陳彥璋 金晶 周成林

關(guān)鍵詞：身體活動(dòng)：老年人：工作記憶：認(rèn)知靈活性：中介效應(yīng)

隨著我國(guó)人口老齡化進(jìn)程的持續(xù)加快，預(yù)計(jì)到2035年，我國(guó)老年人人口比例將達(dá)30%左右，進(jìn)入重度老齡化階段。人口年齡結(jié)構(gòu)的改變使得老年神經(jīng)退行性疾病，如認(rèn)知下降、輕度認(rèn)知障礙以及阿爾茨海默病等患者數(shù)量比例大幅度增加。如何延緩認(rèn)知衰老，降低老年神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生率，是應(yīng)對(duì)重度老齡化社會(huì)的重要難題之一。

與衰老有關(guān)的認(rèn)知下降通常源于大腦前額葉、顳葉和頂葉皮層的白質(zhì)和灰質(zhì)組織退化，外顯出的常見認(rèn)知衰退主要發(fā)生于執(zhí)行功能。其中就包括工作記憶，作為編碼、儲(chǔ)存和整合外部刺激信息的中樞，是完成其他高級(jí)認(rèn)知功能的基礎(chǔ)。健康老年人相比于年輕人的工作記憶能力出現(xiàn)顯著下降，有研究猜測(cè)，衰老會(huì)導(dǎo)致負(fù)責(zé)工作記憶關(guān)鍵腦區(qū)的神經(jīng)發(fā)生減少。由此推測(cè)，與衰老有關(guān)的工作記憶能力下降可能是導(dǎo)致執(zhí)行功能其他子成分衰退的重要因素。有研究探討了工作記憶訓(xùn)練能否提升執(zhí)行功能中的認(rèn)知靈活性成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)參加工作記憶訓(xùn)練的兒童，其威斯康辛卡片分類任務(wù)的成績(jī)更高，證實(shí)了工作記憶對(duì)認(rèn)知靈活性的直接影響關(guān)系。對(duì)此，我們分析，工作記憶能力較差的個(gè)體，其在短期內(nèi)對(duì)信息儲(chǔ)存與處理的能力也較差。研究也發(fā)現(xiàn)，工作記憶能力較強(qiáng)的人，會(huì)在不同的條件下做出更有效率的靈活選擇，而工作記憶能力較差的人，無(wú)法靈活地調(diào)整決策以提升工作效率。進(jìn)一步推測(cè)，延緩認(rèn)知靈活性等高級(jí)認(rèn)知功能的衰退，核心在于提升工作記憶能力。

基于腦可塑性原理，認(rèn)知衰退的發(fā)生并非不可逆，身體活動(dòng)（physical activity，PA）的參與可以使認(rèn)知發(fā)展轉(zhuǎn)移到更積極的軌跡上，改變認(rèn)知功能下降的曲線軌跡，延緩由衰老導(dǎo)致的認(rèn)知功能發(fā)展水平下降。這主要源于PA能夠促進(jìn)認(rèn)知功能和腦功能發(fā)育有關(guān)的生理生化改變。已有研究表明，執(zhí)行功能對(duì)PA的干預(yù)效應(yīng)較為敏感，保持長(zhǎng)期、規(guī)律的PA能夠提高工作記憶表現(xiàn)，尤其對(duì)于老年人群體，具有中到大的效應(yīng)。并且，研究還發(fā)現(xiàn)，PA對(duì)老年人前額葉和顳葉的功能和結(jié)構(gòu)的影響更大，而這些位置功能或結(jié)構(gòu)的改變與執(zhí)行功能有關(guān)。目前對(duì)PA與老年人執(zhí)行功能關(guān)系的研究尚顯不足，PA對(duì)老年人執(zhí)行功能的促進(jìn)作用是否源于工作記憶能力的提升還未可知。因此，本研究以工作記憶和認(rèn)知靈活性為切人點(diǎn)，結(jié)合功能性核磁共振成像技術(shù)（functional mag-netic resonancelmaglng．fMRI），通過(guò)橫向?qū)Ρ妊芯?，探討了老年人的?zhí)行功能和腦功能衰退表現(xiàn)及其與PA的關(guān)系；同時(shí)，關(guān)注工作記憶在PA與認(rèn)知靈活性關(guān)系中的中介作用，以期揭示PA促進(jìn)老年人執(zhí)行功能及其相關(guān)腦功能的關(guān)鍵過(guò)程，也為倡導(dǎo)身體活動(dòng)等積極生活方式提供數(shù)據(jù)支持。

1研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

招募遼寧某地區(qū)22名健康青年人和31名健康老年人作為測(cè)試對(duì)象。向其介紹整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并填寫實(shí)驗(yàn)知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：漢族；青年人年齡為18～30歲，老年人年齡為59～79歲；教育年限≥10年；沒有明顯的認(rèn)知下降，MoCA得分≥19分；無(wú)聽力、視覺或交流的障礙；沒有嚴(yán)重的身體或精神疾病。

1.2研究方法

1.2.1問(wèn)卷調(diào)查法

個(gè)人基本情況問(wèn)卷包括年齡、性別、身高、體質(zhì)量、教育年限及身體和精神情況。身體活動(dòng)量表采用國(guó)際體力活動(dòng)問(wèn)卷短卷（IPAQ-S）評(píng)估被試PA水平。IPAQ -S記錄過(guò)去7d內(nèi)每周步行、中等強(qiáng)度、高強(qiáng)度以及總體活動(dòng)水平，計(jì)算總代謝當(dāng)量（metabolic equivalents，METs）；同時(shí)，還調(diào)查了這7d的身體活動(dòng)與過(guò)去3個(gè)月身體活動(dòng)的對(duì)比情況，以推測(cè)被試的長(zhǎng)期PA習(xí)慣，被試回答均為“差不多”。身體活動(dòng)（PA）水平標(biāo)準(zhǔn)為：低中PA水平為每周至少有600METs·min·wk-1，高PA水平為每周至少3000 METs·min·wk-1。該問(wèn)卷具有較高的效度信度。使用中文版蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表（MoCA）評(píng)估受試者認(rèn)知能力，以確保2組被試的總分均在19分及以上，無(wú)明顯認(rèn)知下降。

1.2.2工作記憶任務(wù)和認(rèn)知靈活性任務(wù)

n-back任務(wù)是評(píng)估工作記憶表現(xiàn)的典型實(shí)驗(yàn)任務(wù)。本實(shí)驗(yàn)任務(wù)共包括0-back、1-back和2-back等3個(gè)條件。刺激材料為英文字母，在3種條件中偽隨機(jī)出現(xiàn)。0-back條件要求看到字母X就用食指按鍵，其他字母用中指按鍵；1-back和2-back負(fù)荷條件要求被試將當(dāng)前字母與前1個(gè)（1-back）或前面第2個(gè)（2-back）字母比較，相同，則食指按鍵，不同，則中指按鍵。任務(wù)采用block設(shè)計(jì)，3種條件各包括4個(gè)block，任務(wù)共包括12個(gè)block，blockJ||頁(yè)序完全隨機(jī)。1個(gè)block內(nèi)，首先呈現(xiàn)8s的注視點(diǎn)（+），然后出現(xiàn)對(duì)應(yīng)條件的指導(dǎo)語(yǔ)（如0-back條件：“字母是X嗎？是，食指按鍵；不是，中指按鍵”）4s，最后連續(xù)呈現(xiàn)8個(gè)該條件的試次。在每個(gè)試次內(nèi)，首先呈現(xiàn)字母刺激1000ms，隨后呈現(xiàn)空屏2000ms，從字母刺激出現(xiàn)開始，被試即可進(jìn)行按鍵（見圖1）。

Switching任務(wù)是評(píng)估認(rèn)知靈活性的典型實(shí)驗(yàn)任務(wù)。任務(wù)刺激材料為顏色和形狀組成的圖形，顏色為紅色和藍(lán)色；形狀為正方形和圓形。2個(gè)圖形上方會(huì)標(biāo)有“形狀”或“顏色”字樣，出現(xiàn)“形狀”，則要求被試判斷2個(gè)圖形的形狀是否相同，相同，則食指按鍵；不同，則中指按鍵。出現(xiàn)“顏色”，則要求被試判斷2個(gè)圖形的顏色是否相同，相同，則食指按鍵；不同，則中指按鍵。任務(wù)采用block設(shè)計(jì)，包括非轉(zhuǎn)換條件和轉(zhuǎn)換條件。非轉(zhuǎn)換條件包括2類判斷任務(wù)：形狀判斷和顏色判斷。轉(zhuǎn)換條件中，形狀判斷和顏色判斷隨機(jī)出現(xiàn)。轉(zhuǎn)換和非轉(zhuǎn)換條件組成1個(gè)run，任務(wù)共包括4個(gè)run。每個(gè)run中，包括1個(gè)非轉(zhuǎn)換條件形狀判斷block、1個(gè)非轉(zhuǎn)換條件顏色判斷block和1個(gè)轉(zhuǎn)換條件block。第1個(gè)run中，3個(gè)block按如上順序依次呈現(xiàn)，隨后的3個(gè)run中，3個(gè)block的順序完全隨機(jī)出現(xiàn)。目的是通過(guò)第1個(gè)run熟悉不同判斷任務(wù)的要求。每個(gè)block均包括8個(gè)試次，隨機(jī)出現(xiàn)。每個(gè)試次中，首先同時(shí)出現(xiàn)2個(gè)圖形1500ms，之后呈現(xiàn)1500ms的空屏，刺激開始出現(xiàn)時(shí)，被試即可按鍵（見圖2）。

1.2.3核磁數(shù)據(jù)采集

使用遼寧師范大學(xué)腦與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究中心GE 3.0T磁共振成像系統(tǒng)采集圖像（GE DiscoveryMR-750 3.0T scanner， GE Medical Systems， Wauke-sha．WI）。通過(guò)快速擾相梯度回波（FSPGR）獲得無(wú)間隔三維全腦T1結(jié)構(gòu)像：掃描共176層，層厚1mm，層間距為1mm，體素大小為1mm x1mm×1mm，TR為8.156ms，TE為3.18ms，翻轉(zhuǎn)角為8°，掃描視野為256mm×256mm。通過(guò)平面回波成像序列獲得功能像：掃描共43層，層厚3.2mm，層間距為0mm，體素大小為3.44mm×3.44mm×3.2mm，TR為2000ms，TE為30ms，翻轉(zhuǎn)角為90°，掃描視野為220mmx220mm。

1.2.4數(shù)據(jù)處理

（1）被試基本情況。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較2組受試者（青年組、老年組）之間的基線特征（性別、年齡、身高、體質(zhì)量和教育年限）和PA水平差異。

（2）行為數(shù)據(jù)處理。在工作記憶方面，以教育年限作為協(xié)變量，通過(guò)2（年齡組：老年組、青年組）×2（PA：高PA、中低PA）×2（條件：1-back、0-back，2-back、0-back）的三因素重復(fù)測(cè)量方差分析，比較不同年齡組、PA水平組在不同工作記憶負(fù)荷條件下的反應(yīng)時(shí)和正確率。在認(rèn)知靈活性方面，以教育年限作為協(xié)變量，通過(guò)2（年齡組：老年組、青年組）×2（PA：高PA、中低PA）的雙因素方差分析，比較不同年齡組和PA水平組在轉(zhuǎn)換相比于非轉(zhuǎn)換條件下的反應(yīng)時(shí)和正確率。

（3）核磁數(shù)據(jù)處理。采用DPARSF對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括時(shí)間層矯正、頭動(dòng)矯正、圖像均標(biāo)準(zhǔn)化至MNI空間，重采樣后體素大小為3mmx3mm×3mm，被試頭動(dòng)大于2mm將不納入最后的分析。標(biāo)準(zhǔn)化圖像采用半高全寬（full width at half maxlma，F(xiàn)WHM）為6mmx6mmx6mm的平滑核完成高斯卷積空間平滑。

預(yù)處理后，采用SPM8對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理，首先用一般線性模型對(duì)每個(gè)被試建立刺激矩陣（1時(shí)level），根據(jù)假設(shè)計(jì)算每個(gè)被試感興趣的對(duì)比值（n-back任務(wù)：1-back、0-back，2-back．0-back;switching任務(wù)：轉(zhuǎn)換顏色和形狀）。隨后進(jìn)入二階分析（2n（1level），對(duì)每個(gè)任務(wù)，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)計(jì)算年齡組（青年組、老年組）、PA水平組（低中PA水平、高PA水平）的組間對(duì)比值（青年組低中PA水平一高PA水平、老年組低中PA水平一高PA水平），并對(duì)每組的全腦激活情況分別做單樣本t檢驗(yàn)（以0為比較值）。最后基于GRF理論對(duì)全腦分析數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行多重比較校正，體素水平P<0.01，團(tuán)簇水平P<0.05。

（4）回歸與中介效應(yīng)分析。使用SPSS 23.0軟件，以PA值作為自變量，分別以認(rèn)知靈活性和工作記憶表現(xiàn)作為因變量進(jìn)行回歸分析；以PA值和工作記憶表現(xiàn)作為自變量，以認(rèn)知靈活性作為因變量進(jìn)行回歸分析；使用Process 3.2軟件，以工作記憶行為表現(xiàn)及其腦成像指標(biāo)作為中介變量，分析其在PA與認(rèn)知靈活性之間的中介效應(yīng)。

2結(jié)果

2.1被試基本情況

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有1名青年人未完成核磁掃描，有1名老年人未完成問(wèn)卷測(cè)試，5名老年人未參加核磁掃描，另有4名老年人核磁掃描中途放棄實(shí)驗(yàn)，最終，21名青年人（青年組）和20名老年人（老年組）完成了所有實(shí)驗(yàn)，其基本信息見表1。2組人群在年齡（P<0.001）、體質(zhì)量（P=0. 030）和教育年限（P<0.001）存在顯著差異；性別、身高、身體活動(dòng)水平不存在組間差異（P>0.05）。

2.2行為結(jié)果

2.2.1工作記憶

2（年齡組）×2（PA）x2（條件）三因素重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于正確率，年齡組主效應(yīng)顯著（F（1，36）=7.716，P=0．009，n2=0.176），青年組對(duì)不同工作記憶負(fù)荷條件間正確率的反應(yīng)差異顯著高于老年組，表明青年組區(qū)分不同負(fù)荷條件的敏感性更強(qiáng)；PA×條件的交互作用顯著（F（1，36）=4.381，P=0.043，n2=0.108），簡(jiǎn)單效應(yīng)分析只發(fā)現(xiàn)了中低PA組2-back條件下的正確率顯著低于1-back條件下的正確率（P=0.003），未發(fā)現(xiàn)高PA組2種負(fù)荷條件下正確率的顯著差異。對(duì)于反應(yīng)時(shí)，未發(fā)現(xiàn)主效應(yīng)和交互作用顯著。

2.2.2認(rèn)知靈活性

2（年齡組）×2（PA）的雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，正確率和反應(yīng)時(shí)均未發(fā)現(xiàn)主效應(yīng)和交互作用顯著。

2.3核磁結(jié)果

2.3.1工作記憶。

全腦分析結(jié)果顯示（見表2和圖3）：1-back和2-back條件下，青年低中PA水平組均在左右側(cè)扣帶回中部（Cingulum_Mid_L、Cingulum_Mid_R）和右側(cè)中央前回（Precentral_R）的激活顯著大于高PA水平組；在1-back和2-back條件下，老年低中PA水平組均在左側(cè)額中回（Frontal_Mid_L）的激活顯著大于高PA水平組。

2.3.2認(rèn)知靈活性

從全腦分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)（見表3和圖4）：青年低中PA水平組在右側(cè)眶部額上回（Frontal_Sup_Orb_R）、右側(cè)眶部額中回（Frontal_Mid_Orb_R）、右側(cè)眶部額下回（Frontal Inf Orb_R）、右側(cè)舌回（LinguaLR）、小腦蚓部（Vermis_4 _5）、左側(cè)前扣帶和旁扣帶回（Cingulum_Ant_L）以及右側(cè)內(nèi)側(cè)和旁扣帶回（Cingulum_Mid_R）的激活顯著大于高PA水平組；老年低中PA水平組在右側(cè)額中回（Frontal_Mid_R）、左側(cè)額上回（Frontal_Sup_L）和右側(cè)扣帶回前部（Cingulum Ant_R）的激活顯著大于高PA水平組。

2.4中介效應(yīng)分析

2.4.1行為表現(xiàn)

對(duì)于老年組，以PA值作為自變量，以轉(zhuǎn)換任務(wù)中轉(zhuǎn)換條件的反應(yīng)效率作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=0.211，P=0.651）；以PA值作為自變量，以工作記憶任務(wù)中1-back和2-back條件反應(yīng)效率的均值作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=0.245，P=0.626）；以PA值及工作記憶任務(wù)中1-back和2-back條件反應(yīng)效率的均值作為自變量，以轉(zhuǎn)換任務(wù)中轉(zhuǎn)換條件的反應(yīng)效率作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型顯著（F=6.434，P=0.008），但只有工作記憶表現(xiàn)的回歸系數(shù)顯著（t=3.539，P=0.003），PA的回歸系數(shù)不顯著（t=0.175，P=0.863）。以上回歸分析只發(fā)現(xiàn)了工作記憶對(duì)認(rèn)知靈活性的預(yù)測(cè)效應(yīng)。工作記憶表現(xiàn)在PA與認(rèn)知靈活性之間的中介效應(yīng)不顯著（間接效應(yīng)為0.0027，對(duì)效應(yīng)貢獻(xiàn)率為69.23%，Bootstrap 95%CI=[-0.003 2，0.0419]）.

對(duì)于青年組，以PA值作為自變量，以轉(zhuǎn)換任務(wù)中轉(zhuǎn)換條件的反應(yīng)效率作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=1.177，P=0.292）；以PA值作為自變量，以工作記憶任務(wù)中1-back和2-back條件反應(yīng)效率的均值作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型邊緣顯著（F=4.225．P=0.054），回歸系數(shù)邊緣顯著（t=2.055，P=0.054）；以PA值及工作記憶任務(wù)中1-back和2-back條件反應(yīng)效率的均值作為自變量，以轉(zhuǎn)換任務(wù)中轉(zhuǎn)換條件的反應(yīng)效率作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型顯著（F=4.104，P=0.034），但只有工作記憶表現(xiàn)的回歸系數(shù)顯著（t=2.584，P=0.019），PA的回歸系數(shù)不顯著（=0.016，P=0.987）。以上回歸分析發(fā)現(xiàn)了PA對(duì)工作記憶的預(yù)測(cè)效應(yīng)，以及工作記憶對(duì)認(rèn)知靈活性的預(yù)測(cè)效應(yīng)。工作記憶表現(xiàn)在PA與認(rèn)知靈活性之間的中介效應(yīng)不顯著（間接效應(yīng)為0.0116，對(duì)效應(yīng)貢獻(xiàn)率為98.31%，Bootstrap 95%CI=[-0.0020，0.0283]）。

2.4.2核磁指標(biāo)

對(duì)于老年組，以PA值作為自變量，以轉(zhuǎn)換任務(wù)中轉(zhuǎn)換條件的腦激活參數(shù)值作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=0.802，P=0.382）；以PA值作為自變量，以工作記憶任務(wù)中1-back和2-back條件的腦激活參數(shù)值作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=0.024，P=0.878）；以PA值及工作記憶任務(wù)中1-back和2-back條件的腦激活參數(shù)值作為自變量，以轉(zhuǎn)換任務(wù)中轉(zhuǎn)換條件的腦激活參數(shù)值作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=0.411，P=0.670）。工作記憶表現(xiàn)在PA與認(rèn)知靈活性之間的中介效應(yīng)不顯著（間接效應(yīng)小于0.0001，對(duì)效應(yīng)貢獻(xiàn)率接近于1，Bootstrap 95% CI最小值和最大值均接近于0）。

對(duì)于青年組，以PA值作為自變量，以轉(zhuǎn)換任務(wù)中轉(zhuǎn)換條件的腦激活參數(shù)值作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=2.189，P=0.155）；以PA值作為自變量，以工作記憶任務(wù)中1-back和2-back條件的腦激活參數(shù)值作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=0.004，P=0.949）；以PA值及工作記憶任務(wù)中1-back和2-back條件的腦激活參數(shù)值作為自變量，以轉(zhuǎn)換任務(wù)中轉(zhuǎn)換條件的腦激活參數(shù)值作為因變量，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該回歸模型不顯著（F=2.038，P=0.159）。工作記憶表現(xiàn)在PA與認(rèn)知靈活性之間的中介效應(yīng)不顯著（間接效應(yīng)小于0．000１，對(duì)效應(yīng)貢獻(xiàn)率接近于1，Bootstrap 95% CI最小值和最大值均接近于0），中介效應(yīng)分析結(jié)果如圖5。

3討論

本研究探討了年齡和身體活動(dòng)對(duì)工作記憶及認(rèn)知靈活性的影響及其大腦激活特征，同時(shí)，探索了工作記憶在身體活動(dòng)與認(rèn)知靈活性之間的中介效應(yīng)。結(jié)果主要發(fā)現(xiàn)了老年組的工作記憶衰退，以及PA對(duì)不同負(fù)荷工作記憶的影響。老年人的工作記憶衰退已經(jīng)被眾多研究所證實(shí)，而本研究利用橫向?qū)Ρ炔煌琍A水平的青年和老年人，發(fā)現(xiàn)中低PA組2-back條件下的正確率顯著低于1-back條件下的正確率，未發(fā)現(xiàn)高PA組在2種負(fù)荷條件下的顯著差異，這意味著PA對(duì)不同負(fù)荷難度工作記憶的表現(xiàn)有顯著影響，以上結(jié)果可能提示高PA有選擇性地提升了更高負(fù)荷難度下的工作記憶表現(xiàn)，從而消除了不同負(fù)荷條件之間的差異。該結(jié)果與前人研究關(guān)于PA與認(rèn)知功能關(guān)系的探討是一致的，同樣發(fā)現(xiàn)了PA的效益主要體現(xiàn)在較高任務(wù)難度的認(rèn)知加工過(guò)程中。有研究者采用電生理技術(shù)，發(fā)現(xiàn)身體活動(dòng)干預(yù)相比于休息后，2-back條件額區(qū)alpha事件相關(guān)去同步化比1-back條件更大，反映了PA能夠促進(jìn)大腦自上而下的注意控制過(guò)程，以完成更高任務(wù)難度的2-back任務(wù)。

結(jié)合核磁結(jié)果進(jìn)一步分析，我們發(fā)現(xiàn)，1-back和2-back條件下，青年低中PA水平組均在左右側(cè)扣帶回中部和右側(cè)中央前回的激活顯著大于高PA水平組；在1-back和2-back條件下，老年低中PA水平組均在左側(cè)額中回的激活顯著大于高PA水平組。以上結(jié)果表明，隨年齡增長(zhǎng)，PA影響個(gè)體完成工作記憶時(shí)涉及的腦區(qū)范圍有所減少，并且，不經(jīng)常參與PA的個(gè)體需要激活更多的腦區(qū)以完成工作記憶任務(wù)，主要集中在額葉和運(yùn)動(dòng)皮層區(qū)域，這與對(duì)本研究行為結(jié)果的解釋是一致的。同時(shí)，該結(jié)果支持執(zhí)行功能衰退的去分化假說(shuō)，認(rèn)為隨著年齡的增加，工作記憶衰退導(dǎo)致老年人在任務(wù)過(guò)程中無(wú)法調(diào)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)的激活，而運(yùn)動(dòng)能夠有效地調(diào)節(jié)額葉功能與年齡有關(guān)的工作記憶下降。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，PA降低了工作記憶激活腦區(qū)的活動(dòng)水平，反映出PA提升了相關(guān)腦神經(jīng)的活動(dòng)效率，這與前人研究結(jié)果也是一致的，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期參加身體活動(dòng)會(huì)降低背外側(cè)前額葉皮層的激活水平。

然而，本研究未發(fā)現(xiàn)年齡和PA對(duì)認(rèn)知靈活性的顯著影響，這與前人研究的結(jié)果并不一致，同樣在一項(xiàng)探討年齡（青年人、老年人）和PA（活動(dòng)、久坐）影響Switching任務(wù)表現(xiàn)的橫向研究中顯示，青年人比老年人反應(yīng)時(shí)更快、準(zhǔn)確率更高，PA對(duì)青年人和老年人的任務(wù)轉(zhuǎn)換表現(xiàn)都有著積極的影響。但也有研究未發(fā)現(xiàn)PA與認(rèn)知靈活性之間的關(guān)系，在一項(xiàng)調(diào)查健康老年人習(xí)慣性PA與認(rèn)知功能之間關(guān)系的研究中顯示，老年人定期參加PA與轉(zhuǎn)換（switching）無(wú)關(guān)。另一項(xiàng)縱向研究也發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)21周有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，老年人的認(rèn)知靈活性并未出現(xiàn)顯著提升。上述研究結(jié)果與本研究結(jié)果的矛盾，可能源于對(duì)PA的定義，即身體活動(dòng)方式、強(qiáng)度、頻率和時(shí)間不同。如：有研究發(fā)現(xiàn)8周的瑜伽練習(xí)相比于拉伸運(yùn)動(dòng)，更有利于switching的任務(wù)表現(xiàn)；另一項(xiàng)研究也得出相似的結(jié)論，發(fā)現(xiàn)開放式運(yùn)動(dòng)與更好的抑制、視覺追蹤和認(rèn)知靈活性相關(guān)，而封閉式的運(yùn)動(dòng)與更好的選擇性注意和視覺空間感知相關(guān)。在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度上，有研究提出高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能夠有效提升認(rèn)知靈活性。而本研究中的PA包括了所有日常的活動(dòng)方式，與干預(yù)類研究中采用的嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)分類并不一致，可能降低了認(rèn)知靈活性對(duì)PA的敏感性，未能發(fā)現(xiàn)PA對(duì)認(rèn)知靈活性的影響。今后研究還需區(qū)分運(yùn)動(dòng)的4要素，尤其是運(yùn)動(dòng)方式和強(qiáng)度，以明確PA與認(rèn)知靈活性的關(guān)系。

從核磁結(jié)果來(lái)看，全腦分析發(fā)現(xiàn)青年低中PA水平組在右側(cè)眶部額上回等前額葉皮層及右側(cè)舌回等視覺皮層的激活顯著大于高PA水平組；老年低中PA水平組同樣在右側(cè)額中回等前額葉皮層的激活顯著大于高PA水平組。同樣也發(fā)現(xiàn)了PA提升了認(rèn)知靈活性相關(guān)腦區(qū)活動(dòng)的神經(jīng)效率，即低PA組需要調(diào)動(dòng)腦區(qū)更強(qiáng)的激活以完成認(rèn)知任務(wù)。同時(shí)，PA對(duì)認(rèn)知靈活性的影響主要集中在前額葉，與Kimura等人研究結(jié)果相似，該研究探討了PA與執(zhí)行功能大腦激活的相關(guān)性，關(guān)注了任務(wù)轉(zhuǎn)換能力與背外側(cè)前額葉皮層之間的關(guān)系，結(jié)果顯示中等PA組前額葉的激活水平低于低PA組。但由于未發(fā)現(xiàn)PA對(duì)老年人認(rèn)知靈活性行為表現(xiàn)的顯著影響，因而無(wú)法推測(cè)上述腦區(qū)激活強(qiáng)度的改變與行為表現(xiàn)之間的關(guān)系。

基于工作記憶這一認(rèn)知過(guò)程在認(rèn)知靈活性等高級(jí)認(rèn)知功能中的重要作用，本研究創(chuàng)新性地探討了工作記憶在PA與認(rèn)知靈活性間的中介效應(yīng)，這在以往研究中鮮有探究。但無(wú)論對(duì)于青年組還是老年組，從行為指標(biāo)和核磁指標(biāo)上均未發(fā)現(xiàn)顯著的中介效應(yīng)，僅發(fā)現(xiàn)了工作記憶與認(rèn)知靈活性間的顯著相關(guān)。我們推測(cè)可能是由于本研究對(duì)PA的操控所致，利用IPAQ量表無(wú)法精確、客觀、標(biāo)準(zhǔn)化地量化PA水平，今后研究可采用加速度器以得出客觀的PA值，進(jìn)而驗(yàn)證本研究提出的工作記憶可能在PA與認(rèn)知靈活性等高級(jí)認(rèn)知功能間的中介效應(yīng)。

4結(jié)論

年齡增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致工作記憶的衰退，而日常身體活動(dòng)能夠提高老年人的工作記憶，并且能夠提升工作記憶相關(guān)前額葉皮層等腦區(qū)的神經(jīng)效率，但未發(fā)現(xiàn)身體活動(dòng)對(duì)老年人認(rèn)知靈活性的促進(jìn)作用以及工作記憶在其中的中介效應(yīng)。