老年人選擇性注意運動干預及評估方法

李莎 馮潔 任杰

(上海體育學院，上海 200438)

據2010年第六次人口普查結果顯示，我國60歲及以上人口占全國總人口的13.26%，比2000年高2.93%。隨著年齡的增長，老年人的認知功能會逐漸衰退，出現認知老化的現象。認知老化是指個體在步入老年后其認知功能逐漸衰退的現象〔1〕。研究顯示，認知老化具有加工速度減慢(感覺運動和中樞加工)、工作記憶衰退、抑制無關刺激能力減弱的特點〔2〕。隨著年齡的增長，老年人的注意力會逐漸降低，造成這一現象的原因與整體認知功能的老化有關。而注意的選擇作為其重要特征，受到越來越多學者的關注。本文對老年人的選擇性注意的運動干預及評估方法進行綜述。

1 認知老化與注意

目前，認知老化的心理機制包括加工資源理論和執行衰退理論。加工資源理論認為認知資源包含加工速度、工作記憶、抑制功能和感覺功能4項指標，這些指標可用來反映個體的心理加工能力或心理能力〔1〕。但相關研究發現，當前仍缺少對認知老化加工資源理論的全面驗證，4項指標對認知老化影響的層級關系也尚未明確〔3〕。執行衰退理論認為執行功能包含注意轉換、抑制優勢反應、監控記憶過程等，且與年齡呈負相關〔4〕，即隨著年齡的增長，執行功能會逐漸衰退。

認知老化常伴隨老年人執行功能衰退、抑制功能下降，具體表現為個體更容易受到與任務無關的信息干擾〔5〕。傳統觀點認為，人們隨年齡增長所出現的注意力分散是普遍的現象，但近年來的研究表明，注意力分散很大程度上取決于呈現相關信息和非相關信息的感覺通道〔6〕。然而在視覺注意力、聽覺注意力和干擾之間，與年齡相關的注意力分散的具體模式仍是一個受爭論的問題〔7〕。

2 老年人選擇性注意

2.1選擇性注意 在日常生活中，選擇性注意較為常見，如在過馬路時，人們時常會同時面臨多個選擇，包括紅綠燈、車流、行人等，需要盡快進行決策。當個體在面對同時呈現的兩種及以上刺激時，選擇注意其中的一種刺激，而忽略其他刺激的行為就是選擇性注意〔8〕。選擇性注意是用來描述優先選擇某些信息進行詳細處理而忽略其他信息的過程〔9〕，包括對相關刺激的優先處理和對無關刺激的忽略〔10〕。執行控制中自上而下的機制在進行選擇性注意時起重要作用〔11,12〕。因此，選擇性注意功能可作為反映個體執行功能的重要指標，在個人的學習、生活中發揮重要作用。

早期對選擇性注意的研究主要基于Broadbent-Treisman過濾器-衰減模型，通常采用雙耳分聽范式，與“雞尾酒效應”類似。該范式分別向被試者的左耳和右耳播放不同的信息，并要求被試者口頭重復或追隨注意其中一只耳朵的信息〔13〕。該研究表明，被試者可完整地說出追隨耳所聽到的信息，但卻無法記住非追隨耳的信息。

然而，實際應用中相比較聽覺通道，有關視覺的選擇性注意在個體的日常生活中更為常見。前期對視覺選擇性注意的研究中，Neisser等〔14〕采用在同一個顯示屏上疊加放出兩種不同游戲的錄像，并要求被試者只追蹤一個游戲錄像中的特殊事件，即拋球或接球。結果發現被試者只能選擇性地注意到相關錄像畫面中的一種。

在當前有關選擇性注意機制的研究中，很多研究者更傾向探討選擇性注意的抑制機制，認為其特點可表現在負啟動(NP)現象、返回抑制(IOR)現象和注意瞬脫等現象上〔8〕。

2.2不同成長階段的選擇性注意特征 近年來，探討選擇性注意在不同年齡段人群中的特征研究有較大進展。選擇性注意在個體發展過程中，會發生較大的變化〔15〕。已有的研究表明，年幼的兒童(4歲及以前)常無法過濾掉與任務或目標無關的信息，而將注意力分配在相關和不相關的信息上〔16〕。在Robinson等〔16〕全年齡段人群選擇性注意的研究中，探討兒童、年輕人和老年人在面對不同干擾物時所表現出來的差異表明與目標刺激不相容的干擾物在兒童身上的處理成本比在年輕人和老年人身上要高。這種注意力的分散會導致個體所處理的信息比需要的更多〔17〕，也在一定程度上降低信息處理的效率〔18〕。然而這樣的干擾對選擇性注意所產生的影響在4～7歲的兒童中會發生很大的改善〔19〕。有研究者將4～5歲的兒童和成年人進行了對比，通過變更檢測任務探討與年齡相關的選擇性注意發展〔17〕。該探測任務在有外部提示和無提示圖形兩種條件下進行，研究結果表明無提示圖形時，兒童的表現優于成年人，但有外部提示圖形時成年人表現得更好。隨著身心的不斷發展，個體的執行功能也逐漸得到完善，其選擇性注意的能力也隨之提高。但當認知出現衰退時，要求僅注意相關信息變得愈發困難。盡管老年人在與任務相關的視覺刺激上能保持較好的集中力〔20〕，但在進行與任務不相關抑制信息的加工方面表現出較大的缺陷〔21〕。

當干擾以與目標相同的感覺通道呈現時(即單模態干擾)，老年人較易受到影響〔22〕。當干擾以視覺形式出現時，老年人也較易受到影響〔23，24〕。一項探索性的研究要求在重疊的隨機圓點圖案中基于顏色進行選擇，結果顯示老年人的表現較差，注意力調節存在缺陷〔25〕。相較于年輕人，老年人的選擇性注意有所下降。且老年人之間的選擇性注意功能也存在一定的差異性。在大部分研究中，老年人的年齡跨度都較大，分布在60～80歲的范圍內〔26〕。Zhuravleva等〔26〕對老年人的年齡段進行分組，將65～79歲為年輕老年人組，80～99歲為耄老老年人組，探討兩組老年人之間的選擇性注意是否存在差異。該實驗選取了執行功能較強的15例年輕老年人和23例耋耄老年人，采用事件相關電位技術(ERP)，比較兩組被試者對相關和不相關視覺刺激的不同反應，來探討耋耄老年人與年齡相關的加工速度的下降和選擇性注意的下降。該研究結果表明，與年輕老年人相比，耋耄老年人的N1成分和注意消極(SN)成分減少，但注意積極(SP)成分保存完好。耋耄被試者的持續性SP表明，與年輕老年人相比，自上而下的功能相對保持，而他們明顯減弱的N1成分則突出了早期自下而上視覺處理退化在選擇性注意力缺陷中的潛在影響。因此，如何延緩伴隨年齡的認知老化現象、提高老年人的生活品質，是當前很多研究者重視的問題。要解決這一問題可從認知老化的影響因素著手。目前有關認知老化影響因素的研究結果表明，其可分為兩大類，一是被動因素，包括人口學特征、早期經歷、遺傳因素、社會互動環境和社會歷史文化信息；二是主動因素，包括生活方式和習慣、認知活動與訓練、對衰老的態度和自我效能〔27，28〕。在諸多因素中，受教育程度和體育鍛煉是影響認知老化的主要因素，而體育鍛煉作為主動因素，可通過有效的干預改變。

當前許多研究顯示，運動訓練和體育鍛煉可在一定程度上對認知功能起維持、鞏固甚至改善的作用〔29〕。此外，研究表明，運動鍛煉與大腦中支持選擇性注意和記憶的區域(包括海馬體和前扣帶皮層)的體積增長有關〔30〕。因此，運動對老年人的選擇性注意功能產生影響。

3 不同類型的鍛煉對選擇性注意的影響

長期進行身體活動會對老年人的認知功能產生積極的影響〔31〕。長期的有氧運動可提高涉及注意力和記憶力任務的表現〔32,33〕，長期的阻力運動可改善老年人的記憶力、選擇性注意等方面〔34,35〕。此外，急性運動對認知功能的影響也受到不少研究者的關注。研究表明，20 min的有氧運動可改善反應時間〔36〕和認知的靈活性〔37〕，而30 min的急性抗阻運動對執行功能也有積極影響〔38〕。許多研究表明，急性運動對認知功能的積極影響主要體現在需要更多注意力和執行能力的任務上〔39,40〕。

盡管運動對老年人選擇性注意的影響尚未明確，但國內外已有大量研究表明，不同的運動類型會對人的認知功能產生不同的影響。運動技能分為閉鎖性運動技能和開放性運動技能，其中開放性運動需要根據外部環境的變化做出相應的控制和調整，在運動中存在反饋的過程。閉鎖性運動技能是處在一個相對穩定且可預測的環境中，不需要進行反饋，且可根據個體的步調進行〔41〕。這兩種不同類型的運動均會在一定程度上對注意產生影響。有研究指出，開放性運動需要多方面的運動技能和較高的執行功能，其與閉鎖性運動可能會對老年人的注意力和視覺空間能力所涉及的認知領域產生不同的影響〔41,42〕。

在對老年人視空間注意的研究中，有研究者按照被試者日常運動習慣，將其分成了開放性運動組、閉鎖性運動組和無運動對照組，通過視空間注意范式結合腦電圖對3組被試者的行為表現進行評估〔43〕。該實驗由3種隨機混合的條件組成，包含有效條件，即目標出現在由線索指示的刺激框中；無效條件，即目標物出現在不同于提示所示的對側刺激框內；中性條件，即在沒有任何提示的情況下出現目標。研究結果發現，無論是在有效條件下還是在無效條件下，開放性運動組的反應時間最短，而無運動組的反應時間最長〔43〕。可見，運動組的認知水平均高于無運動組，而開放性運動組的認知表現最好。說明長期進行開放性運動可在一定程度上減緩與年齡相關的視空間注意力衰退的速度。越來越多的研究表明，即便是急性的閉鎖式運動，也能對選擇性注意帶來益處。Dunsky等〔44〕研究發現，急性快走運動可有效提高注意力水平。Walsh等〔45〕則通過d2注意力測試，比較被試者選擇性注意水平在單次高強度間歇運動(HIIE)前后的差異。結果顯示，急性的HIIE有助于提高選擇性注意和視覺處理速度。

在開放性運動的相關研究中，主要是探討球類運動對選擇性注意的影響。這方面的研究大多為運動員與普通人之間的對比研究和不同球類運動員之間的差異性研究。有研究者通過ERP，對乒乓球專項運動員與普通大學生在視空間注意上的差異進行探討〔46〕。研究結果發現，相較于普通大學生，乒乓球專項運動員正極激活的強度和范圍更大，負極激活的幅度和范圍更小。說明乒乓球運動員對視覺刺激更加敏感。此外，不同球類運動員受其運動項目特征的影響，在注意力水平上也存在一定的差異。Bastug等〔47〕就在其研究結果中證明了這一差異。該研究分為網球、乒乓球和羽毛球3組，通過d2注意測試和字母消除任務比較了3組運動員在注意力和集中力方面的表現。結果表明，在這3組不同持拍類項目的運動員中，其整體的注意力表現雖然并不存在顯著差異，但從平均值來看，羽毛球運動員的注意力表現優于另外兩組，而網球運動員則在集中力方面表現最佳。

4 老年人選擇性注意的評估方法

4.1地圖搜索和電話搜索測試 當完成較為復雜的實驗任務時，老年人的行為表現會受多種神經機制的影響。因此，研究者所選取的評估方法會受到一定條件的制約。Leeuw等〔48〕對高齡老年人注意的測試方法進行了匯總分析，認為針對高齡老年人的選擇性注意研究可采用地圖搜索測試和電話搜索測試。地圖搜索測試是一種有時限的視覺搜索任務，該任務要求被試者在一張較為復雜的地圖上圈出指定標志，如加油站的標志或是餐廳的標志，地圖上共有80個指定標志〔48〕。最終的得分通過被試者在 2 min內圈出的指定標志數量來計算。電話搜索則是要求被試者在一個虛擬的電話簿中查找多個目標符號。根據被試者在各個目標上花費時間的平均數來計算其最終得分。

4.2老年人選擇性注意的心理學實驗范式 由于選擇性注意會受到不同執行功能的影響，因此研究者會采用不同的心理學實驗范式來探討老年人的選擇性注意。當前對于選擇性注意的研究，有研究者采用了倒數n項測試(n-back)任務〔7〕，更多的學者則運用了側抑制(Flanker)任務〔49〕。n-back任務范式，即通過認知的連續加工對刺激進行反應，將被試者對刺激做出反應的反應時間和正確率作為評價指標，以評估被試的認知刷新能力〔50〕。根據實驗的需求，可設定為1-back，2-back，3-back等，一般而言，n-back中的n值越大，任務的難度越大，對被試者的要求越高。在對感官模式內和跨感官模式條件下老年人的選擇性注意研究中，Rien?cker等〔7〕使用了視覺和聽覺的n-back任務。其包括6種條件，視覺任務和聽覺任務各3種實驗條件。視覺任務包括無干擾的視覺1-back和2-back任務、有視覺干擾的視覺1-back和2-back任務和有聽覺干擾的視覺1-back和2-back任務；聽覺任務包括無干擾的聽覺1-back和2-back任務、有視覺干擾的聽覺1-back和2-back任務和有聽覺干擾的聽覺1-back和2-back任務。視覺刺激選取紅色或綠色的數字，這些數字的范圍是1～9。聽覺刺激則采用報數的形式，數字的范圍與視覺刺激中的數字范圍相同。

然而，n-back任務對被試者的工作記憶也存在較高的要求，僅根據n-back任務所得到的有關選擇性注意的結果難以排除工作記憶對其產生的影響，因此用該實驗范式來解決選擇性注意的問題仍存在一定爭議。在當前研究中，研究者多采用Flanker任務〔49〕，并認為Flanker任務可更好地表現個體的選擇性注意能力。Flanker任務，即側抑制任務，要求被試者對1個被干擾物包圍的目標(如箭頭的方向)做出反應〔51〕。周圍的物體與目標物可能是一致的(指向與目標的方向相同)，起到促進作用；也可能是不一致的(指向與目標相反的方向)，起到干擾作用。Robinson等〔16〕通過調整后的Flanker任務，探討知覺負載和年齡的相關性差異對視覺選擇性注意的影響。要求被試者對兩個不同的視覺目標做出反應，并忽略在此期間的聽覺或視覺干擾。兩個不同的視覺目標對應兩個按鈕，要求被試者在看到目標物體時按下對應的按鈕。同時，研究者在該實驗中設置了兩類知覺負載，將高知覺負載設為6個，低知覺負載設為1個，同時目標物周圍的干擾物存在與目標物兼容或不兼容的兩種情況。

早期對于選擇性注意的研究，主要是與聽覺相關〔13〕。近年來的研究開始涉及視覺和跨模態感知方面，并將其與知覺負載理論相聯系，探討不同被試者在視覺和聽覺模態下及在不同知覺負載條件下的選擇性注意表現。

4.3ERP評估方法 近年來，隨著科研條件的改善和提高，越來越多的學者開始采用ERP對被試者的選擇性注意能力進行評估。ERP是一種腦誘發電位，通過對大腦皮層特定的刺激可產生相應的生物電反應。該方法的優勢在于其擁有高時間分辨率，時間同步性高，可更加精準地記錄不同腦區的活動變化。Zhuravleva等〔26〕就采用了ERP，記錄被試者在刺激出現時的腦活動，并對被試者在不同時間下的多個ERP成分進行分析。

綜上，結合國內外對老年人選擇性注意的研究，其研究對象可分成健康人群和患有某種疾病的特殊人群兩類。在健康的老年人群體中，規律性運動群體和無運動群體、開放式運動經驗群體和閉鎖式運動經驗群體間存在選擇性注意差異。而患有認知障礙疾病的群體，則會有一定程度的選擇性注意功能損傷〔52〕。因此在相關實驗任務的設計上，需要考慮研究對象的多方面因素，包括年齡、受教育程度、認知功能水平等。國內外學者大多會在進行實驗前，先使用簡明精神狀態檢查量表(MMSE)或蒙特利爾認知評估量表(MoCA)對研究對象整體的認知功能進行排查〔53～55〕，以確保所選取的被試認知功能水平正常，從而避免實驗結果受到被試者的認知功能水平的影響。

長期運動可以保持老年人的身體活動水平，有助于減緩老年人認知功能的下降〔56〕，進而在一定程度上提高其選擇性注意的表現。部分急性運動也能提高老年人的選擇性注意功能。而從運動的類型來看，相比較閉鎖性運動和無運動經驗的老年人，有開放性運動經驗的老年人，其選擇性注意的表現更好。在當前的研究中，有關運動對老年人選擇性注意的干預研究仍較少，進行不同運動項目的老年人之間的選擇性注意差異也尚未明確。在后續的研究中，可參考從事不同運動類型運動員的選擇性注意特征，從中選取適宜老年人進行的運動項目，進而探討階段性的運動干預對老年人選擇性注意的影響。