彭艷芳

(溫州醫(yī)科大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院 浙江溫州 325035)

急性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)女大學(xué)生刷新功能的影響研究①

彭艷芳

(溫州醫(yī)科大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院 浙江溫州 325035)

目的:研究急性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能的影響。方法:將女大學(xué)生隨機(jī)分為兩組,運(yùn)動(dòng)干預(yù)組(60～70%心率儲(chǔ)備強(qiáng)度,持續(xù)30min自行車運(yùn)動(dòng))和閱讀控制組,采用1-back任務(wù)范式測(cè)量運(yùn)動(dòng)前,運(yùn)動(dòng)30min后以及運(yùn)動(dòng)后30min刷新功能,用重復(fù)測(cè)量方差分析和卡方檢驗(yàn)分別處理反應(yīng)時(shí)和正確率行為數(shù)據(jù),探討不同時(shí)程急性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)工作記憶的影響。結(jié)果:運(yùn)動(dòng)30min后1-back任務(wù)運(yùn)動(dòng)組正確率顯著高于控制組(X2=0.03);運(yùn)動(dòng)后30min運(yùn)動(dòng)組反應(yīng)時(shí)非常顯著大于控制組(P=0.00)。結(jié)論:運(yùn)動(dòng)后急性有氧運(yùn)動(dòng)促進(jìn)刷新功能,對(duì)刷新功能的影響可持續(xù)到運(yùn)動(dòng)后30min,且表現(xiàn)出負(fù)面損傷影響。

急性有氧運(yùn)動(dòng) 刷新功能 1-back任務(wù)

執(zhí)行功能(executive function)是指在完成復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)時(shí)對(duì)其他認(rèn)知過程進(jìn)行控制和協(xié)調(diào)的高級(jí)認(rèn)知過程[1]。執(zhí)行功能并非一個(gè)單一結(jié)構(gòu),存在多維結(jié)構(gòu),主要包括抑制、轉(zhuǎn)換、刷新和雙任務(wù)協(xié)調(diào)4個(gè)基本成分[2]。刷新功能是指執(zhí)行功能根據(jù)呈現(xiàn)的信息不斷更改工作記憶內(nèi)容的過程,主要功能是根據(jù)當(dāng)前任務(wù)監(jiān)控輸入信息,不斷對(duì)記憶內(nèi)容進(jìn)行修正[2,6]。刷新功能是執(zhí)行功能的重要部分,與學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)具有密切相關(guān)性[7],具有可塑性[6]。以往眾多研究表明運(yùn)動(dòng)能有效促進(jìn)執(zhí)行功能提高[3-5],急性運(yùn)動(dòng)通過引起調(diào)制活動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瞬間變化有效促進(jìn)執(zhí)行功能的提高[8],但運(yùn)動(dòng)對(duì)執(zhí)行功能影響與運(yùn)動(dòng)時(shí)間、強(qiáng)度、任務(wù)類型及復(fù)雜程度具有聯(lián)系。有研究表明超過8min中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能影響顯著,其中運(yùn)動(dòng)30min比15min效果更加明顯[10],運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)刷新功能的影響也負(fù)荷倒U理論,中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能的影響效果比大強(qiáng)度和小強(qiáng)度的效果更好[4,9]。

該研究探討30min,60～70%儲(chǔ)備心率強(qiáng)度自行車運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能的影響。跟蹤任務(wù)、活動(dòng)記憶任務(wù)和N-back任務(wù)是測(cè)量刷新功能最為常用的任務(wù)范式,其中n-back任務(wù)要求被試看一些項(xiàng)目串,對(duì)倒數(shù)n個(gè)項(xiàng)目與當(dāng)前項(xiàng)目進(jìn)行匹配。1-back任務(wù)范式能較純粹地體現(xiàn)對(duì)輸入信息的監(jiān)控。因此該研究采用1-back任務(wù)范式,研究固定強(qiáng)度,固定持續(xù)時(shí)間急性有氧自行車運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能的影響。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

在某大學(xué)公開招募59名20～24周歲女大學(xué)生(右利手),實(shí)驗(yàn)組31名,對(duì)照組28名,BMI在18～24.99之間,實(shí)驗(yàn)要求女大學(xué)生身體健康無任何疾病史及遺傳家族史,身體狀況安全問卷(PAR-Q)回答全部為“否”,確保被試者能夠負(fù)擔(dān)本次運(yùn)動(dòng);被試者均自愿參加實(shí)驗(yàn),課題組支付被試者少量實(shí)驗(yàn)費(fèi)。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用的是2×2雙因素設(shè)計(jì),自變量為組別(運(yùn)動(dòng)干預(yù)組、閱讀控制組)和時(shí)間點(diǎn)(運(yùn)動(dòng)后、運(yùn)動(dòng)后30min),因變量為反應(yīng)時(shí)和正確率。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)程序

采用E-prime編寫實(shí)驗(yàn)程序,被試者要求在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后和運(yùn)動(dòng)后30min完成1-back任務(wù):當(dāng)屏幕隨機(jī)出現(xiàn)1～9數(shù)字,如果當(dāng)前呈現(xiàn)的數(shù)字與上倒數(shù)第1個(gè)數(shù)字相同,按“1”鍵,如果不同按“2”鍵,以此類推,相同與不同比例均為50%;每次任務(wù)包括40個(gè)試次(trail),每個(gè)試次隨機(jī)呈現(xiàn)1個(gè)1～9數(shù)字,時(shí)間為1000ms,隨后呈現(xiàn)“+”時(shí)間1000ms,依次類推。要求被試者在屏幕呈現(xiàn)出數(shù)字后,又快又準(zhǔn)地做出相應(yīng)反應(yīng),每次反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為0～2000ms。

實(shí)驗(yàn)前向被試者說明整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程,填寫被試基本情況表,平靜后測(cè)安靜心率,計(jì)算出靶心率。實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備練習(xí)1-back任務(wù)2次,模擬實(shí)驗(yàn)練習(xí)1次,休息3min。實(shí)驗(yàn)前測(cè),運(yùn)動(dòng)組運(yùn)動(dòng)方案設(shè)定為先4min熱身運(yùn)動(dòng),后3min放松運(yùn)動(dòng),共持續(xù)30min功率自行車運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)后測(cè),原地閱讀休息30min,再測(cè)1-back任務(wù)。運(yùn)動(dòng)期間每3min記錄一次心率,控制組不參加運(yùn)動(dòng),全程閱讀。采用瑞典產(chǎn)MONARK894E型功率自行車進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)。該文選定為60%～70%心率儲(chǔ)備強(qiáng)度,安靜心率+(220-年齡-安靜心率)×60%～70%。持續(xù)時(shí)間為30min功率自行車運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)實(shí)際平均運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為62.5%心率儲(chǔ)備強(qiáng)度。

1.2.3 數(shù)據(jù)的采集和處理

將E-prime軟件采集的行為數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel中進(jìn)行預(yù)處理,個(gè)別漏選按照當(dāng)事人平均值填補(bǔ),反應(yīng)時(shí)<100ms的按錯(cuò)誤記錄,以個(gè)人平均值填補(bǔ);1/3漏選的整組數(shù)據(jù)作為無效數(shù)據(jù)剔除,采用SPSS15.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析,對(duì)準(zhǔn)確率進(jìn)行卡方檢驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 反應(yīng)時(shí)行為數(shù)據(jù)

通過重復(fù)測(cè)量方差分析1-back任務(wù)時(shí)間因素效應(yīng)顯著(F=46.66,P=0.00),在時(shí)間和組別上具有交互作用(F=7.97,P=0.00)。隨著時(shí)間的推移,運(yùn)動(dòng)組與控制組1-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)上具有不同變化。分析各自單獨(dú)效應(yīng)。1-back組別的單獨(dú)效應(yīng),運(yùn)動(dòng)后30min(F=10.13,P<0.00)組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 正確率行為數(shù)據(jù)

對(duì)兩任務(wù)準(zhǔn)確率數(shù)據(jù)進(jìn)行頻數(shù)卡方檢驗(yàn),1-back任務(wù)只在運(yùn)動(dòng)30min后運(yùn)動(dòng)組準(zhǔn)確率96.4%顯著高于控制組94.6%(X2=0.03)。其他時(shí)間點(diǎn)間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

該研究目的是研究急性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能的影響,研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)30min,60～70%心率儲(chǔ)備強(qiáng)度的自行車有氧運(yùn)動(dòng)后,1-back任務(wù)中兩組在反應(yīng)時(shí)上無差異,但運(yùn)動(dòng)組正確率顯著高于控制組,控制組反應(yīng)時(shí)縮短都是在妥協(xié)正確率基礎(chǔ)上完成。運(yùn)動(dòng)后急性有氧運(yùn)動(dòng)能有效促進(jìn)刷新功能,與之前研究結(jié)論相一致[3,4,9]。刷新功能依賴大腦前額葉區(qū)域,在以往對(duì)于不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)執(zhí)行功能影響的研究結(jié)果中,大都表明,中等強(qiáng)度急性運(yùn)動(dòng)對(duì)執(zhí)行功能的影響相較于大強(qiáng)度和小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)更加明顯,甚至有研究表明大強(qiáng)度急性運(yùn)動(dòng)對(duì)執(zhí)行功能具有負(fù)面影響,其解釋的主要原因可能是因?yàn)榇髲?qiáng)度運(yùn)動(dòng)引起的大腦前額葉瞬間功能低下,引發(fā)了大腦資源的嚴(yán)重匱乏,進(jìn)而損傷執(zhí)行功能,但運(yùn)動(dòng)后釋放大腦資源是一個(gè)瞬間歸一化的過程。

表1 受試者基本情況

急性運(yùn)動(dòng)引起大腦神經(jīng)遞質(zhì)如多巴胺,腦源性神經(jīng)遞質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)的變化,在運(yùn)動(dòng)停止后運(yùn)動(dòng)引起神經(jīng)一些化學(xué)物質(zhì)的變化仍然存在,對(duì)刷新功能的有效影響依舊存在,進(jìn)而有效促使刷新功能的提高。

運(yùn)動(dòng)后30min,急性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能產(chǎn)生了負(fù)面影響,表現(xiàn)出損傷傾向,可能是60～70%心率儲(chǔ)備強(qiáng)度,30min的有氧自行車運(yùn)動(dòng)針對(duì)于平時(shí)鮮少運(yùn)動(dòng)的女大學(xué)生強(qiáng)度偏大,運(yùn)動(dòng)后30min運(yùn)動(dòng)引發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)的變化逐漸恢復(fù),但運(yùn)動(dòng)引發(fā)的身心疲勞依舊沒有消除,進(jìn)而表現(xiàn)為反轉(zhuǎn)損傷。因此大強(qiáng)度的急性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能的影響能持續(xù)到運(yùn)動(dòng)后30min,同時(shí)表現(xiàn)出損傷刷新功能的傾向。

圖1 1-back反應(yīng)時(shí)組別單獨(dú)效應(yīng)(P<0.01**;P<0.05*)

4 結(jié)語

60～70%心率儲(chǔ)備強(qiáng)度,持續(xù)30min的有氧功率自行車運(yùn)動(dòng),能有效促進(jìn)刷新功能,急性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)刷新功能的影響能持續(xù)到運(yùn)動(dòng)后30min,但是表現(xiàn)出反轉(zhuǎn)現(xiàn)象,表現(xiàn)為損傷刷新功能。

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G804

A

2095-2813(2015)09(c)-0030-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2015.27.030

浙江省教育廳2013年高等學(xué)校訪問學(xué)者專業(yè)發(fā)展項(xiàng)目,體育鍛煉對(duì)大學(xué)生自控能力的影響(FX2013088)。

彭艷芳(1981—),女,湖北十堰人,碩士,講師。