此外，聯(lián)合運動的干預效果如何影響認知老化也備受學者關注。一項研究表明〔6〕，有氧運動與阻力運動的結合較單一的運動鍛煉方式具有更好的干預效果。Oswald 等〔10〕通過將運動聯(lián)合認知的訓練方式與單一的運動和認知訓練比較，也證明了聯(lián)合干預的優(yōu)勢。Levin等〔11〕研究結果也驗證了以上觀點，即采用不同運動方式相結合的干預措施，可更有效的延緩認知老化。但Zhu 等〔12〕的Meta 回歸分析結果表明，聯(lián)合干預較單一的運動干預具有更顯著的干預效果，較單一的認知訓練卻沒有顯著的效果差異。

探討不同運動方式延緩認知老化的研究是當今體育心理學研究的熱點，認知老化的加劇將造成社會養(yǎng)老負擔的加重，影響整個社會的發(fā)展與穩(wěn)定。本研究根據(jù)Levin 等〔11〕研究的運動劃分方式，以有氧運動、阻力運動、身心運動等為切入點，對不同運動鍛煉方式對認知老化的影響進行綜述。

1 有氧運動對認知老化的影響

有氧運動也稱有氧代謝運動，是指人體在氧氣充分供應的情況下進行的身體鍛煉活動。有氧運動的強度低、節(jié)奏性強、持續(xù)時間較長，采用有氧運動研究老年人的認知功能具有很強的可實施性，對研究的條件和環(huán)境要求不高，同時在實驗中又具有很好的可控性。因此，在對老年人認知功能的研究中有氧運動的干預方法被廣泛運用〔13〕。

Dustman 等〔14〕通過有氧運動干預觀察到老年人多種神經(jīng)認知功能的改善，這些功能包括語言和聽覺的記憶功能、抑制轉換功能、視空間注意功能等，表明有氧運動可有效促進整體認知功能水平的提高。這一觀點也得到Jonasson 等〔15〕的支持。但Kramer 等〔16〕研究卻得出了不一致的結論，他們通過不同的認知測試任務證明了有氧運動對認知功能的影響是具有選擇性的，它僅影響頂葉和前額葉皮質(zhì)的執(zhí)行功能，而不影響其他認知功能，Baker 等〔17〕通過一項有氧運動干預實驗也驗證了這個觀點，其采用隨機對照實驗對28 例老年人進行為期6 個月的有氧運動干預，通過對認知指標的跟蹤測量發(fā)現(xiàn)有氧運動選擇性地改善了執(zhí)行功能。在后續(xù)的研究中，有氧運動對老年人認知功能具有選擇性促進效果這一結論也陸續(xù)得到支持。雖然有氧運動對老年人認知功能的影響說法不一，但是有氧運動可改善認知功能障礙和延緩認知老化的觀點卻得到研究者的一致認可〔18～20〕。然而，有氧運動作為一種干預手段在對老年人認知功能的影響的研究也存在不足之處。Wager 等〔21〕表明安慰劑效應在人體生理和心理上的作用機制也得到了科學的證明。在單純的有氧運動干預方式中，人們對于效果的預期作用可能是存在著的混淆因素。

2 阻力運動對認知老化的影響

阻力運動，又稱對抗阻力運動，被推廣為研究老年人認知老化的一種干預運動〔22〕。有研究表明，阻力運動可促進整體認知功能水平的提升，特別是執(zhí)行控制功能〔23〕。但不同方案的阻力運動干預是否會帶來不同的認知收益引發(fā)了學者們的思考。Anderson-Hanley 等〔24〕設計了2～3 次/w、周期為1 個月的阻力運動干預，結果表明，與控制組相比，阻力運動組在N-back 和Stroop 色詞任務上有顯著的進步。此外，另一項研究也探討了不同頻率的阻力運動干預對老年人認知功能的影響〔25〕，實驗組使用1 次/w和2 次/w 的不同干預頻率進行為期12 個月的阻力訓練，結果表明兩個實驗組的選擇性注意和解決沖突的能力都有所改善。在2 年的隨訪研究中，與對照組相比，實驗組在執(zhí)行功能上表現(xiàn)出了更好的長期效益。此外，還發(fā)現(xiàn)每周進行2 次阻力訓練的老年人白質(zhì)萎縮減少，進而使得記憶功能老化延緩，表明阻力訓練可能對延緩老年人工作記憶的老化具有長期維持效益，這與Best 等〔26〕的結果一致。但是，探討不同強度的阻力運動對老年人認知老化的研究卻很少。Cassilhas 等〔27〕評估了中、高等強度阻力運動對老年人認知功能的影響。經(jīng)過6 個月的阻力運動干預，與對照組相比，兩個實驗組在短時和長時記憶、執(zhí)行功能和注意力方面均有顯著改善。

阻力運動對老年人認知功能的改善效果已經(jīng)得到證實，但是對特定認知功能的影響卻仍存在爭議。Perrig-Chiello 等〔28〕通過8 w 的阻力運動干預，評估了老年人多種認知任務之間的表現(xiàn)差異，從長期效果來看，阻力運動組在自由回憶方面比對照組有更大的改善。而Li 等〔29〕就阻力運動對老年人認知功能的影響卻得出了不同的結果:阻力運動有利于改善老年人的整體認知功能，但是對記憶的影響卻為弱正向，在注意方面也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的改善。

盡管單一的阻力運動對老年人的認知功能的影響說法不一，但Colcombe 等〔6〕分析顯示，有氧運動與阻力運動的聯(lián)合干預對認知能力的影響效果大于單一的阻力運動。提示在未來的實驗研究中，需要充分關注干預的類型，并考慮聯(lián)合運動帶來的認知效益。

3 身心運動對認知老化的影響

老年人的摔倒問題隨年齡的增長愈發(fā)嚴重，使更多的研究者將目光聚集在身體和認知訓練的研究上〔30〕。身心運動是指同時鍛煉身體和意識的運動，兼有身體訓練和認知訓練的優(yōu)點，較單一的訓練方式能產(chǎn)生更佳的身心健康效益〔31，32〕。Chen 等〔33〕就八段錦運動對老年人執(zhí)行控制功能展開了研究。結果表明八段錦運動是一種有效的抗衰老運動，有利于調(diào)節(jié)情緒認知能力和改善老年人的執(zhí)行控制功能，是非常適合老年人的一種運動方式。Tao 等〔34〕基于太極拳和八段錦運動對老年人額葉靜息狀態(tài)低頻波動進行研究，實驗組接受為期12 w 的運動干預（1 h/d，5 d/w），同時對照組接受基本的健康教育。研究結果表明，太極拳使慢-5 和低頻段前額葉背外側皮層（DLPFC）的波動幅值增加；八段錦使慢-5 和低頻段內(nèi)側PFC 的波動幅值增加。這一變化與記憶功能的改善呈正相關。Lam 等〔35〕也證明了24 式簡化太極拳身心運動有利于維持老年人的認知功能。

身心運動延緩認知老化的觀點已經(jīng)得到證實，但身心運動作為兼?zhèn)渖眢w和認知訓練的干預方式，較單一的運動方式會產(chǎn)生怎樣不同的干預效果仍然處在探索階段。一項研究通過對老年人進行12 個月的不同方式運動干預，比較有氧運動和身心運動產(chǎn)生的不同干預效果。結果表明有氧運動和身心運動都延緩了老年人執(zhí)行功能的衰退，但只有身心運動對認知加工速度產(chǎn)生了有益影響〔36〕。另一項研究也證明了類似的觀點，該研究將身心運動（舞蹈）與將有氧和力量結合的體能訓練進行比較，結果發(fā)現(xiàn)兩組被試者在大腦測量方面均有改善，身心運動和體能訓練都能導致海馬體體積增加，進一步分析發(fā)現(xiàn)身心運動可促進更多的海馬體體積增加〔37〕。有研究測量了太極拳（身心運動）與健走（一般體育鍛煉）兩項運動對認知老化的影響，也報告了類似的結果〔38〕。

身心運動注重身心協(xié)調(diào)，是現(xiàn)階段老年人重要的鍛煉方式。并且該運動還包括訓練注意的持久性、穩(wěn)定性、轉移和分配，學習和記憶新的動作技能，在練習中伴隨著特定的認知需求，這可幫助訓練老年人的工作記憶、認知靈活性和執(zhí)行功能。以太極拳為代表的身心運動，其中的冥想和放松活動可減少焦慮和抑郁，這可能也是延緩老年人認知衰退的重要途徑。

4 開放性、閉鎖性運動對認知老化的影響

根據(jù)執(zhí)行運動技能中環(huán)境線索的可預測性，可將運動技能分為閉鎖性和開放性兩類〔39〕。開放性運動技能的操作環(huán)境是不斷變化、不可預測的，如籃球、乒乓球運動等；閉鎖性運動技能的環(huán)境線索是穩(wěn)定的、可預測的，如慢跑、打保齡球等。有研究指出，對于操作環(huán)境變化的復雜運動技能如開放性運動技能，可產(chǎn)生內(nèi)隱認知和外顯認知的聯(lián)合效果，獲得更好的認知收益〔40〕。開放性、閉鎖性運動作為新穎的運動分類，對老年群體會產(chǎn)生怎樣的認知干預效果一直備受關注。Gu 等〔41〕通過整理開放性、閉鎖性運動對不同人群的認知功能影響的研究表明，開放性運動較閉鎖性運動，在改善認知功能方面發(fā)揮更大的作用。此外，Tsai 等〔9〕也證明了開放性運動對改善老年人的注意抑制功能具有更好的效果；在此基礎上，其還探索了開放性、閉鎖性運動對老年人執(zhí)行功能不同層面的影響〔42〕，對兩組實驗者分別進行為期6 個月的開放性和閉鎖性運動干預，結果表明兩組實驗者由不同的運動干預方式引起的神經(jīng)認知變化影響老年人的任務轉換和工作記憶功能，開放性運動有效地促進了認知靈活性，而閉鎖性運動則在工作記憶方面產(chǎn)生了更好的干預效果。O＇Brienhe 等〔43〕和Dai 等〔2〕的研究結果也與此相似。O＇Brienhe 等〔43〕通過對開放性運動和閉鎖性運動的研究，證明了開放性運動對老年人視聽覺感知和記憶功能有直接的益處，而閉鎖性運動僅限于記憶方面的改善；Dai 等〔2〕研究表明開放性運動較閉鎖性運動和對照組在延緩老年人認知靈活性上具有更好的干預效果。Wei 等〔8〕研究表明開放性運動可能是老年人保持或增強認知功能的最合適的鍛煉方式。開放性、閉鎖性運動對認知老化的影響說法不一，兩種形式的運動在延緩認知老化的不同層面具有各自不同的優(yōu)勢，使探索開放性、閉鎖性運動對認知老化的研究成為當前研究的熱點之一。

綜上，目前，運動對認知老化的影響的探討主要局限于單一的運動方式上，而運動與認知功能的關系較為復雜，對單一運動方式的探討已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段的發(fā)展要求。不同的運動方式、運動強度、運動時間均可作為討論的變量對認知老化的影響進行研究。此外，將有氧運動、阻力運動和身心運動等進行多項式的比較探討延緩認知老化的影響也不乏為一種新穎可行的手段。值得注意的是，對不同運動方式的探討，開放性、閉鎖性技能運動可作為一種新興的運動分類進行深入探討，而不必將研究局限于有氧、無氧耐力運動的探討；伴隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的學者通過神經(jīng)影像學和電生理學技術深入研究認知功能，對認知功能的研究主要集中在記憶、注意及執(zhí)行功能等認知指標上。究其原因為執(zhí)行功能在體育心理學領域中一直備受矚目，且伴隨著科學技術的進步，研究手段也逐漸成熟；對認知功能的探討由早期的簡單反應發(fā)展到對特定認知功能的研究。記憶、注意、執(zhí)行功能等具備現(xiàn)階段成熟的測量方法，且測量結果被神經(jīng)影像學及電生理學等科學技術證明，具有科學性和可靠性。

在未來關于運動鍛煉影響老年人認知功能的研究中，可能會集中在以下方面:（1）從運動方式的角度探索有氧運動、阻力運動及身心運動的聯(lián)合干預方式相較單一的運動干預方式的優(yōu)缺點；開放性、閉鎖性技能運動將成為不同運動方式影響認知老化研究的熱點；先前的研究已經(jīng)初步建立了運動與認知功能之間的正相關，對靶向運動的討論也會成為矚目的議題。（2）從神經(jīng)機制的角度將神經(jīng)機制與認知功能的結合一直是該研究領域的熱題，對參與認知功能大腦皮層的研究會進一步拓寬，對不同類型的認知功能的相關腦區(qū)的研究會更加具體。這些研究將會對不同運動方式影響認知老化的研究發(fā)揮重要作用，在預防和延緩認知老化和改善老年人生活質(zhì)量方面具有深遠的意義。