體育鍛煉對青少年認(rèn)知功能的影響

魯慧敏 牟善文

(1.北京舞蹈學(xué)院 北京 100000;2.天津南開區(qū)陽光小學(xué) 天津 300080)

近些年，國家對于青少年素質(zhì)教育全面發(fā)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(xué)生的身體形態(tài)、機(jī)能、素質(zhì)等指標(biāo)。對于運(yùn)動生理學(xué)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(xué)習(xí)中獲得更多的益處，這些年關(guān)于青少年心理健康的相關(guān)研究越來越多，體育鍛煉對認(rèn)知功能的影響，也逐漸成為體育學(xué)者所研究的重點。尤其是我國老齡化逐漸嚴(yán)重，越來越多的老年人在平時的生活中，認(rèn)知能力不斷下降。未來的老年人癡呆癥的發(fā)展人數(shù)快速增長。通過有效的體育鍛煉促進(jìn)和影響人們的認(rèn)知能力，已成為不爭的事實。在學(xué)校體育方面，傳統(tǒng)的教育理念認(rèn)為，體育成績較好的學(xué)生，在文化課的學(xué)習(xí)上不夠優(yōu)秀。但是從歷屆的實驗性研究中可以看出，學(xué)生的認(rèn)知功能與體育鍛煉的成績呈正相關(guān)。通過青少年的體育鍛煉，可以有效地促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知功能的提升以及學(xué)業(yè)成績的提高。雖然說在各地方，學(xué)校通過體育鍛煉提升學(xué)生成績的效果不夠明顯，將體育鍛煉納入學(xué)生在日常的學(xué)習(xí)當(dāng)中，仍處于相對較為艱難的地步，體育鍛煉與認(rèn)知功能的關(guān)系，可以有效地提升學(xué)生的體質(zhì)健康以及學(xué)生在平時生活中健康的心理狀態(tài)。我國對體育鍛煉與青少年認(rèn)知功能的研究較少，但越來越多的學(xué)者開始注重體育鍛煉對青少年認(rèn)知水平影響的研究。

認(rèn)知功能主要是從3 個固定性的指標(biāo)進(jìn)行評判，由表1可知，首先是對于青少年的記憶能力的表現(xiàn)，記憶是指個體的頭腦中編碼、儲存和提取外界認(rèn)知信息的過程，是一個復(fù)雜的腦活動條件，同時也能檢測青少年在認(rèn)知功能上的強(qiáng)弱。依據(jù)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(jìn)行各種信息加工過程中，對于信息認(rèn)知的深刻程度。第二個體現(xiàn)認(rèn)知功能的指標(biāo)是注意個體在進(jìn)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(tài)，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(tài)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(fā)展都有著不可取代的提升。對于注意的不同狀態(tài)，可以測算出人體在認(rèn)知過程中的活動強(qiáng)弱。第三個體現(xiàn)認(rèn)知功能的指標(biāo)是以執(zhí)行功能為主，這種執(zhí)行功能是在單一與多元的問題上有不同的看法。個體在進(jìn)行認(rèn)知靈活性以及干擾控制，抑制時空的過程中，完成對執(zhí)行功能的不同轉(zhuǎn)化和控制，而這種轉(zhuǎn)化和控制是客體在實行不同任務(wù)過程中，所表現(xiàn)出的有序行為。對于認(rèn)知功能的3 個表現(xiàn)指標(biāo)中，其中注意是指對于個體的廣度認(rèn)知以及在進(jìn)行某一事物的注意穩(wěn)定情緒。不會因為外界環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生注意的轉(zhuǎn)移，對于注意的轉(zhuǎn)移，要根據(jù)個體所認(rèn)知事物的穩(wěn)定性，進(jìn)行自身大腦神經(jīng)的調(diào)節(jié)，一般大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，注意是認(rèn)知功能中相對較為不同的轉(zhuǎn)變，這種注意的穩(wěn)定性也可以通過后天的訓(xùn)練和隨著年齡的增長而發(fā)生改變。在認(rèn)知能力中記憶的內(nèi)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(jù)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(zhì)和髓質(zhì)的褶皺程度有關(guān)。對于個體的記憶能力測試，可以有效反映出認(rèn)知能力在不同程度上所發(fā)生的變化。最后，對于認(rèn)知能力的判斷指標(biāo)，可以同個體的執(zhí)行能力進(jìn)行評判。

表1 認(rèn)知功能的內(nèi)容

1 體育鍛煉與認(rèn)知能力的關(guān)系

更多的人們認(rèn)為體育鍛煉對人體的身體健康，有很好的促進(jìn)作用。但對于青少年的認(rèn)知功能和學(xué)習(xí)成績的影響，關(guān)注和研究的內(nèi)容較少。體育鍛煉與認(rèn)知功能中的記憶，注意執(zhí)行能力相關(guān)的影響，會根據(jù)個體在實際的活動過程中所表現(xiàn)出的不同內(nèi)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(xué)生的記憶與注意功能，更好地提高學(xué)習(xí)成績，以及完成教師所布置的各種學(xué)習(xí)任務(wù)，對于新鮮事物的接受能力也有很好的認(rèn)識和了解。體育鍛煉可以促進(jìn)青少年大腦神經(jīng)因子的活躍程度，很多研究表明，青少年在學(xué)習(xí)之前，通過30min 的中高強(qiáng)度的鍛煉，可以提升學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對于事物的認(rèn)知能力，而這種能力表現(xiàn)在記憶與集中注意的形式上［2］。青少年的認(rèn)知能力主要表現(xiàn)在對于事物的學(xué)習(xí)以及在學(xué)習(xí)過程中的程度，這種程度主要是以智商的形式來表現(xiàn)，加拿大科學(xué)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(zhì)練習(xí)，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(yù)，普通青少年在智商以及學(xué)習(xí)能力上，明顯高于未被干預(yù)的青少年。然而，在實際的實驗測試過程中，大多數(shù)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(rèn)知能力影響

2.1 體育鍛煉對老年人認(rèn)知發(fā)展的預(yù)防作用

體育鍛煉可以預(yù)防老年人認(rèn)知減退，特別是在50歲以上的老人，通過規(guī)律性的體育鍛煉，可以有效地促進(jìn)老年人認(rèn)知衰退以及老年癡呆的發(fā)生，防止老年人認(rèn)知的衰退［4］。對于老年癡呆癥患者進(jìn)行長期的體育鍛煉，也可以重新塑造大腦，對于新鮮事物認(rèn)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(jìn)行體育鍛煉，對于老年人認(rèn)知障礙以及大腦內(nèi)部組織的重塑性都有很好的促進(jìn)意義，對于維護(hù)老年人的正常認(rèn)知功能都有很好的作用。認(rèn)知能力作為心理學(xué)科，對老年人在實際的生活中不僅僅有健康預(yù)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(rèn)知狀態(tài)，緩解老年疾病的發(fā)生，同時也能夠?qū)夏耆说纳硇挠泻芎玫拇龠M(jìn)。

2.2 體育鍛煉對特殊人群認(rèn)知發(fā)展的補(bǔ)償作用

補(bǔ)償作用是指對于特殊人群在功能和認(rèn)知行為上都有很好的促進(jìn)意義，可以使特殊人群對于事物認(rèn)知過程中重新鍛煉與了解內(nèi)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(fā)展以及智力思維形式上有一定問題的兒童，都有積極的補(bǔ)償作用。特別是通過體育游戲的形式，可以促進(jìn)有心理疾病的兒童對于自身興趣愛好的提升，從而促進(jìn)特殊兒童語言能力和思維能力的養(yǎng)成。在進(jìn)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(jìn)智力的發(fā)展。國內(nèi)學(xué)者通過對于智障兒童和年輕的唐氏綜合征患者的認(rèn)知補(bǔ)償作用進(jìn)行研究，通過一定時間的體育鍛煉，對100名智障學(xué)生進(jìn)行運(yùn)動干預(yù)，可以有效提升實驗組對事物的認(rèn)知和注意能力，以及通過運(yùn)動干預(yù)對青年人的執(zhí)行能力都有很好的作用［5］。

3 體育鍛煉對兒童青少年認(rèn)知發(fā)展的增益作用與條件

3.1 體育鍛煉對青少年認(rèn)知發(fā)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(rèn)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(xué)習(xí)成績，對于學(xué)生的記憶有很好的促進(jìn)意義，特別是延時記憶。研究學(xué)者對于長期體育鍛煉的青少年進(jìn)行MRT成像技術(shù)的檢測，能夠看出體育鍛煉對大腦某些認(rèn)知功能以及結(jié)構(gòu)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(fā)育速度。執(zhí)行能力是指兒童對于個體所分配的各種任務(wù)和命令，進(jìn)行時間效率上的行動轉(zhuǎn)化。研究人員通過不同的運(yùn)動干預(yù)方案，對小學(xué)生進(jìn)行了20 周的長時間鍛煉，通過干預(yù)，可以有效促進(jìn)小學(xué)生的執(zhí)行能力［6］，特別是對于發(fā)育過程、中小學(xué)生的身體素質(zhì)指標(biāo)，以及在活動過程中執(zhí)行的效率，都有積極的影響。

3.2 體育鍛煉對認(rèn)知發(fā)展增益作用的條件

體育鍛煉對于正常兒童青少年的認(rèn)知發(fā)展具有增加認(rèn)知能力的作用，而這種作用在一定條件下進(jìn)行，由圖1可看出，兒童青少年進(jìn)行不同強(qiáng)度的鍛煉，需要結(jié)合著平時的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行干預(yù)，才能夠有效提高認(rèn)知發(fā)展能力。例如，通過對兒童進(jìn)行不同游戲的認(rèn)知學(xué)習(xí)干預(yù)，可以看出，手腦并用的游戲可以促進(jìn)兒童在認(rèn)知執(zhí)行能力上顯著的提升，通過體育鍛煉有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)能力的轉(zhuǎn)化。而在進(jìn)行體育鍛煉過程中，提高身體素質(zhì)以及協(xié)調(diào)能力，可以提升青少年兒童的注意力和專注程度［7］。運(yùn)動的強(qiáng)弱，對于兒童青少年的認(rèn)知能力也有不同的影響。有研究顯示，大強(qiáng)度的運(yùn)動可以使個體產(chǎn)生運(yùn)動性依賴，而這部分個體在進(jìn)行學(xué)習(xí)時，顯得較為遲鈍，適量的運(yùn)動可以促進(jìn)運(yùn)動神經(jīng)元細(xì)胞的增長，而大強(qiáng)度的運(yùn)動使機(jī)體的ATP消耗過量，降低中樞神經(jīng)的興奮程度，從而阻止認(rèn)知能力的提升。

圖1 體育鍛煉對兒童青少年認(rèn)知影響關(guān)系圖

3.3 體育鍛煉對于個體認(rèn)知發(fā)展的期望

體育鍛煉對于個體認(rèn)知發(fā)展過程中的積極作用，被越來越多的學(xué)者所認(rèn)識，通過不同的鍛煉形式與方式，促進(jìn)個體的體育運(yùn)動，用以提高人們的認(rèn)知能力。體育鍛煉多元化發(fā)展的一個趨勢，首先，對于老年人預(yù)防老年癡呆、智力減退的研究，也將成為學(xué)者對老年人體育鍛煉活動的研究內(nèi)容。其次，對于特殊人群認(rèn)知能力補(bǔ)償作用的研究，通過不同強(qiáng)度的體育鍛煉，可以促進(jìn)特殊人群對于語言以及智力等相關(guān)認(rèn)知能力的養(yǎng)成。最后，對于正常兒童青少年在體育鍛煉過程中所達(dá)到的認(rèn)知活動提升，這種提升主要是以學(xué)習(xí)成績以及學(xué)習(xí)能力提高為主要表現(xiàn)，在未來的發(fā)展趨勢中，學(xué)者可以通過不同強(qiáng)度、不同形式、不同方式體育鍛煉形式，促進(jìn)兒童認(rèn)知能力更好地提升［8］。通過不同的鍛煉形式來促進(jìn)個體對于認(rèn)知過程中記憶、注意以及執(zhí)行能力的轉(zhuǎn)化，然而不是每一種鍛煉的強(qiáng)度都適合提升個體認(rèn)知能力。不同強(qiáng)度的鍛煉與個體認(rèn)知能力的關(guān)系，在未來的研究中將更加密切，選擇出適合的運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動形式，促進(jìn)個體認(rèn)知活動的轉(zhuǎn)化，也是在未來加強(qiáng)認(rèn)知活動提升的關(guān)鍵。不論是對于個體，還是對于整體學(xué)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(rèn)知活動的轉(zhuǎn)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(yùn)動改變大腦的機(jī)制、提高腦部活動對各影響因素的轉(zhuǎn)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(rèn)知和補(bǔ)償過程中腦部活動的情況，都需要科學(xué)化的實驗，進(jìn)行生理機(jī)制的研究，通過體育鍛煉單方面促進(jìn)個體認(rèn)知活動，加強(qiáng)人們相互之間的交流。體育鍛煉與認(rèn)知活動之間的作用需要更加細(xì)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(rèn)可，體育運(yùn)動對于認(rèn)知功能的改善，更加科學(xué)化地應(yīng)用到人們的生活中，也是將來科學(xué)家所涉獵的內(nèi)容?，F(xiàn)階段的腦機(jī)系統(tǒng)的研制，可以解決個體認(rèn)知功能的改善問題，運(yùn)用科學(xué)化的運(yùn)動處方，結(jié)合科學(xué)的腦機(jī)接口，能夠引導(dǎo)非正常個體對于認(rèn)知功能的提升和認(rèn)知功能的改善，對特殊兒童的認(rèn)知轉(zhuǎn)化有很好的改善。未來的人們對認(rèn)知領(lǐng)域研究，將不只局限于體育鍛煉的影響［11］。

4 結(jié)語

體育鍛煉對兒童青少年在認(rèn)知能力和學(xué)業(yè)提升方面的研究較為零散，并且有很多學(xué)者在研究過程中，沒有系統(tǒng)、宏觀地研究體育鍛煉對學(xué)生成績的影響。從腦科學(xué)生理學(xué)機(jī)制方面，對于個體認(rèn)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(rèn)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(xué)科研究的重點，通過合理化的科學(xué)實驗，選擇出適合的鍛煉模式，也是未來在我國學(xué)校體育發(fā)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(jìn)行運(yùn)動干預(yù)過程中，需要有不同的運(yùn)動方案，需要在未來的科學(xué)研究中進(jìn)行細(xì)致化的研究。