陳愛國，熊 軒，朱麗娜，董曉曉，王 葦

（1.揚州大學(xué) 體育學(xué)院，江蘇 揚州 225127；2.揚州大學(xué)哲學(xué)社會科學(xué)重點研究基地“體育運動與腦科學(xué)研究所”，江蘇 揚州 225127；3.揚州大學(xué)附屬醫(yī)院，江蘇 揚州 225127）

腦智（brain and mind）是腦與智的統(tǒng)稱（賀永 等，2018；Steck et al.，2016），腦智提升是國際組織、各國政府普遍關(guān)注的重要課題，是世界各國爭奪人類潛能開發(fā)的制高點。我國有2億多兒童青少年，研究其腦智發(fā)育規(guī)律及提升，不僅是促進(jìn)和保障兒童青少年健康的重要前提，也是遵循規(guī)律辦教育的重要依據(jù)，對國家的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響，能夠滿足兒童青少年健康成長和基礎(chǔ)教育的重大國家戰(zhàn)略需求?！皟和嗌倌昴X智發(fā)育項目”是“中國腦計劃”中一個不可或缺的重要內(nèi)容，開發(fā)中國兒童青少年腦智潛能成為研究重點（朱麗，2017）。

近年來，不斷增加的研究證據(jù)發(fā)現(xiàn)，體育運動能夠促進(jìn)兒童青少年腦的可塑性（El-Sayes et al.，2019）、記憶（Charles et al.，2019）、執(zhí)行功能（陳愛國，2016）等的發(fā)展，提示體育運動是提升兒童青少年腦智的有效手段。加之，體育運動具有低成本、易開展、副作用小、可以整合到教育或治療中等顯著優(yōu)勢，體育運動與兒童青少年腦智提升的關(guān)系研究日益受到廣泛的關(guān)注和探索。但迄今為止，該領(lǐng)域相關(guān)的研究證據(jù)缺乏整合，理論亟需創(chuàng)新?；诖耍疚木C述體育運動提升兒童青少年腦智的證據(jù)和理論，并指出未來研究方向。

1 體育運動與兒童青少年腦智提升：研究證據(jù)

腦智的變化主要涉及腦（內(nèi)在物質(zhì)）和智（與認(rèn)知相關(guān)的外顯行為）兩方面的改變。腦是智的基礎(chǔ)，智是腦的外顯，腦和智的關(guān)系是辯證統(tǒng)一的（圖1）。鑒于腦智改變主要涉及腦與智兩方面，本部分即以這兩個方面為主軸，回顧體育運動與兒童青少年腦智提升的研究證據(jù)。

圖1 腦智的概念示意圖Figure 1.The Concept Schematic of Brain and Mind

1.1 體育運動改造兒童青少年腦

腦的改變涉及腦內(nèi)在物質(zhì)生理活動變化，主要包括分子、細(xì)胞、系統(tǒng)3個層面的變化。其中，系統(tǒng)層面包括結(jié)構(gòu)形態(tài)的改變和功能網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)兩種類型。

1.1.1 分子層面的證據(jù)

腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）、胰島素樣生長因子-1（insulin like growth factor 1，IGF-1）、神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）、成纖維細(xì)胞生長因子-2（fibroblast growth factor 2，F(xiàn)GF-2）和血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等分子對神經(jīng)元的生長發(fā)育、突觸的形成和血管的生成具有促進(jìn)作用。研究發(fā)現(xiàn)，體育運動可通過改變腦內(nèi)或外周的 BDNF（Griffin et al.，2011）、IGF-1（Stein et al.，2018）、NGF（Hong et al.，2015）、FGF-2（Gómez-Pinilla et al.，1997）和VEGF（Fabel et al.，2003）濃度水平，進(jìn)而改善腦，而單一分子作用和分子間相互作用是其兩種主要機制。

在單一分子作用研究中發(fā)現(xiàn)，體育運動分別通過引起B(yǎng)DNF、IGF-1、VEGF和FGF-2水平的升高引起腦的改變。其中，BDNF和IGF-1在眾多分子研究中最受關(guān)注，被認(rèn)為是運動引起腦改變的關(guān)鍵分子，如，自愿跑輪運動能夠提高25天齡大鼠海馬中的BDNF水平（Uysal et al.，2014），跑步運動可以使海馬中IGF-1水平上升（Bayod et al.，2011）。而在以人為被試的研究中，體育運動是否能夠引起B(yǎng)DNF、IGF-1水平的變化還存在爭議，可能與不同的運動劑 量（Knaepen et al.，2010）和運 動 類 型（Lippi et al.，2020）有關(guān)；另一方面，在分子間相互作用的研究中，運動對腦產(chǎn)生的影響可能不是來源于單一的分子，而是由于眾多的分子協(xié)同作用，產(chǎn)生互補的功能效應(yīng)。其中，研究較多的集中于BDNF和IGF-1兩者的相互作用。在BDNF和IGF-1的關(guān)系中，運動可以引起B(yǎng)DNF水平的增加，而BDNF水平的改變則取決于IGF-1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的攝?。–hen et al.，2007），當(dāng)對IGF-1的信號進(jìn)行阻斷時也會降低運動對BDNF的增加（Cotman et al.，2007；Ding et al.，2006）。因此，雖然BDNF、IGF-1分別為介導(dǎo)運動引起腦改變的兩條途徑，但它們之間的關(guān)系可能是相互依存的。

以上研究表明，BDNF、IGF-1和VEGF等分子的單一作用和分子間相互作用是體育運動改造腦的重要機制，但體育運動引起分子水平變化的劑量效應(yīng)，以及體育運動的類型與不同分子的關(guān)系仍需深入探究。

1.1.2 細(xì)胞層面的證據(jù)

細(xì)胞能夠展現(xiàn)出一系列的可塑性變化，但受限于技術(shù)原因，目前還無法在人類身上實現(xiàn)無創(chuàng)的收集細(xì)胞水平證據(jù)。因此，該領(lǐng)域主要運用動物模型開展實驗。其優(yōu)勢在于不僅可以精確測量細(xì)胞水平指標(biāo)，還可以嚴(yán)格控制外部環(huán)境和混淆變量，使實驗更具科學(xué)性。動物實驗研究表明，運動可以通過改變細(xì)胞水平的可塑性影響大腦（Bechara et al.，2013；Hopkins et al.，2010）。

血管新生（agniogenesis）是指新血管的形成和發(fā)育，包括內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移、細(xì)胞間黏附、排成直線及形成開放的腔樣結(jié)構(gòu)等。研究發(fā)現(xiàn)，運動能夠引起微血管密度增加，表明運動可以引起血管新生（Ding et al.，2006；Lista et al.，2010）。神經(jīng)發(fā)生（neurogenesis）是指神經(jīng)干細(xì)胞或神經(jīng)祖細(xì)胞在誘導(dǎo)因素下產(chǎn)生新神經(jīng)元。成年中樞神經(jīng)系統(tǒng)仍存在神經(jīng)發(fā)生，特別是海馬齒狀回部位終身保持生成新神經(jīng)元的能力。而運動可增強海馬齒狀回部神經(jīng)干細(xì)胞或神經(jīng)祖細(xì)胞的增殖、遷移、存活和分化，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生。如，7周的運動干預(yù)可以增加小鼠海馬齒狀回的細(xì)胞數(shù)量，促使海馬區(qū)的神經(jīng)發(fā)生（Hwang et al.，2016）。膠質(zhì)發(fā)生（gliogenesis）是指神經(jīng)祖細(xì)胞在神經(jīng)元產(chǎn)生后產(chǎn)生膠質(zhì)細(xì)胞，對神經(jīng)元起到支持、營養(yǎng)和協(xié)助代謝的重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，4周跑臺運動可以促使應(yīng)激模型大鼠海馬區(qū)膠質(zhì)細(xì)胞生成（戈含笑等，2017）。突觸發(fā)生（synaptogenesis）是指神經(jīng)元之間的突觸形成，具體表現(xiàn)為突觸結(jié)構(gòu)的可塑性和突觸傳遞的可塑性。研究發(fā)現(xiàn)，運動可以通過改變突觸結(jié)構(gòu)參數(shù)、突觸數(shù)量以及突觸線粒體結(jié)構(gòu)等促進(jìn)突觸結(jié)構(gòu)的可塑性（任姍姍等，2010；Dietrich et al.，2008）。

以上研究表明，體育運動可以引起血管新生、神經(jīng)發(fā)生、膠質(zhì)發(fā)生和突觸發(fā)生等細(xì)胞層面的可塑性變化。但由于技術(shù)限制，目前對細(xì)胞層面的研究仍很難在人體上無創(chuàng)開展，已有的研究結(jié)果大多為動物模型研究，且集中于成年期動物，未來研究可以更多以幼年期動物為對象，探索體育運動對腦細(xì)胞層面的影響。

1.1.3 系統(tǒng)層面的證據(jù)

隨著腦成像技術(shù)的快速發(fā)展，研究者能夠在不侵入和傷害人體的情況下，觀測腦的結(jié)構(gòu)（白質(zhì)、灰質(zhì)）和功能活動（腦激活模式和腦網(wǎng)絡(luò)連接）特征。借助神經(jīng)電生理技術(shù)[如腦電圖法（electroencephalography，EEG）、事件相關(guān)電位（event-related potential，ERP）等]、功能近紅外共譜技術(shù)（functional near-infrared spectrophotometry，fNIRS）和多模態(tài)磁共振成像技術(shù)（multi-modal magnetic resonance imaging，MRI）的研究成果表明，體育運動能夠改變腦結(jié)構(gòu)形態(tài)和功能活動的可塑性。

灰質(zhì)，是人腦神經(jīng)元胞體主要聚集的結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)信息的處理，是腦的核心物質(zhì)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)磁共振成像能夠清晰地揭示體育運動對灰質(zhì)皮層體積和皮層厚度等腦皮層發(fā)育形態(tài)的影響。如，長期的運動干預(yù)使得聾啞兒童前額葉、扣帶回、頂葉和小腦灰質(zhì)體積減少（陳愛國等，2018），肥胖兒童的全腦皮層和小腦灰質(zhì)體積增加（Augustijn et al.，2019），腦腫瘤術(shù)后康復(fù)兒童的頂葉、海馬旁回的灰質(zhì)皮層厚度增加（Szulc-Lerch et al.，2018），表明運動干預(yù)能夠?qū)е聝和嗌倌昴X灰質(zhì)皮層的結(jié)構(gòu)可塑性改變。

白質(zhì)，是由被髓鞘包覆的神經(jīng)元軸突組成，連接著不同的大腦皮層區(qū)域，負(fù)責(zé)彼此間信息的傳遞、共享和協(xié)調(diào)（Barnea-Goraly et al.，2005）。彌散張量成像可評估體育運動對腦白質(zhì)纖維完整性的影響。長期規(guī)律的運動干預(yù)改善了肥胖（Krafft et al.，2014c）、超重（Schaeffer et al.，2014）、聾啞兒童（Xiong et al.，2018）的白質(zhì)發(fā)育完整性和認(rèn)知相關(guān)行為表現(xiàn)。長期的運動技能訓(xùn)練也會導(dǎo)致白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)完整性的可塑性變化，如，鋼琴家、籃球運動員和手球運動員的注意系統(tǒng)及皮層下系統(tǒng)均存在白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)差異（任占兵等，2019）。這些研究都證實了體育運動對兒童青少年白質(zhì)結(jié)構(gòu)的有益影響。

腦激活模式，是指當(dāng)人腦對外界刺激進(jìn)行響應(yīng)和加工時，形成的基于任務(wù)的、穩(wěn)定的腦功能活動模式。基于ERP、fNIRS和MRI技術(shù)能夠?qū)崟r探測人腦對外界刺激的響應(yīng)和加工過程。目前，研究發(fā)現(xiàn)，短時運動會對兒童青少年完成工作記憶（Chen et al.，2016；Li et al.，2014）、認(rèn)知控制（Drollette et al.，2014）、認(rèn)知靈活性（李琳 等，2014）、食物-線索（Masterson et al.，2018）等特定任務(wù)相關(guān)的腦激活模式和特定時間窗內(nèi)的ERP成分產(chǎn)生積極影響（Bidzan-Bluma et al.，2018；Chu et al.，2017），完成認(rèn)知任務(wù)的行為表現(xiàn)也得到提升。長期規(guī)律的運動干預(yù)研究也發(fā)現(xiàn)，正常（Chaddock-Heyman et al.，2013）、肥胖（Davis et al.，2011；Krafft et al.，2014b）、聾?。悙蹏?016）等兒童在完成特定認(rèn)知任務(wù)時，腦激活模式會發(fā)生可塑性改變，且伴隨著行為表現(xiàn)的改善。以上研究提示，體育運動對腦激活模式的可塑性有積極影響。

腦網(wǎng)絡(luò)，人腦的認(rèn)知活動是基于多個腦區(qū)交互與作用而形成的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)完成的，即使不執(zhí)行任何任務(wù)，這些網(wǎng)絡(luò)也可以被觀察到，主要包括結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和功能網(wǎng)絡(luò)兩類（涂燊等，2013）?；贓EG和MRI的分析可以考察腦網(wǎng)絡(luò)的可塑性變化。已有研究證實，運動干預(yù)能夠改善兒童青少年的執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)、突出網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)和運動網(wǎng)絡(luò)等功能網(wǎng)絡(luò)（朱麗娜，2017；Amad et al.，2017；Krafft et al.，2014a），以及腦電圖電位活動（Huang et al.，2017，2018）和灰質(zhì)、白質(zhì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的連接（Chaddock-Heyman et al.，2018；Pi et al.，2019），且隨著時間的推移，表現(xiàn)出更多的空間活動的精細(xì)化和專門化。以上研究提示，體育運動對兒童青少年腦網(wǎng)絡(luò)具有積極的協(xié)同與優(yōu)化作用。

綜上所述，不斷增加的隨機對照研究均揭示了體育運動在改變兒童青少年腦結(jié)構(gòu)形態(tài)和功能活動可塑性中的因果效應(yīng)，長期運動和短時運動均能夠促進(jìn)腦的可塑性變化，且在正常及特殊兒童群體中都顯示出特異性作用。然而，也有研究提出，運動對腦智發(fā)展的積極作用可能在兒童和老年人群中較為突出，在青少年或年輕人群中，運動的促進(jìn)作用還存在一定爭議（Hillman et al.，2008），這可能是橫斷面的研究設(shè)計缺陷、樣本量較小以及運動干預(yù)的劑量設(shè)置偏差等原因?qū)е碌模≒ontifex et al.，2018；Ruotsalainen et al.，2019；Stroth et al.，2009）。總體來看，研究結(jié)論仍然支持運動對兒童青少年腦的功能和結(jié)構(gòu)的積極效應(yīng)，但體育運動對腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和功能網(wǎng)絡(luò)的交互影響和耦合關(guān)系還有待深入的研究，如白質(zhì)和灰質(zhì)發(fā)育是否存在相互依賴和協(xié)同的交互關(guān)系，體育運動如何對腦結(jié)構(gòu)發(fā)育形態(tài)同步關(guān)系產(chǎn)生影響等。

1.2 體育運動提升兒童青少年智

智的改變主要涉及與認(rèn)知相關(guān)的外顯行為表現(xiàn)變化（如注意、執(zhí)行功能、學(xué)習(xí)與記憶、社會認(rèn)知、語言等）。目前，執(zhí)行功能、記憶和學(xué)業(yè)成就是該領(lǐng)域最受關(guān)注的方面。

執(zhí)行功能，是指在完成復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)時，對各種基本認(rèn)知過程進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制的高級認(rèn)知過程。根本目的是產(chǎn)生具有目的性、協(xié)調(diào)有序的行為（Funahashi，2001）。體育運動對兒童青少年執(zhí)行功能的影響研究，主要集中在劑量效應(yīng)的探索和提升兒童青少年執(zhí)行功能的運動方案研發(fā)。劑量效應(yīng)的研究指出，30 min以上（陳愛國，2016）、中等強度（陳愛國 等，2011；Ludyga et al.，2016）、有氧（顏軍等，2014）、合作類型（陳愛國，2016）的運動，對改善兒童青少年的執(zhí)行功能效果更佳。提升兒童青少年執(zhí)行功能的運動干預(yù)方案研究則證實，針對性開發(fā)的體育運動干預(yù)方案不僅能夠促進(jìn)普通兒童的執(zhí)行功能（Ishihara et al.，2018），還能夠改善肥胖（Crova et al.，2014）、注意缺陷多動障礙（Kim，2018）、自閉癥（Pan et al.，2017）、學(xué)習(xí)困難（潘家禮 等，2016；殷恒嬋 等，2017）、聾?。╔iong et al.，2018）、留守（陳愛國，2016）等特殊兒童的執(zhí)行功能；發(fā)育障礙兒童的干預(yù)效果比正常兒童更好（潘家禮等，2016；殷恒嬋等，2017）。目前，隨著證據(jù)的積累，針對不同兒童執(zhí)行功能發(fā)育特征開發(fā)精準(zhǔn)的運動干預(yù)方案的理論與實踐研究逐漸成為熱點。

記憶，是過去經(jīng)驗在頭腦中的保持和重現(xiàn)，基本過程由識記、保持和重現(xiàn)（包括回憶和再認(rèn)）3個環(huán)節(jié)組成，是人類認(rèn)知加工的核心能力。研究表明，體育運動有助于兒童青少年的識別、保持和再認(rèn)等記憶環(huán)節(jié)，對兒童青少年的工作記憶（Chang et al.，2016；Koutsandréou et al.，2016）、視覺空間記憶（Geladé et al.，2018）和關(guān)聯(lián)記憶（Monti et al.，2012）等具有積極的促進(jìn)作用；且這些觀點已在學(xué)習(xí)困難、注意缺陷多動障礙、自閉癥等認(rèn)知障礙類兒童青少年的康復(fù)治療中獲得驗證。此外，運動能夠提高信息存儲能力（Etnier et al.，2014；Ludyga et al.，2018），有助于學(xué)齡前兒童習(xí)得動作技能后的動作記憶鞏固（Lundbye-Jensen et al.，2017）。由上可知，體育運動對兒童青少年的記憶有促進(jìn)作用。

學(xué)業(yè)成就，是兒童青少年在學(xué)校教育中的主要成果，也是學(xué)生發(fā)展的重要目標(biāo)。評價學(xué)業(yè)成就的兩個核心內(nèi)容是學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)和學(xué)業(yè)成績。研究成果表明，短時或者長期的體育運動可以改善和提高學(xué)生的注意力、動機和自控力等學(xué)習(xí)行為，降低其攻擊性行為，以及減少學(xué)生的課堂不當(dāng)行為（Jarraya et al.，2019；Kibbe et al.，2011；Pontifex et al.，2013）。就學(xué)業(yè)成績而言，增加兒童青少年的體育運動時間，不僅沒有妨礙他們的學(xué)業(yè)成績，還有助于其閱讀、數(shù)學(xué)等課程成績的提升（Donnelly et al.，2016；Watson et al.，2017）。由上可知，體育運動可促進(jìn)學(xué)生學(xué)業(yè)成就，然而這一觀點仍然受到許多質(zhì)疑，未來需要提供更多可靠和有力的科學(xué)證據(jù)，輔以宣傳和科普，扭轉(zhuǎn)錯誤的認(rèn)識。

2 體育運動與兒童青少年腦智提升：理論演進(jìn)

2.1 不同視角下的體育運動與腦智提升理論

隨著體育運動提升腦智研究成果的累積，對于作用機制的探討必然進(jìn)入研究者的認(rèn)知，構(gòu)建體育運動與兒童青少年腦智發(fā)展關(guān)系的理論成為一種必然需要。不同領(lǐng)域的研究者分別提出了用于解釋體育運動與腦智提升的假說或理論（表1）。

表1 不同視角下的運動與腦智提升的代表性理論Table 1 Representative Theories of Physical Exercise and Development of Brain and Mind in Different Perspectives

以上單一視角理論為該領(lǐng)域研究提供了初步的理論支持，為研究者更好地認(rèn)識和深入探索運動與兒童青少年腦智關(guān)系提供了基礎(chǔ)。但這些理論也存在以下局限性：1）內(nèi)容單一，大多僅涉及單一視角和單維度的證據(jù)，缺乏綜合，交叉融合研究不夠；2）需要不明、目標(biāo)不清。好的理論應(yīng)該能夠滿足基礎(chǔ)研究和應(yīng)用實踐的需要，然而現(xiàn)有的理論大多是研究者的實踐經(jīng)驗總結(jié)，是研究者被動適應(yīng)研究成果的產(chǎn)物，對基礎(chǔ)研究的指導(dǎo)價值不足。

2.2 體育運動提升兒童青少年腦智的多路徑模型

近年來，隨著不同視角理論的演進(jìn)以及多學(xué)科研究證據(jù)的積累和融合，體育運動與兒童青少年腦智提升關(guān)系輪廓逐漸清晰，形成一個目標(biāo)明確的、綜合的、多路徑的理論成為當(dāng)下必然趨勢。本研究對該領(lǐng)域公認(rèn)且具有代表性的9種單一假說或理論進(jìn)行分析與歸納，整合為生理學(xué)、動作技能、心理學(xué)和社會學(xué)4個視角（表1），并融合當(dāng)下最新研究成果，發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域已基本上具備構(gòu)建一個揭示體育運動與兒童青少年腦智關(guān)系框架的必要條件?；诖?，我們提出一個初步的“體育運動提升兒童青少年腦智的多路徑模型”（圖2），嘗試全面揭示體育運動與兒童青少年腦智提升的關(guān)系。該模型認(rèn)為，體育運動對兒童青少年腦智的作用是多個路徑的、綜合性的，各路徑間可能是彼此獨立的，更有可能是共同作用的。體育運動提升兒童青少年腦智涉及運動負(fù)荷、動作技能、情景互動、心理狀態(tài)4條主要路徑，下面具體闡述每條路徑的作用機制。

圖2 體育運動提升兒童青少年腦智的多路徑模型Figure 2.Multipath Model of Exercise to Enhance the Brain and Mind in Children and Adolescents

2.2.1 優(yōu)化運動負(fù)荷

運動負(fù)荷是運動干預(yù)的核心內(nèi)容，包括運動強度、頻率、持續(xù)時間等要素。運動干預(yù)時需根據(jù)實際情況制定最適宜的運動負(fù)荷方案，從而最有效地促進(jìn)兒童青少年腦智提升。這種影響表現(xiàn)為從分子、細(xì)胞到系統(tǒng)等多層面的變化。運動負(fù)荷各要素影響B(tài)DNF、IGF-1和VEGF等分子的變化，這些分子層面的變化進(jìn)而促進(jìn)了血管新生、神經(jīng)發(fā)生、膠質(zhì)發(fā)生和突觸發(fā)生等細(xì)胞層面的變化，而這些細(xì)胞層面的變化可能介導(dǎo)了灰質(zhì)體積、白質(zhì)體積、神經(jīng)活動或是腦血流量的可塑性變化，最終這些系統(tǒng)層面的腦可塑性變化與認(rèn)知功能的改善相關(guān)（陳愛國等，2011；El-Sayes et al.，2019）。

2.2.2 提高動作技能

動作技能作為體育運動的核心要素，動作技能的學(xué)習(xí)與實踐與兒童青少年腦智的提升息息相關(guān)。首先，動作技能的學(xué)習(xí)，特別是復(fù)雜的動作技能（協(xié)調(diào)性的、多肢體參與的、認(rèn)知參與豐富的動作等），涉及皮層-皮層下的協(xié)同作用，激發(fā)了廣泛的腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，形成特定的連通回路，即所謂的“動作—認(rèn)知—情感”功能環(huán)路（董奇等，2004；Lakhani et al.，2016），成為動作與心理活動相聯(lián)系的物質(zhì)基礎(chǔ)。可以認(rèn)為，大量的動作練習(xí)過程即是腦智發(fā)展的過程（Tomporowski et al.，2019；Van Der Fels et al.，2015）。其次，動作技能的實踐應(yīng)用，當(dāng)動作技能經(jīng)歷新環(huán)境、新問題、新挑戰(zhàn)時，個體在協(xié)調(diào)和組合原有動作，形成新的更復(fù)雜、更靈活、更有效動作的基礎(chǔ)上，也會使腦智實現(xiàn)突破與優(yōu)化（陳愛國，2016；Diamond，2015）。

2.2.3 增加情景互動

人、運動和運動環(huán)境（包括物理環(huán)境和人文環(huán)境）的互動影響兒童青少年腦智提升。豐富的運動環(huán)境刺激可以改變大腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)，改善認(rèn)知功能。一個新穎和復(fù)雜的運動環(huán)境是發(fā)展腦智的理想場所（Berardi et al.，2009；Nithianantharajah et al.，2006）。強調(diào)情景互動的社會責(zé)任觀點指出，兒童青少年參與的體育活動或游戲，特別是集體類的活動，如足球、籃球、跳繩等，有特定的活動規(guī)則，需要與其他個體合作互動，抑制自身的不合理行為，承擔(dān)一定的角色和責(zé)任，進(jìn)而達(dá)成團(tuán)隊目標(biāo)。這一過程促進(jìn)了其腦智的發(fā)展（陳愛國 等，2016；Tomporowski et al.，2015）。

2.2.4 提升心理狀態(tài)

心理狀態(tài)可以影響兒童青少年腦智的發(fā)展。個體孤獨、消極的情緒體驗和壓力都會損害其腦智（Frick et al.，2013；Plotsky et al.，2000），而運動干預(yù)可以通過緩解壓力、增加社會交往、體驗更多的積極情緒，進(jìn)而提高兒童青少年腦智（崔榮榮，2019）。另外，參與體育鍛煉的興趣、態(tài)度會間接影響腦智的發(fā)展（Krafft et al.，2014c；Stillman et al.，2016）。盡管參與體育鍛煉的態(tài)度和積極性不會直接影響兒童青少年腦智發(fā)育，但態(tài)度和積極性與參與水平和堅持性關(guān)系密切，經(jīng)常鍛煉、體力活動多、體適能高和運動表現(xiàn)良好的兒童青少年學(xué)業(yè)成績好于不經(jīng)常參加鍛煉的兒童青少年（Str?mmer et al.，2020；Talukdar et al.，2018）。

該模型在真實研究證據(jù)的基礎(chǔ)上，較為完整地刻畫了體育運動提升兒童青少年腦智的4條主要路徑，科學(xué)性較強。整個模型具有融貫性，不僅具有內(nèi)在的邏輯一致性，還與其他已被接受的理論相符合，是對已有理論的融合和創(chuàng)新。另外，該模型克服了已有理論多關(guān)注作用機制，而不注重指導(dǎo)實踐的缺陷，不僅能夠解釋基礎(chǔ)問題，還能夠為實踐應(yīng)用提供依據(jù)，已在開發(fā)體育教育活動、運動干預(yù)方案提升兒童青少年腦智方面顯示出強大的生命力（陳愛國，2016；陳愛國等，2016）。

3 研究展望

迄今為止，豐富的研究證據(jù)和理論表明，體育運動是提升兒童青少年腦智的有效手段。我們期望通過本文增加研究者和大眾對體育運動與兒童青少年腦智提升關(guān)系的認(rèn)識，輔以積極、科學(xué)的實踐應(yīng)用，進(jìn)而形成以體育運動提升兒童青少年腦智的新局面。但兩者關(guān)系仍有廣闊的空間需探索，根據(jù)已有研究結(jié)果以及我國當(dāng)前的社會需求，以下3個方面值得特別關(guān)注。

3.1 重新認(rèn)識體育運動的作用

體育運動不是簡單的蹦蹦跳跳，而是以身、心、腦和智聯(lián)合運用為基礎(chǔ)的活動，是一種有設(shè)計的，采用運動活動及其相關(guān)經(jīng)驗的，從體力、腦力、心智上使個體充分發(fā)展的方式。堅持體育運動的結(jié)果不是“四肢發(fā)達(dá)，頭腦簡單”，而是“四肢發(fā)達(dá)，頭腦聰慧”（陳愛國 等，2013a）；不是“運動妨礙學(xué)業(yè)成績”，而是“多運動促進(jìn)學(xué)業(yè)成績”（陳愛國等，2013b）；不僅是“身體強壯”，還“享受樂趣、增強體質(zhì)、健全人格、錘煉意志”（新華社，2018）。

3.2 探索提升兒童青少年腦智健康的“體衛(wèi)融合”新模式

正如前文提到，采用體育運動手段提升兒童青少年腦智，有其巨大優(yōu)勢。針對性開發(fā)的運動干預(yù)方案不僅能夠促進(jìn)正常兒童青少年的腦智發(fā)展，也能夠改善或提升學(xué)習(xí)困難、聾啞、肥胖、自閉癥、注意缺陷多動障礙等異常兒童青少年的腦智健康水平。采用體育運動手段提升兒童青少年腦智，不僅是學(xué)術(shù)研究前沿，也滿足國家社會重大需求?！丁敖】抵袊?030”規(guī)劃綱要》和《全民健身計劃（2021—2025年）》兩個重量級文件先后出臺，標(biāo)志著全民健身與健康中國全面融合，“體衛(wèi)融合”成為建設(shè)健康中國的重要途徑。因此，構(gòu)建提升兒童青少年腦智健康的“體衛(wèi)融合”新模式勢在必行，亟需開展相關(guān)知識與理論體系、運動處方庫建設(shè)、應(yīng)用與服務(wù)體系等研究，為提升兒童青少年腦智健康，推進(jìn)健康中國建設(shè)提供重要措施和依托。

3.3 開展提升兒童青少年腦智的體育教育實踐研究

教育實質(zhì)上是基于個體腦的發(fā)展規(guī)律，采取科學(xué)有效手段保護(hù)和促進(jìn)其腦智發(fā)展（周加仙，2013；Fischer et al.，2010）。在這樣的背景下，以兒童青少年腦智提升為核心問題，系統(tǒng)研究如何以科學(xué)的體育教育方法和手段促進(jìn)兒童青少年腦智的提升，無疑是當(dāng)下我國體育教育理論與實踐創(chuàng)新發(fā)展中最重要、最需要解答的前沿問題之一。當(dāng)下亟需開展建構(gòu)和實證“體育教育”與“兒童青少年腦智提升”有機結(jié)合、相得益彰的體育教育理論、關(guān)鍵技術(shù)與實踐應(yīng)用模式等研究，以期為促進(jìn)我國億萬兒童青少年身心健康發(fā)展，為提高基礎(chǔ)教育質(zhì)量，建設(shè)教育強國做出重要貢獻(xiàn)。