體育鍛煉對青少年認知功能的影響

魯慧敏 牟善文

(1.北京舞蹈學院 北京 100000;2.天津南開區陽光小學 天津 300080)

近些年，國家對于青少年素質教育全面發展的研究越來越深化，更多的研究指向了通過體育鍛煉提高學生的身體形態、機能、素質等指標。對于運動生理學方面的研究還不夠深入，忽略了對于青少年心理健康的影響。有條件的體育鍛煉，能夠使人們在平時的生活和學習中獲得更多的益處，這些年關于青少年心理健康的相關研究越來越多，體育鍛煉對認知功能的影響，也逐漸成為體育學者所研究的重點。尤其是我國老齡化逐漸嚴重，越來越多的老年人在平時的生活中，認知能力不斷下降。未來的老年人癡呆癥的發展人數快速增長。通過有效的體育鍛煉促進和影響人們的認知能力，已成為不爭的事實。在學校體育方面，傳統的教育理念認為，體育成績較好的學生，在文化課的學習上不夠優秀。但是從歷屆的實驗性研究中可以看出，學生的認知功能與體育鍛煉的成績呈正相關。通過青少年的體育鍛煉，可以有效地促進學生的認知功能的提升以及學業成績的提高。雖然說在各地方，學校通過體育鍛煉提升學生成績的效果不夠明顯，將體育鍛煉納入學生在日常的學習當中，仍處于相對較為艱難的地步，體育鍛煉與認知功能的關系，可以有效地提升學生的體質健康以及學生在平時生活中健康的心理狀態。我國對體育鍛煉與青少年認知功能的研究較少，但越來越多的學者開始注重體育鍛煉對青少年認知水平影響的研究。

認知功能主要是從3 個固定性的指標進行評判，由表1可知，首先是對于青少年的記憶能力的表現，記憶是指個體的頭腦中編碼、儲存和提取外界認知信息的過程，是一個復雜的腦活動條件，同時也能檢測青少年在認知功能上的強弱。依據記憶時間的長短，可以劃分為瞬時記憶、短時和長時記憶。記憶的長短是大腦在進行各種信息加工過程中，對于信息認知的深刻程度。第二個體現認知功能的指標是注意個體在進行身體，心理活動過程中，對于某一項指定對象的指向和集中。注意作為大腦處理信息的一種活動狀態，對于人體在實際的心理活動過程中，可以將2 個影響因素作為最基本的狀態存在，主要是遺傳因素和后天的多因素影響，對于注意在未來的發展都有著不可取代的提升。對于注意的不同狀態，可以測算出人體在認知過程中的活動強弱。第三個體現認知功能的指標是以執行功能為主，這種執行功能是在單一與多元的問題上有不同的看法。個體在進行認知靈活性以及干擾控制，抑制時空的過程中，完成對執行功能的不同轉化和控制，而這種轉化和控制是客體在實行不同任務過程中，所表現出的有序行為。對于認知功能的3 個表現指標中，其中注意是指對于個體的廣度認知以及在進行某一事物的注意穩定情緒。不會因為外界環境因素的影響而產生注意的轉移，對于注意的轉移，要根據個體所認知事物的穩定性，進行自身大腦神經的調節，一般大多數學者認為，注意是認知功能中相對較為不同的轉變，這種注意的穩定性也可以通過后天的訓練和隨著年齡的增長而發生改變。在認知能力中記憶的內容包含有瞬時、短時和長時記憶。這些記憶的分類主要是根據記憶事物的時間長短有所不同。大腦由于受到外界刺激和影響，對事物和個體的記憶程度不同，同時也跟個體的腦組織灰質和髓質的褶皺程度有關。對于個體的記憶能力測試，可以有效反映出認知能力在不同程度上所發生的變化。最后，對于認知能力的判斷指標，可以同個體的執行能力進行評判。

表1 認知功能的內容

1 體育鍛煉與認知能力的關系

更多的人們認為體育鍛煉對人體的身體健康，有很好的促進作用。但對于青少年的認知功能和學習成績的影響，關注和研究的內容較少。體育鍛煉與認知功能中的記憶，注意執行能力相關的影響，會根據個體在實際的活動過程中所表現出的不同內容與形式有所不同［1］。在青少年活動過程中，通過體育鍛煉可以提升學生的記憶與注意功能，更好地提高學習成績，以及完成教師所布置的各種學習任務，對于新鮮事物的接受能力也有很好的認識和了解。體育鍛煉可以促進青少年大腦神經因子的活躍程度，很多研究表明，青少年在學習之前，通過30min 的中高強度的鍛煉，可以提升學生在學習過程中對于事物的認知能力，而這種能力表現在記憶與集中注意的形式上［2］。青少年的認知能力主要表現在對于事物的學習以及在學習過程中的程度，這種程度主要是以智商的形式來表現，加拿大科學家最先研究了體育鍛煉對青少年智障兒童的智商影響，通過20d的素質練習，沒有證實體育鍛煉能夠影響兒童的智商，再通過一年時間的干預，普通青少年在智商以及學習能力上，明顯高于未被干預的青少年。然而，在實際的實驗測試過程中，大多數研究者證實了體育鍛煉對于青少年的智力與注意力的影響，但是在實際的影響過程中并不明顯［3］。

2 體育鍛煉對個體認知能力影響

2.1 體育鍛煉對老年人認知發展的預防作用

體育鍛煉可以預防老年人認知減退，特別是在50歲以上的老人，通過規律性的體育鍛煉，可以有效地促進老年人認知衰退以及老年癡呆的發生，防止老年人認知的衰退［4］。對于老年癡呆癥患者進行長期的體育鍛煉，也可以重新塑造大腦，對于新鮮事物認知能力的提升，特別是大腦周邊海綿體體積的多少，直接影響到老年人對于記憶的功能。長期進行體育鍛煉，對于老年人認知障礙以及大腦內部組織的重塑性都有很好的促進意義，對于維護老年人的正常認知功能都有很好的作用。認知能力作為心理學科，對老年人在實際的生活中不僅僅有健康預防的功能，更重要的是對于老年人的心理健康程度也有很好的改善。體育鍛煉能夠改善老年人的認知狀態，緩解老年疾病的發生，同時也能夠對老年人的身心有很好的促進。

2.2 體育鍛煉對特殊人群認知發展的補償作用

補償作用是指對于特殊人群在功能和認知行為上都有很好的促進意義，可以使特殊人群對于事物認知過程中重新鍛煉與了解內容，特別是對于有心理疾病的孤僻兒童以及身體健康較差的兒童，在語言發展以及智力思維形式上有一定問題的兒童，都有積極的補償作用。特別是通過體育游戲的形式，可以促進有心理疾病的兒童對于自身興趣愛好的提升，從而促進特殊兒童語言能力和思維能力的養成。在進行體育鍛煉的過程中，孤僻兒童可以通過自身的興趣參與活動鍛煉。語言和思維形式，促進智力的發展。國內學者通過對于智障兒童和年輕的唐氏綜合征患者的認知補償作用進行研究，通過一定時間的體育鍛煉，對100名智障學生進行運動干預，可以有效提升實驗組對事物的認知和注意能力，以及通過運動干預對青年人的執行能力都有很好的作用［5］。

3 體育鍛煉對兒童青少年認知發展的增益作用與條件

3.1 體育鍛煉對青少年認知發展的增益作用

增益效果是指通過體育鍛煉，對于正常青少年兒童在認知、智力方面都有很好的積極影響，體育鍛煉能夠有效提升青少年兒童的學習成績，對于學生的記憶有很好的促進意義，特別是延時記憶。研究學者對于長期體育鍛煉的青少年進行MRT成像技術的檢測，能夠看出體育鍛煉對大腦某些認知功能以及結構有一定的改變，特別是通過長時間的體育鍛煉，可以改善兒童青少年的腦容量以及提高大腦前葉皮層發育速度。執行能力是指兒童對于個體所分配的各種任務和命令，進行時間效率上的行動轉化。研究人員通過不同的運動干預方案，對小學生進行了20 周的長時間鍛煉，通過干預，可以有效促進小學生的執行能力［6］，特別是對于發育過程、中小學生的身體素質指標，以及在活動過程中執行的效率，都有積極的影響。

3.2 體育鍛煉對認知發展增益作用的條件

體育鍛煉對于正常兒童青少年的認知發展具有增加認知能力的作用，而這種作用在一定條件下進行，由圖1可看出，兒童青少年進行不同強度的鍛煉，需要結合著平時的學習內容進行干預，才能夠有效提高認知發展能力。例如，通過對兒童進行不同游戲的認知學習干預，可以看出，手腦并用的游戲可以促進兒童在認知執行能力上顯著的提升，通過體育鍛煉有效地促進學習能力的轉化。而在進行體育鍛煉過程中，提高身體素質以及協調能力，可以提升青少年兒童的注意力和專注程度［7］。運動的強弱，對于兒童青少年的認知能力也有不同的影響。有研究顯示，大強度的運動可以使個體產生運動性依賴，而這部分個體在進行學習時，顯得較為遲鈍，適量的運動可以促進運動神經元細胞的增長，而大強度的運動使機體的ATP消耗過量，降低中樞神經的興奮程度，從而阻止認知能力的提升。

圖1 體育鍛煉對兒童青少年認知影響關系圖

3.3 體育鍛煉對于個體認知發展的期望

體育鍛煉對于個體認知發展過程中的積極作用，被越來越多的學者所認識，通過不同的鍛煉形式與方式，促進個體的體育運動，用以提高人們的認知能力。體育鍛煉多元化發展的一個趨勢，首先，對于老年人預防老年癡呆、智力減退的研究，也將成為學者對老年人體育鍛煉活動的研究內容。其次，對于特殊人群認知能力補償作用的研究，通過不同強度的體育鍛煉，可以促進特殊人群對于語言以及智力等相關認知能力的養成。最后，對于正常兒童青少年在體育鍛煉過程中所達到的認知活動提升，這種提升主要是以學習成績以及學習能力提高為主要表現，在未來的發展趨勢中，學者可以通過不同強度、不同形式、不同方式體育鍛煉形式，促進兒童認知能力更好地提升［8］。通過不同的鍛煉形式來促進個體對于認知過程中記憶、注意以及執行能力的轉化，然而不是每一種鍛煉的強度都適合提升個體認知能力。不同強度的鍛煉與個體認知能力的關系，在未來的研究中將更加密切，選擇出適合的運動強度和運動形式，促進個體認知活動的轉化，也是在未來加強認知活動提升的關鍵。不論是對于個體，還是對于整體學校體育教育來說，選擇合適的體育鍛煉方案，對于人們個體認知活動的轉化都具有很高的研究價值［9］。

未來的活動過程中，人們更重視體育鍛煉在腦活動中影響，首先是通過運動改變大腦的機制、提高腦部活動對各影響因素的轉化以及對于老年人衰老過程中腦部各種器官的影響。對于特殊兒童在認知和補償過程中腦部活動的情況，都需要科學化的實驗，進行生理機制的研究，通過體育鍛煉單方面促進個體認知活動，加強人們相互之間的交流。體育鍛煉與認知活動之間的作用需要更加細化，被人們所重視和提及［10］。對于體育鍛煉的重要性，大家都認可，體育運動對于認知功能的改善，更加科學化地應用到人們的生活中，也是將來科學家所涉獵的內容。現階段的腦機系統的研制，可以解決個體認知功能的改善問題，運用科學化的運動處方，結合科學的腦機接口，能夠引導非正常個體對于認知功能的提升和認知功能的改善，對特殊兒童的認知轉化有很好的改善。未來的人們對認知領域研究，將不只局限于體育鍛煉的影響［11］。

4 結語

體育鍛煉對兒童青少年在認知能力和學業提升方面的研究較為零散，并且有很多學者在研究過程中，沒有系統、宏觀地研究體育鍛煉對學生成績的影響。從腦科學生理學機制方面，對于個體認知能力的腦部活動影響研究較少，通過體育鍛煉對個體的認知活動在不同的方面，如記憶的不同時間以及在記憶活動過程中腦部生理性的變化，都是未來各學科研究的重點，通過合理化的科學實驗，選擇出適合的鍛煉模式，也是未來在我國學校體育發展過程中建立起的一套適合的課程體系，對不同人群，包括老人、特殊人群、正常的兒童，在進行運動干預過程中，需要有不同的運動方案，需要在未來的科學研究中進行細致化的研究。