楊蕊竹 何志海

(哈爾濱體育學院 黑龍江哈爾濱 150000)

執(zhí)行功能（Executive function）屬于一種認知能力，指個體通過認知運動協(xié)調(diào)完成各種復雜認知任務，進而保證以靈活、完善的方式達成既定目標的一般性控制機制[1]。良好的執(zhí)行功能有助于人們更好地進行計劃、推理、判斷以及做出決定。執(zhí)行功能是由刷新功能、抑制功能和轉(zhuǎn)換功能這3個部分構(gòu)成。在“體醫(yī)結(jié)合政策”呼吁下，體育運動與各類人群身體健康的關(guān)系研究日漸豐富，目前大量研究證實體育運動對人類大腦功能、認知功能和心肺功能有積極影響[2]。但現(xiàn)有研究較為單一，研究對象主要集中在青少年和老年人[3]，研究手段主要為中等強度耐力訓練（Moderate Intensity Continuously Training，MICT），關(guān)于不同訓練手段對不同人群的影響仍有待進一步探究。

高強度間歇訓練（High Intensity Interval Training，HIIT）具有短時間、高強度的運動特點，在運動中依據(jù)心率變化，控制高強度和低強度運動的交替，近幾年在專業(yè)競技訓練和大眾健身中得到廣泛推廣。近期有學者提出HIIT 的運動效果會等同于或高于MICT。并且相關(guān)實驗證明，HIIT無論對健康人群、疾病人群還是兒童、老年人等大部分人群都有積極影響[4]。HIIT 能誘發(fā)更大的外周血管和細胞應激反應[5]，也許HIIT 比MICT對人體健康有更高的相關(guān)效益，目前HIIT相關(guān)研究大量集中在減脂、身體成分等健康效益方面。

現(xiàn)有研究表明，MICT 可以提高記憶力、轉(zhuǎn)化力和控制力等大腦控制的認知能力[6]。但由于MICT 耗時長、缺乏趣味等原因大部分人很難保障運動的持續(xù)性，尤其是年輕人很難堅持。查閱相關(guān)國外文獻發(fā)現(xiàn)，即刻HIIT 對少年的認知能力有積極影響[7]，在認知效益方面即刻HIIT 的效果也要好于MICT[8]。介于國內(nèi)關(guān)于長期HIIT和MICT對不同人群認知功能影響的研究處于起步階段，相關(guān)研究較少，該文以在校大學生為研究對象，擬探討相同訓練時間、相同訓練量，不同訓練手段干預下持續(xù)12 周，每周4 次HIIT 和MICT 游泳運動對大學生認知功能的影響，為醫(yī)療康復治療和體育教育實踐活動提供參考依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

通過現(xiàn)場宣講方式在大學生游泳社團招募60 名（男女各30人、年齡（20±2）歲）大學生作為研究對象，采用隨機數(shù)字表法將志愿者分為3 組，每組各20 人。在實驗前對全體志愿者進行身體健康調(diào)查，確定60名志愿者均無心血管疾病、視力正常，且現(xiàn)階段未使用任何藥物。實驗1 組進行HIIT 游泳運動，實驗2 組進行MICT 游泳運動，CON 組無任何游泳運動安排，運動干預時間均為12周。試驗前，每名被試均簽署知情同意書，告知試驗目的，并提醒被試運動過程中身體有任何不適可隨時停止試驗。

1.2 認知任務

所有測試者均在哈爾濱體育學院游泳教研室安靜、明亮的房間內(nèi)的計算機上采用E-prime1.1系統(tǒng)完成執(zhí)行功能測試，通過3 項電腦軟件測試任務完成執(zhí)行功能3 個子功能測試評價，評價對應的各個功能依據(jù)完成各個任務時所需反應時和題目正確率得分。反應時測試值低，完成任務的正確率高，則代表該項子功能表現(xiàn)好。測試順序為Flanker任務、1-back任務、More-odd shifting 任務，分別對應抑制功能、刷新功能、轉(zhuǎn)換功能，測試期間3 項測試不間斷、持續(xù)地完成。

1.2.1 Flanker任務

Flanker任務主要用于評價受試者的抑制功能，在測試開始前，受試者需集中注意力緊盯電腦屏幕，當“+”號出現(xiàn)時代表測試開始，受試者需要根據(jù)屏幕出現(xiàn)的不同字母做出相應選擇，要求在盡量短的時間內(nèi)，做出正確選項。每組字母組合會由5 個字母組成，當5個字母中位于中間的字母為“L”如出現(xiàn)“LLLLL或FFLFF”的情況則選擇“L”鍵；當5 個字母中位于中間的字母為“F”如出現(xiàn)“FFFFF 或LLFLL”的情況則選擇“F”鍵；每組字母組合在屏幕中會出現(xiàn)1 000 ms刺激間隔為2 ms，測試中選擇“L”鍵和“F”鍵的概率是一致且隨機的。實驗分為兩部分，先進行練習試驗12次在讀懂規(guī)則，掌握要求后再進行正式實驗96次。測試結(jié)果為不一致條件的平均反應值減去一致條件的平均反應值，差值越小說明抑制能力越好。

1.2.2 1-back任務

1-back 任務主要用于評價受試者的刷新功能。在測試開始前，受試者需集中注意力緊盯電腦屏幕；在測試中會運用26個字母作為刺激測試內(nèi)容，在正式測試中，屏幕會出現(xiàn)單獨大寫字母，每個字母停留2 s，刺激間隔為3 s；受試者需要看清并記住字幕出現(xiàn)順序，當屏幕出現(xiàn)的字母與前字母相同時按下“F”鍵，當不同時按下“J”鍵；先進行練習試驗12次再讀懂規(guī)則，掌握要求后再進行正式實驗。正式實驗分為兩部分，每部分包含25 次。測驗成績的評價方法為在考慮正確率的前提下反應時越短，說明個體刷新功能越好。

1.2.3 More-odd shifting任務

More-odd shifting 任務主要用于評價受試者的轉(zhuǎn)換功能，轉(zhuǎn)換功能測試需完成3個小測試，其測試難度為升序，要求也是越來越嚴格。第一個測試計算機屏幕會出現(xiàn)一系列數(shù)字，每個數(shù)字停留時間為2 000 ms，刺激間隔為3 s，受試者按要求對系列數(shù)字進行判斷，結(jié)果小于5 按“D”鍵，結(jié)果大于5 按“F”鍵。第二個測試計算機屏幕會出現(xiàn)一系列數(shù)字，每個數(shù)字停留時間為2 000 ms，刺激間隔為3 s，受試者按要求對系列數(shù)字中綠色字體的數(shù)字進行判斷，如果綠色字體是奇數(shù)按“J”鍵，如果是偶數(shù)按“K”鍵。第三個測試是將第一個和第二個測試內(nèi)容相結(jié)合衍生的升級版測試，計算機屏幕會出現(xiàn)一系列數(shù)字，每個數(shù)字停留時間為2 000 ms，刺激間隔為3 s，受試者按要求對系列數(shù)字中黑色數(shù)字進行判斷，如果黑色字體數(shù)字小于5 按“D”鍵，結(jié)果大于5按“F”鍵。如果屏幕中出現(xiàn)的數(shù)字是綠色的，則進行“奇偶數(shù)判斷”奇數(shù)按“J”鍵，如果是偶數(shù)按“K”鍵。為了讓受試者能充分了解測試規(guī)則，在正式測試前先進行練習測試，這3個部分測試分別進行8次、8次、16次。之后進行正式測試，測試順序為“123321”測試次數(shù)為“8 次、8 次、16 次、16 次、8 次、8 次”。測驗成績的評價方法為在考慮正確率的前提下將個體轉(zhuǎn)換條件下的平均反應時與不轉(zhuǎn)換條件下的平均反應時相減，數(shù)值越小，代表個體的轉(zhuǎn)換能力越好。

1.3 運動干預方案

運動干預訓練采取循序漸進原則，第一周強度較低主要目的是適應訓練內(nèi)容和方式，第二周開始進入正式訓練環(huán)節(jié)。在正式訓練中，HIIT 組和MICT組的訓練時間、訓練量相同，訓練方案不同。HIIT組訓練以≥85%HRmax 的強度完成訓練，主要泳姿為8×50 m 自由泳，每運動2 min，休息1 min。MICT 組訓練方案主要是持續(xù)運動30 min，以≥60%HRmax 且≤80%HRmax 的強度完成訓練，主要泳姿為400 m 自由泳。訓練期間密切監(jiān)測兩組受試者心率變化，同時記錄運動過程中身體出現(xiàn)的不良反映情況。CON組受試者進行正常的學習和生活，無額外游泳訓練安排。所有受試者在為期12 周的干預實驗中，每周進行4 次游泳訓練，每次訓練持續(xù)30 min。

1.4 評定方法

在運動干預前、后48 h 內(nèi)采用E-prime1.1系統(tǒng)完成執(zhí)行功能測試，測試包括抑制功能評價、刷新功能評價、轉(zhuǎn)換功能評價。

1.5 統(tǒng)計學分析

該實驗利用SPSS 26 對實驗過程中所得數(shù)據(jù)進行分析，實驗前后組間內(nèi)數(shù)據(jù)比較采用配對t檢驗，運用單因素方差分析對實驗前后所取得的執(zhí)行功能指標進行分析，檢驗結(jié)果P＜0.05設(shè)為差異顯著，P＜0.01設(shè)定為非常顯著。

2 結(jié)果

2.1 抑制功能

通過表1 數(shù)據(jù)可知，在經(jīng)過12 周運動干預后3 組受試者在抑制功能方面反應時均有不同幅度上升，說明抑制功能有所下降，但數(shù)據(jù)下降幅度很小不具有統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。說明12周HIIT和MICT游泳運動對大學生抑制功能沒有顯著性影響。

表1 運動干預前后各組執(zhí)行功能指標一覽表[ms，（）]

表1 運動干預前后各組執(zhí)行功能指標一覽表[ms，（）]

注：*表示組內(nèi)有顯著性差異，P＜0.05，**表示組內(nèi)有非常顯著性差異，P＜0.01。

2.2 刷新功能

通過表1 數(shù)據(jù)可知，在經(jīng)過12 周運動干預后3 組受試者在刷新功能方面反應時均有不同幅度下降，其中HIIT組和MICT組在運動干預之后刷新功能反應時對比實驗前反應時數(shù)據(jù)顯著降低（P＜0.05），且具有統(tǒng)計學意義；CON 組實驗后刷新功能反應時較前測同樣有下降趨勢，但實驗前后兩組數(shù)據(jù)差異性并不顯著。組間刷新功能反應時比較HIIT組與MICT組刷新功能反應時不具有顯著性異（P＞0.05），MICT組與CON組刷新功能反應時差異性顯著,具有統(tǒng)計學差異（P＜0.05），HIIT 組與CON 組刷新功能反應時差異性不具有顯著性差異（P＞0.05）。

2.3 轉(zhuǎn)換功能

通過表1 數(shù)據(jù)可知，在經(jīng)過12 周運動干預后3 組受試者在轉(zhuǎn)換功能方面反應時均有不同幅度下降，其中HIIT組和MICT組在運動干預之后轉(zhuǎn)換功能反應時對比實驗前反應時數(shù)據(jù)顯著降低（P＜0.05），且具有統(tǒng)計學意義；CON 組實驗后轉(zhuǎn)換功能反應時較前測同樣有下降趨勢，但實驗前后兩組數(shù)據(jù)差異性并不顯著。組間轉(zhuǎn)換功能反應時比較HIIT組與MICT組轉(zhuǎn)換功能反應時不具有顯著性異（P＞0.05）。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）12 周的HIIT 和MICT 游泳運動對大學生執(zhí)行功能均有積極影響。（2）HIIT 和MICT 游泳運動在轉(zhuǎn)換功能、刷新功能方面均有積極作用，MICT 游泳運動尤其是對刷新功能有顯著提高。

3.2 建議

（1）在“全民健身計劃”號召下，結(jié)合教育部“教學改革指導綱要”政策，全國各高校應大力推進體育文化政策，普及HIIT、MICT訓練方法和相關(guān)健身知識，將中高強度運動帶入高校體育課堂，豐富大學課堂的同時幫助大學生提高身體機能。（2）在高校體育課程內(nèi)容安排上要考慮訓練手段綜合化，結(jié)合HIIT 和MICT 訓練特點，合理安排體育教學內(nèi)容，關(guān)注體質(zhì)健康的同時嘗試通過體育活動促進大學生腦功能發(fā)展，關(guān)注大學生學習、生活中的行為表現(xiàn)，更有利于促進大學生全面發(fā)展。