有氧運動對兒童執(zhí)行功能干預(yù)效果研究
——以近紅外腦血流為研究手段

南京體育學(xué)院

一、前言

有氧運動干預(yù)可促進兒童執(zhí)行功能發(fā)展，為該問題研究提供了理論和實踐基礎(chǔ)；但在有氧運動干預(yù)改善兒童執(zhí)行功能的神經(jīng)機制研究尚有待進一步深入[1]?；诖?，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(yù)對兒童執(zhí)行功能的影響，分析有氧運動改善兒童執(zhí)行功能的效果，揭示有氧運動改善兒童執(zhí)行功能，闡明有氧運動干預(yù)促進兒童執(zhí)行功能發(fā)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(chuàng)傷、藥物和酒精依賴史或其他有可能影響腦結(jié)構(gòu)與功能的疾??；②無精神障礙，目前精神狀態(tài)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(guān)文獻，通過對相關(guān)有氧運動、兒童執(zhí)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(zhí)行功能干預(yù)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(zhí)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(yù)方案為“花樣跳繩+武術(shù)操+花樣跑步”組合運動，總共干預(yù)時長為12周，每周4 次，每次30 分鐘。運動強度設(shè)定為中等強度，中等強度有氧運動負荷設(shè)定為個體的最大心率60%～69%，其中最大心率=220-年齡。運動干預(yù)方案的內(nèi)容與實施包括花樣跑步、武術(shù)操、花樣跳繩[3]（見表1）。

（2）執(zhí)行能力測量。采用1-back 任務(wù)[5]，由45 個英文字母構(gòu)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(xiàn)的字母之間有2500 ms 的時間間隔，間隔期屏幕上呈現(xiàn)區(qū)為空屏。當(dāng)每一個字母在屏幕上出現(xiàn)時，要求被試判斷該字母是否與其前面緊鄰出現(xiàn)的字母相匹配（不區(qū)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(xiàn)區(qū)保持約 70 cm 的水平距離[6]。共135 秒，滿分44 分。

表1 運動干預(yù)方案

（3）功能近紅外腦血流測量。測量工具：EEG-fNIRS[7]成像系統(tǒng)（腦電監(jiān)測系統(tǒng)、功能近紅外檢測儀、控制計算機和腦電-光極聯(lián)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(jié)果

（一）研究對象執(zhí)行能力變化

在實驗之前，研究對象在進行1-back 任務(wù)時在滿分44 分的測試中得到了32 分的成績。在運動干預(yù)之后研究對象的測試成績?yōu)?8 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(zhí)行功能的影響

實驗前后該名兒童的執(zhí)行功能測試1-back 任務(wù)的成績從32 分增長到了38 分。在這個過程中，這名兒童的執(zhí)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(zhí)行能力在理論上應(yīng)該有一定的增長。在有氧運動的方案設(shè)計中，筆者設(shè)計的花樣跑步、武術(shù)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(tǒng)合進一得到鍛煉，對指令性信息的敏感程度隨之提高。執(zhí)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(yù)實驗的方法更加的豐富，效果也會進一步優(yōu)化[10]。所以，有氧運動可以提高兒童的執(zhí)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(fā)現(xiàn)，fNIRS（功能近紅外光譜）檢查提示：雙側(cè)額區(qū)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(jīng)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(yīng)腦區(qū)為雙側(cè)額上回、額中回，左側(cè)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(yù)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(yù)可以增加大腦前額葉的腦血流量。

六、結(jié)論

（1）有氧運動干預(yù)可以提高執(zhí)行功能的能力。

（2）有氧運動干預(yù)后，前額葉腦血流量會增加。

七、建議

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