婁瑩 周成林 陸穎之

摘? ? 要：以生物運動光點視頻為刺激方式，探討不同體力活動水平大學生生物運動工作記憶加工的差異性特征。方法：通過64導腦電設備記錄18名高體力活動水平大學生（高體力活動組）和19名低體力活動水平大學生（低體力活動組）在生物運動工作記憶任務中的腦電（EEG）變化情況，在這一任務中的正確率和反應時作為行為評價指標，以alpha頻段能量、theta頻段能量和theta頻段能量/alpha頻段能量作為腦電指標。結(jié)果：高體力活動組的行為指標優(yōu)于低體力活動組，正確率組間差異顯著。高體力活動組在alpha頻段能量上顯著高于低體力活動組，并且在額區(qū)和中央?yún)^(qū)滿足高記憶負荷下的alpha頻段能量大于低記憶負荷。theta頻段能量和theta頻段能量/alpha頻段能量均存在組別與腦區(qū)的交互作用，且2組被試均滿足大腦額區(qū)>大腦中央?yún)^(qū)>大腦頂區(qū)>大腦枕區(qū)這一規(guī)律。結(jié)論：在進行生物運動工作記憶加工過程中，高體力活動水平的大學生有著更高的大腦喚醒水平和更好的行為表現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：生物運動;體力活動;工作記憶

中圖分類號：G 804.8? ? ? ? ? 學科代碼：040302? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract：Objective： Point light displays were used as the stimulating approach to explore the differences between different levels of physical activity in biological motion working memory of university students. Method： The electroencephalogram（EEG） data in biological motion working memory task were recorded in 19 participants with low physical activity and 18 participants high physical activity. Behavioral data of the participants were recorded including correct rate and response time were used as evaluation indicators of cognitive behavior. In terms of EEG， alpha（8-13 Hz）， theta（4-7 Hz） and theta/alpha were used as indicators for EEG changes. Results： The behavior of the high physical activity group was better than that of the low physical activity group， and there was a significant difference in the correct rate between the groups. The alpha energy value of the high physical activity group was significantly higher than that of the low physical activity group， and the alpha energy value under the high memory load condition was significantly higher than that of the low memory load condition in the frontal and central regions. Both theta energy value and theta/alpha ratio had interaction between groups and brain regions， and both groups met the rule of frontal area > central area > parietal area > occipital area. Conclusion： Individuals in the high physical activity group have greater levels of brain activation and better? cognitive behavior performance than those in the low physical activity group.

Keywords：biological motion; physical activity; working memory

在日常生活中，如何正確地認識和理解環(huán)境中生物的運動和行為，是個體與他人進行交流和互動的重要前提。而對生物運動信息的加工是人們與環(huán)境及他人進行互動的重要內(nèi)容之一，通過對生物運動的感知和加工，人們能夠在動態(tài)的自然環(huán)境中，推斷生物運動的意圖和目的，進而形成互動[1]。近年來，研究者從行為層面對生物運動信息的加工特征進行了探討，發(fā)現(xiàn)了大量可能影響生物運動信息加工的因素[2]，而除了認知風格等內(nèi)部因素外，外部因素（如體力活動等）是否也有可能影響個體對生物運動信息的認知加工呢？

隨著全民健身活動的開展，研究者越來越多地對體力活動促進認知加工的作用機制進行探索[3-4]。較高水平的體力活動有利于個體認知加工能力（工作記憶、注意轉(zhuǎn)換、抑制控制等）的發(fā)展和保持。工作記憶作為執(zhí)行功能的重要組成部分，是人們完成運算、推理、語言理解等高級認知活動的基礎(chǔ)[5]。研究發(fā)現(xiàn)，高水平體力活動能有效延緩老年人工作記憶的衰退[6-7]，也能促進學齡前兒童工作記憶能力的發(fā)展[8]。目前，尚未有研究對體力活動與生物運動工作記憶之間的關(guān)系進行探討。

與一般的視覺客體工作記憶不同，生物運動工作記憶有其相對獨立的加工和存儲機制，例如其在工作記憶中的復述需鏡像神經(jīng)元的參與，同時，工作記憶加工生物運動信息相關(guān)的過程也有別于一般視覺客體[9]。對生物運動信息進行加工的能力被認為是衡量個體社會認知水平的關(guān)鍵指標，例如研究發(fā)現(xiàn)，生物運動工作記憶的負荷可以預測個體的共情水平，這是視空間及視覺客體工作記憶無法實現(xiàn)的[10]。體力活動對視空間工作記憶的促進作用得到了大量研究證實，較高水平的體力活動和參與較多種類的體力活動都能夠有效提升人們運動知覺的敏感性，而運動知覺敏感性是提高個體生物運動知覺的關(guān)鍵因素[11]。盡管高水平體力活動對生物運動知覺有積極的促進作用，但這些結(jié)果并不適合直接推論為高水平體力活動對生物運動工作記憶產(chǎn)生的影響;因此，本研究將針對生物運動工作記憶，探索不同的體力活動水平對其產(chǎn)生的影響。

目前，在有關(guān)生物運動知覺和工作記憶加工的神經(jīng)機制的研究中，腦電（EEG）技術(shù)及與工作記憶相關(guān)的評價指標被廣泛地使用。theta頻段（4～7 Hz）的能量反映了工作記憶的信息編碼過程與表現(xiàn)過程[12-13]，并與大腦認知負荷呈正相關(guān)關(guān)系[14]。Neymotin等[15]研究視覺工作記憶的EEG信號時發(fā)現(xiàn)，theta頻段的能量隨認知負荷的增加而提高，而alpha頻段（8～13 Hz）的能量被認為是與大腦皮質(zhì)的激活或覺醒有關(guān)[16-17]，它與抑制性的加工呈正相關(guān)關(guān)系[18]。為了減少個體差異及不同認知任務帶來的影響，近年來，研究人員開始采用theta頻段能量與alpha頻段能量的比率評估工作記憶負荷對認知加工的影響[13，19]，并且發(fā)現(xiàn)，theta頻段能量/alpha頻段能量會隨著工作記憶難度的增大而提升[20]。因此，本研究中分別以theta頻段能量、alpha頻段能量及theta頻段能量/alpha頻段能量作為評判指標，探討不同生物運動工作記憶負荷對大腦認知加工的影響。

綜上所述，體力活動可以有效改善個體的認知水平，但這種認知水平的改善是否也會體現(xiàn)在生物運動工作記憶的加工過程中，目前尚不確定。因此，本研究將探索不同體力活動水平成年人生物運動工作記憶的加工特征。選取不同體力活動水平的大學生，使用“光點視頻”（PLD）記錄和比較其在不同工作記憶負荷下的大腦活動情況，揭示不同水平體力活動與生物運動工作記憶之間的關(guān)系。本研究假設：高水平體力活動個體在較高生物運動工作記憶負荷下，消耗的認知資源更少，效率更高，但體力活動水平不影響個體生物運動工作記憶的負荷。

1? ?研究對象與方法

1.1? 研究對象

研究共招募某高校大學生54人，根據(jù)國際體力活動調(diào)查問卷（IPAQ），以高強度體力活動≥3 d/W，且每周總體力活動≥3 500 MET-min/W的標準篩選出18人，組成為高體力活動組。其中，男性9人，年齡為（20.05±1.27）歲。同時以有無規(guī)律性的高強度體力活動且每周總體力活動<600 MET-min/W的標準篩選出19人，組成低體力活動組[21]。其中，男性9人，年齡為（19.67±1.45）歲。被試基本信息見表1，所有被試視力正常或矯正視力正常，無色盲。被試均自愿參與本研究，并簽署知情同意書。

1.2? 實驗設計

本實驗為兩因素混合實驗設計，組別（高體力活動組和低體力活動組）為被試間變量，工作記憶負荷（低等、中等、高等）為被試內(nèi)變量。因變量包括行為反應（反應時間、反應正確率）和大腦活動情況（alpha頻段能量、theta頻段能量及theta頻段能量/alpha頻段能量）。

1.3? 實驗儀器及設備

本實驗設備包括1臺安裝運行程序的筆記本電腦和1臺用于刺激呈現(xiàn)的筆記本電腦，其分辨率為1 024×768，刷新頻率為100 Hz。被試的腦電采集使用德國Brain Products公司的記錄系統(tǒng)，采樣率為500 Hz。64個電極點按照國際10-20標準分布于腦電帽，佩戴于被試頭部完成腦電采集。

1.4? 實驗材料

本實驗以經(jīng)典的PLD[22]為識記資料，在來自于 Vanire和Verfaillie的數(shù)據(jù)庫[23]中，選取18個時長為1 s的PLD，每1種PLD皆由13個光點構(gòu)成。實驗中刺激均在電腦顯示器上呈現(xiàn)，屏幕背景為黑色，被試眼睛距離電腦屏幕大約60 cm。

1.5? 實驗過程

實驗采用生物運動工作記憶的變化覺察任務（the change detection task），實驗流程如圖1所示，本實驗在經(jīng)典的變化覺察范式基礎(chǔ)上添加了同步的數(shù)字復述任務，以防止被試使用語音編碼策略[24]。呈現(xiàn)3個隨機數(shù)字，要求被試大聲復述，時長為500 ms，隨后呈現(xiàn)一個注視點，呈現(xiàn)時長為1 000 ms，提醒被試將進行PLD記憶任務。在記憶項部分：屏幕上會出現(xiàn)2～4個PLD，呈現(xiàn)的時長分別為2 000、3 000或4 000 ms。2 000 ms的注視點后，呈現(xiàn)隨機PLD的檢測項。隨后出現(xiàn)1個紅色問號，要求被試判斷檢測項的PLD是否在記憶項中出現(xiàn)過，若出現(xiàn)過，按J鍵，反之，則按F鍵。按鍵后，出現(xiàn)1 000 ms時長的注視點，最后呈現(xiàn)1個數(shù)字，要求被試判斷該數(shù)字是否在數(shù)字復述任務中出現(xiàn)過，按X鍵判斷為“是”，按Z鍵判斷為“否”，2個判斷均需在1 000 ms內(nèi)完成。

實驗共3組，每組30個試次。3組任務難度由低到高，分別為2個PLD、3個PLD和4個PLD。所有任務呈現(xiàn)與控制均通過Matlab2014a及Psychtoolbox工具包實現(xiàn)。正式實驗前，被試進行30個試次的練習（練習試次為2個PLD），確保被試完全了解實驗流程后正式開始實驗，被試在每組任務之間有3 min休息時間，整個實驗共90 min。

1.6? 數(shù)據(jù)采集與分析

1.6.1? 行為數(shù)據(jù)采集與分析

行為數(shù)據(jù)由Matlab2014a軟件記錄采集，分析指標為被試判斷光點視頻的反應時和正確率及數(shù)字任務正確率;通過IBM SPSS Statistics 19軟件，使用重復測量方差分析對2組數(shù)據(jù)進行處理。

1.6.2? EEG數(shù)據(jù)采集與分析

腦電數(shù)據(jù)采集將FCz電極點作為參考電極，AFz電極點作為接地電極在線采集。分別放置右眼眶外側(cè)水平眼電（HEOG）、左眼眶正下方垂直眼電（VEOG），并確保頭皮與電極之間的阻抗小于10 kΩ。根據(jù)被試情況調(diào)整顯示高度，并在數(shù)據(jù)采集過程中，要求被試雙腳平放，并盡量減少肩部和頭部活動，保持眼睛與顯示器中心處于同一高度。

在線采集腦電數(shù)據(jù)后，采用Brain Production Analyzer 2.1軟件進行離線分析。首先進行重參考，選擇雙耳乳突（TP9和TP10）為新參考電位，并將參考電極FCz點還原為記錄電極。以低通70 Hz，高通0.3 Hz，斜度24 dB/oct為標準進行帶通濾波，之后通過獨立成分分析進行半自動去眼電偽跡，將各組的EEG數(shù)據(jù)以1 s為單位進行分段，分段后通過快速傅立葉變換將其從時域信息轉(zhuǎn)為頻域信息。在對數(shù)據(jù)進行基線校正后，進行疊加，并計算得到alpha頻段能量、theta頻段能量和theta頻段能量/alpha頻段能量。

根據(jù)已有研究及腦地形圖，分別選取大腦額區(qū)（F1、F2、Fz）、大腦中央?yún)^(qū)（C1、C2、Cz）、大腦頂區(qū)（P1、P2、Pz）及大腦枕區(qū)（O1、O2、Oz）4個腦區(qū)，對各腦區(qū)的電極點進行平均以計算各個腦區(qū)的alpha頻段能量、theta頻段能量及theta頻段能量/alpha頻段能量。進行2（組別）×3（2PLD、3PLD、4PLD）×4（F區(qū)、C區(qū)、P區(qū)、O區(qū)）的重復測量方差分析。對不滿足球形檢驗的統(tǒng)計量采用Greenhouse-Geisser法矯正自由度和P值，事后比較采用Bonferroni法進行校正，本研究中的多重比較P值均為校正值，P<0.05為顯著，η2為效果量。

為進一步探討在不同記憶負荷下，不同體力活動水平的個體行為表現(xiàn)和大腦活動的差異，將各記憶負荷下，各組的行為指標（正確率、反應時）和大腦活動指標（4個腦區(qū)的alpha頻段能量、theta頻段能量及theta頻段能量/alpha頻段能量）進行皮爾遜相關(guān)分析。

2? ?結(jié)果

2.1? 行為結(jié)果分析

數(shù)字復述任務的正確率統(tǒng)計結(jié)果顯示，2組正確率分別為92%和97%，根據(jù)先前的研究[25]，認為數(shù)字任務的正確率在90%以上時，被試對數(shù)字任務進行了有效的加工。

生物運動工作記憶任務的行為結(jié)果如圖2所示，正確率組別主效應顯著（F（1，35）=8.563，P=0.006，η2=0.197），高體力活動組正確率顯著高于低體力活動組（P=0.006），認知任務主效應顯著（F（2，70）=18.916，P<0.001，η2=0.351），事后檢驗發(fā)現(xiàn)低等記憶負荷下的正確率顯著高于中等記憶負荷（P=0.023）和高等記憶負荷（P<0.001），而中等記憶負荷正確率顯著高于高等記憶負荷（P=0.003）。而認知任務與組別的交互作用不顯著（F（2，70）=0.550，P=0.579，η2=0.15）。

反應時結(jié)果發(fā)現(xiàn)，認知任務主效應顯著（F（2，70）=7.664，P=0.001，η2=0.180），事后檢驗發(fā)現(xiàn)高等記憶負荷下的反應時高于低等記憶負荷下的反應時（P=0.004），而中等記憶負荷下的反應時顯著高于低等記憶負荷下的反應時（P=0.034）。但組別主效應（F（1，35）=3.233，P=0.081，η2=0.085）及任務與組別交互作用（F（2，70）=0.376，P=0.688，η2=0.11。）均不顯著。

2.2? EEG結(jié)果分析

2.2.1? 不同腦區(qū)的alpha頻段能量分析

alpha頻段能量的結(jié)果表明（如圖3A和3B所示），組別主效應顯著（F（1，35）=6.744，P=0.014，η2=0.162），事后檢驗發(fā)現(xiàn)高體力活動組被試的alpha頻段能量顯著高于低體力活動組（P=0.014）。腦區(qū)主效應顯著（F （3，33）=9.225，P<0.001，η2=0.456），任務與腦區(qū)交互作用顯著（F （6，30）=3.411，P=0.011，η2=0.406）。任務與腦區(qū)alpha頻段能量的交互作用顯示，通過簡單效應分析發(fā)現(xiàn)，不同認知負荷對alpha頻段能量的誘發(fā)差異主要發(fā)生在大腦額區(qū)，即高等工作記憶負荷顯著大于低等工作記憶負荷誘發(fā)的alpha頻段能量（P=0.018），大腦中央?yún)^(qū)高等工作記憶負荷誘發(fā)的alpha頻段能量顯著大于低等工作記憶負荷誘發(fā)的alpha頻段能量（P=0.018）。經(jīng)相關(guān)性檢驗發(fā)現(xiàn)，高體力活動組在中強度工作記憶負荷下，大腦額區(qū)的alpha頻段能量與反應時呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.507，P=0.032）。

另外，任務主效應（F （2，34）=0.841，P=0. 440，η2=0.047）、任務與組別的交互作用（F （2，34）=0.254，P=0.778，η2=0.015）、組別與腦區(qū)的交互作用（F （3，33）=1.230，P=0.314，η2=0. 101）及任務、腦區(qū)與組別的交互作用（F （6，30）=0.534，P=0.778，η2=0.096）均不顯著。

2.2.2? 不同腦區(qū)的theta頻段能量比較

theta頻段能量結(jié)果表明（如圖3C和3D所示），組別主效應不顯著（F （1，35）=1.118，P=0.298，η2=0.031），工作記憶負荷主效應不顯著（F （2，34）=0.284，P=0.782，η2=0.014），組別與腦區(qū)的交互作用顯著（F （3，33）=3.162，P=0.037，η2=0.223），工作記憶負荷與組別的交互作用（F （2，34）=0.542，P=0.587，η2=0.031）、工作記憶負荷與腦區(qū)交互作用（F （6，30）=1.723，P=0.150，η2=0.256）及工作記憶負荷、腦區(qū)與組別的交互作用（F （6，30）=1.426，P=0.238，η2=0.222）均不顯著。腦區(qū)主效應顯著（F （3，33）=97.834，P<0.001，η2=0.899），通過事后檢驗發(fā)現(xiàn)，大腦額區(qū)theta頻段能量顯著高于大腦中央?yún)^(qū)（P<0.001）、大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦中央?yún)^(qū)theta頻段能量顯著高于大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦頂區(qū)theta頻段能量顯著高于大腦枕區(qū)（P<0.001）。組別與腦區(qū)的交互作用顯著（如前述），通過簡單效應分析發(fā)現(xiàn)低體力活動組和高體力活動組均滿足額區(qū)theta頻段能量顯著高于大腦中央?yún)^(qū)（P<0.001）、大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦中央?yún)^(qū)theta頻段能量顯著高于大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001），大腦頂區(qū)theta頻段能量顯著高于大腦枕區(qū)（P<0.001）。

2.2.3? 不同腦區(qū)的theta頻段能量/alpha頻段能量分析

theta頻段能量/alpha頻段能量的結(jié)果表明，工作記憶負荷主效應顯著（F （2，34）=3.303，P=0.049，η2=0.163）。通過事后檢驗發(fā)現(xiàn)，低等工作記憶負荷高于高等工作記憶負荷（P =0.043），腦區(qū)主效應顯著（F（3，33）=97.978，P<0.001，η2=0.899）。通過事后檢驗發(fā)現(xiàn)，大腦額區(qū)顯著高于大腦中央?yún)^(qū)（P<0.001）、大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦中央?yún)^(qū)顯著高于大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦頂區(qū)顯著高于大腦枕區(qū)（P<0.001）。工作記憶負荷與腦區(qū)交互作用顯著（F （6，30）=6.120，P<0.001，η2=0.550），如圖3E所示。通過簡單效應分析發(fā)現(xiàn)，3個實驗條件均滿足大腦額區(qū)顯著高于大腦中央?yún)^(qū)（P<0.001）、大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦中央?yún)^(qū)顯著高于大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦頂區(qū)顯著高于大腦枕區(qū)（P<0.001）。同時，在各個腦區(qū)，不同工作記憶負荷誘發(fā)的theta頻段能量/alpha頻段能量的不同僅出現(xiàn)在大腦額區(qū)，即低等工作記憶負荷高于中等工作記憶負荷（P=0.024）和高等工作記憶負荷（P=0.006）。組別與腦區(qū)的交互作用顯著（F （3，33）=4.057，P=0. 015，η2=0.269），如圖3F所示。通過簡單效應分析發(fā)現(xiàn)，低體力活動組和高體力活動組均滿足大腦額區(qū)顯著高于大腦中央?yún)^(qū)（P<0.001）、大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦中央?yún)^(qū)顯著高于大腦頂區(qū)（P<0.001）和大腦枕區(qū)（P<0.001）;大腦頂區(qū)顯著高于大腦枕區(qū)（P<0.001）。同時，在大腦額區(qū)，高體力活動組theta頻段能量/alpha頻段能量顯著低于低體力活動組（P=0.026）。

此外，組別主效應（F（1，35）=2.952，P=0.095，η2=0.078）、工作記憶負荷與組別的交互作用（F（2，34）=0.095，P=0.909，η2=0.006）及工作記憶負荷、腦區(qū)與組別的交互作用（F （6，30）=1.219，P=0.324，η2=0.196）均不顯著。

3? ?討論

本研究通過對不同工作記憶負荷下，2組大學生認知行為績效和大腦活動特征的比較發(fā)現(xiàn)，在行為層面，高體力活動組的生物運動工作記憶正確率優(yōu)于低體力活動組;同時，隨著工作記憶負荷的增大，被試的行為表現(xiàn)會下降。在電生理層面，組別優(yōu)勢主要表現(xiàn)在alpha頻段，高體力活動組比低體力活動組誘發(fā)更多的alpha頻段活動，工作記憶負荷與腦區(qū)存在交互作用，并且在額區(qū)和中央?yún)^(qū)均出現(xiàn)了高等記憶負荷下alpha頻段能量大于低等記憶負荷下的結(jié)果，特別是高體力活動組在中等記憶負荷下，其額區(qū)所誘發(fā)的alpha頻段能量與反應時間成正相關(guān);theta頻段能量和theta頻段能量/alpha頻段能量均出現(xiàn)了組別與腦區(qū)的交互作用，且2組被試均滿足大腦額區(qū)>大腦中央?yún)^(qū)>大腦頂區(qū)>大腦枕區(qū)這一規(guī)律，而工作記憶負荷效應則發(fā)生在theta頻段能量/alpha頻段能量這一指標上，低等記憶負荷下該指標最高，而高等記憶負荷下，該指標最低并且兩者具有顯著差異。上述結(jié)果說明了不同體力活動水平個體在生物運動工作記憶時所誘發(fā)的大腦活動和加工策略存在差異。

3.1? 不同體力活動水平大學生生物運動工作記憶加工的行為特征

高體力活動組被試的數(shù)字復述正確率高于低體力活動組被試。由此推測，較高水平的體力活動可以對大學生生物運動工作記憶產(chǎn)生積極影響，這與已有研究結(jié)果一致，例如：有研究發(fā)現(xiàn)，高水平的體力活動對兒童的認知水平和學業(yè)成績都有顯著的促進作用[26];在老年人群中，體力活動水平越高，工作記憶的表現(xiàn)越好[27]。同時，本研究結(jié)果也顯示，生物運動工作記憶負荷對個體工作記憶的表現(xiàn)具有顯著影響，且不受體力活動水平的調(diào)節(jié)。對于2組被試，其工作記憶的正確率隨著工作記憶負荷的增加而下降，工作記憶的反應時隨著工作記憶負荷增加而延長。

雖然已有大量研究證實了體力活動對視空間工作記憶的記憶負荷、加工速度有積極作用，但本研究發(fā)現(xiàn)，對于生物運動信息的工作記憶加工過程，體力活動的促進作用僅體現(xiàn)在正確率上，對加工速度及記憶負荷的影響并不明顯。這可能與生物運動工作記憶的加工方式有關(guān)。與一般視空間信息不同，對生物運動信息的工作記憶編碼包括了時間序列上的加工，是一種細節(jié)信息的整合，其編碼和復核比單一的視空間信息需要更多的認知資源，而這一過程，受知覺者加工信息（如認知風格）和知覺對象的基本特征（如光點數(shù)量、持續(xù)時間）影響。在本研究中，隨著工作記憶負荷的增大，被試進行信息加工的持續(xù)時間也在增多，這可能是導致體力活動促進作用僅體現(xiàn)在加工正確率上的原因。

3.2? 不同體力活動水平大學生生物運動工作記憶加工的大腦認知負荷特征

本研究通過記錄大腦活動情況，比較和分析不同體力活動水平大學生在加工不同負荷工作記憶時大腦的激活特征。從結(jié)果來看，高體力活動組和低體力活動組被試的alpha頻段能量存在顯著的組間差異。高體力活動組被試的alpha頻段能量值顯著高于低體力活動組，并且在大腦額區(qū)、大腦中央?yún)^(qū)、大腦頂區(qū)和大腦枕區(qū)4個腦區(qū)均得到體現(xiàn)。已有研究發(fā)現(xiàn)，在認知過程中alpha頻段能量越高，大腦的喚醒水平越低[15]，認知加工的效率越高。本研究認為，被試在生物運動工作記憶加工的過程中，高體力活動組被試的alpha頻段能量較高，說明其大腦的喚醒水平也較高，因此，高體力活動組被試在進行生物運動工作記憶加工時的神經(jīng)效率更高。另外，記憶負荷對認知產(chǎn)生影響主要發(fā)生在額區(qū)位置。額區(qū)在工作記憶的過程中發(fā)揮著重要的作用。已有研究認為，額區(qū)損傷者執(zhí)行空間工作記憶[28]和視空間工作記憶[29]任務的行為結(jié)果顯著低于正常人。本研究的結(jié)果顯示，在大腦額區(qū)高體力活動組被試完成生物運動工作記憶任務的水平顯著高于低體力活動組，因此，高體力活動組被試在進行生物運動工作記憶時的大腦喚醒效率更高，而大腦額區(qū)在信息加工過程中的喚醒程度受工作記憶負荷的調(diào)節(jié)最為明顯。

從theta頻段能量結(jié)果來看，組別與腦區(qū)存在顯著的交互作用，且高低體力活動組被試4個腦區(qū)的激活水平均滿足大腦額區(qū)>大腦中央?yún)^(qū)>大腦頂區(qū)>大腦枕區(qū)的規(guī)律，但在theta頻段并沒有發(fā)現(xiàn)2組之間的體力活動水平的差異。因此，本研究中不同體力活動水平和不同工作記憶負荷下，大學生在進行生物運動信息工作記憶加工時調(diào)用的認知資源并未表現(xiàn)出差別。在分析theta頻段能量/alpha頻段能量指標時，發(fā)現(xiàn)了工作記憶負荷的調(diào)節(jié)，低等記憶負荷的theta頻段能量/alpha頻段能量指標值顯著高于高等記憶負荷下該指標值。在已有的研究中，把theta頻段能量/alpha頻段能量作為評價認知負荷的敏感指標，這一指標將工作記憶與認知資源的調(diào)用和個體的大腦皮層喚醒水平進行了標準化，比單一的theta頻段能量或alpha頻段能量對工作記憶負荷的評價更加精準[30-31]。但已有研究顯示，theta頻段能量/alpha頻段能量指標值會隨著認知任務難度的提升而增大，但在本研究中，工作記憶負荷增加時，theta頻段能量/alpha頻段能量指標值反而會下降。這可能與本研究中知覺對象呈現(xiàn)的時間長短有關(guān)，雖然工作記憶負荷增大，并且不一定要提高認知任務難度，持續(xù)時間也會隨之增多。

3.3? 不足與展望

雖然本研究試圖研究體力活動與生物運動工作記憶之間的規(guī)律，并得到了一些初步的結(jié)論，但仍存在局限。本研究中雖然以調(diào)節(jié)工作記憶負荷作為認知任務難度的變量，對認知任務難度的其他方面沒有進行控制，這可能影響了研究結(jié)果。進一步的研究可調(diào)整光點數(shù)量或持續(xù)時間，調(diào)節(jié)認知任務的難度，通過增加認知資源的調(diào)用負荷探討體力活動對生物運動的工作記憶加工策略的影響。

4? ?結(jié)論

高水平體力活動的大學生在認知行為表現(xiàn)上具有對生物運動工作記憶加工優(yōu)勢，表現(xiàn)出更高的再認正確率，同時，這種工作記憶加工優(yōu)勢在大腦活動的頻率特征上主要表現(xiàn)在alpha頻段的變化，高體力活動水平大學生的alpha頻段激活效果顯著優(yōu)于低體力活動水平的大學生。說明其在對生物運動工作記憶加工的過程中，有著更高的神經(jīng)加工效率和大腦喚醒水平。

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