摘 """要 ""目的：探討幼兒體質(zhì)健康發(fā)展水平與工作記憶加工的大腦神經(jīng)關(guān)聯(lián)，為幼兒體質(zhì)健康促進(jìn)與認(rèn)知發(fā)展提供依據(jù)。方法：選取98名4～6歲學(xué)齡前兒童，按照《國民體質(zhì)測定標(biāo)準(zhǔn)手冊（幼兒部分）》的內(nèi)容評估幼兒體質(zhì)健康發(fā)展水平，采用功能性近紅外光譜腦成像（fNIRS）技術(shù)，監(jiān)測幼兒執(zhí)行工作記憶任務(wù)時(shí)的大腦前額葉皮層血氧動(dòng)力學(xué)信號(hào)，采用4（體質(zhì)健康，分為優(yōu)秀、良好、合格、不合格）×2（記憶難度，分為低記憶難度、高記憶難度）的混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探討幼兒體質(zhì)健康水平與大腦工作記憶時(shí)的行為學(xué)和前額葉氧合血紅蛋白濃度差異。結(jié)果：1）在低記憶難度條件下，體質(zhì)健康優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度在右側(cè)背外側(cè)前額葉皮層（R-DLPFC）顯著大于良好組，在R-DLPFC、右側(cè)三角部布羅卡氏區(qū)（R-PTBA）、右側(cè)額極區(qū)（R-FPA）及左側(cè)背外側(cè)前額葉皮層（L-DLPFC）顯著大于合格組，在L-DLPFC顯著大于不合格組；2）在高記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度在R-DLPFC顯著大于良好組，在R-DLPFC、R-PTBA、R-FPA及L-DLPFC顯著大于合格組和不合格組；良好組的氧合血紅蛋白濃度在L-DLPFC和R-PTBA顯著大于合格組，在R-DLPFC、R-PTBA、R-FPA及L-DLPFC顯著大于不合格組，合格組的氧合血紅蛋白濃度在R-DLPFC、R-FPA及L-DLPFC的氧合血紅蛋白濃度顯著大于不合格組；3）優(yōu)秀組和良好組在高記憶難度條件下的R-DLPFC、R-PTBA、R-FPA及L-DLPFC顯著大于低記憶難度條件下；4）合格組在高記憶難度條件下的R-FPA和L-DLPFC的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度條件下；5）不合格組在高記憶難度條件下的R-PTBA的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度條件下。結(jié)論：幼兒的體質(zhì)健康發(fā)展水平與工作記憶存在密切關(guān)聯(lián)，表現(xiàn)為體質(zhì)健康發(fā)展水平越高，大腦在執(zhí)行工作記憶任務(wù)時(shí)的前額葉相關(guān)皮層激活程度越高。

關(guān)鍵詞 ""體質(zhì)健康；工作記憶；幼兒；功能性近紅外光譜腦成像；差異特征；身體活動(dòng)

中圖分類號(hào)：G804.8 """"""""""學(xué)科代碼：040302 """"""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.14036/j.cnki.cn11-4513.2024.03.004

Abstract ""Objective： To explore the neural correlations between physical fitness development levels and working memory processing in early childhood， providing a basis for promoting physical fitness and cognitive development in early children. Methods： A total of 98 preschool children aged 4-6 years were selected. The physical fitness development levels of the children were assessed according to the“National Physical Fitness Measurement Standards Manual （Preschool Children Section）.” Functional Near-Infrared Spectroscopy （fNIRS） was used to monitor hemodynamic signals in the prefrontal cortex during working memory tasks. A mixed experimental design of 4 （physical health： excellent， good， fair， poor） ×2 （memory difficulty： low， high） was used to investigate the behavioral and prefrontal oxygenated hemoglobin concentration differences during working memory tasks in relation to physical fitness levels. Results： 1） Under low memory difficulty conditions， the excellent physical fitness group showed significantly higher oxygenated hemoglobin concentrations in the right dorsolateral prefrontal cortex （R-DLPFC） compared to the good group; significantly higher concentrations in the R-DLPFC， right triangular part of Broca’s area （R-PTBA）， right frontal pole area （R-FPA）， and left dorsolateral prefrontal cortex （L-DLPFC） compared to the fair group; and significantly higher concentrations in the L-DLPFC compared to the poor group; 2） Under high memory difficulty conditions， the excellent group had significantly higher oxygenated hemoglobin concentrations in the R-DLPFC compared to the good group; significantly higher concentrations in the R-DLPFC， R-PTBA， R-FPA， and L-DLPFC compared to both the fair and poor groups. The good group had significantly higher oxygenated hemoglobin concentrations in the L-DLPFC and R-PTBA compared to the fair group， and significantly higher concentrations in the R-DLPFC， R-PTBA， R-FPA， and L-DLPFC compared to the poor group. The fair group had significantly higher oxygenated hemoglobin concentrations in the R-DLPFC， R-FPA， and L-DLPFC compared to the poor group; 3） In the excellent and good groups， the oxygenated hemoglobin concentrations in the R-DLPFC， R-PTBA， R-FPA， and L-DLPFC were significantly higher during high memory difficulty compared to low memory difficulty; 4） In the fair group， the concentrations in the R-FPA and L-DLPFC were significantly higher during high memory difficulty compared to low memory difficulty; 5） In the poor group， the concentration in the R-PTBA was significantly higher during high memory difficulty compared to low memory difficulty. Conclusion： There is a close relationship between the physical fitness development levels and working memory among children in their early age， manifested as higher physical fitness development levels being associated with greater activation of the prefrontal cortex during working memory tasks.

Keywords ""physical fitness; working memory; early childhood; Functional Near-Infrared Spectroscopy; differe-ntial characteristics; physical activity

幼兒時(shí)期是身心發(fā)展的關(guān)鍵階段，身體和認(rèn)知的發(fā)展對個(gè)體終身學(xué)業(yè)成就、社會(huì)適應(yīng)等具有積極意義［1-3］。體質(zhì)健康是衡量個(gè)體身體健康水平的重要內(nèi)容，是個(gè)體生產(chǎn)與生活的物質(zhì)基礎(chǔ)［4］。身體活動(dòng)被認(rèn)為是個(gè)體體質(zhì)健康發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，相關(guān)研究顯示，身體活動(dòng)與體質(zhì)健康之間具有正向相關(guān)關(guān)系［5］，身體活動(dòng)不足往往與肥胖發(fā)病率有關(guān)［6］，更高水平的身體活動(dòng)則與更好的力量、速度、平衡能力等身體素質(zhì)有關(guān)［7］。還有研究顯示，身體活動(dòng)對認(rèn)知和大腦健康有潛在益處［1］。從神經(jīng)學(xué)和微結(jié)構(gòu)變化的角度而言，身體活動(dòng)期間會(huì)產(chǎn)生更多的神經(jīng)營養(yǎng)因子，諸如腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）或神經(jīng)營養(yǎng)生長因子（NGF）［3，8-9］，這些因子能夠增強(qiáng)大腦的神經(jīng)可塑性，使白質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生積極變化［10］。

工作記憶是對感知信息的短期保持、儲(chǔ)存和處理，是一種核心的執(zhí)行功能，是完成運(yùn)算、推理、理解等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的基礎(chǔ)［11］，對包括計(jì)劃、技能學(xué)習(xí)和問題解決在內(nèi)的一系列認(rèn)知能力至關(guān)重要［12］。執(zhí)行功能假說提出，身體活動(dòng)期間改變的神經(jīng)突觸傳遞和大腦血管生成對負(fù)責(zé)思維、決策、行為和記憶的前額葉皮層具有積極影響［13］。從這一點(diǎn)來說，身體活動(dòng)不僅對體質(zhì)健康有積極影響［14］，還對大腦認(rèn)知功能有積極影響。還有研究者提出，工作記憶是一系列行為的基礎(chǔ)，從感知到更高層級(jí)的認(rèn)知和行為控制［15］，視空間工作記憶被認(rèn)為是動(dòng)作感知和動(dòng)作序列學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)［16-17］，動(dòng)作的記憶與編碼依賴工作記憶在內(nèi)的認(rèn)知活動(dòng)［18］，身體活動(dòng)的動(dòng)作過程需要調(diào)動(dòng)工作記憶在內(nèi)的執(zhí)行功能［19］。因此，身體活動(dòng)水平可能與工作記憶能力有著密切關(guān)系。

皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論提出，認(rèn)知和身體發(fā)展是相互依賴的，發(fā)達(dá)的運(yùn)動(dòng)能力能使兒童更積極地參與環(huán)境互動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展［20］。這強(qiáng)調(diào)了體質(zhì)健康水平對認(rèn)知發(fā)展的重要性。根據(jù)Martin的認(rèn)知功能發(fā)展模型可知，運(yùn)動(dòng)和身體活動(dòng)對體質(zhì)健康有直接的影響，而體質(zhì)健康對腦血管生長和血流量有積極效益，最終會(huì)影響認(rèn)知功能的發(fā)展［21］。從這一點(diǎn)而言，體質(zhì)健康與工作記憶作為身體活動(dòng)影響的2個(gè)方面，似乎存在著密切關(guān)聯(lián)。以往的干預(yù)研究顯示，8周網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)對幼兒體質(zhì)健康和工作記憶有積極影響［22］，這進(jìn)一步支持了上述關(guān)于身體活動(dòng)對體質(zhì)健康和工作記憶有積極影響的觀點(diǎn)，還有研究者提出，體質(zhì)健康與工作記憶存在相關(guān)性關(guān)聯(lián)［15，23］。但通過梳理文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段關(guān)于體質(zhì)健康與工作記憶的闡述多為行為學(xué)研究，缺乏相關(guān)腦機(jī)制的探討，而關(guān)于幼兒階段的探討則更為匱乏。因此，本研究將進(jìn)一步探討幼兒體質(zhì)健康水平與工作記憶加工的神經(jīng)差異機(jī)制，以此豐富相關(guān)研究理論。此外，還有研究者提出，智商和家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位對兒童工作記憶有積極影響［24］。因此，本研究將智商、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位和身體活動(dòng)作為協(xié)變量，探討排除智商、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位和身體活動(dòng)混雜干擾后，體質(zhì)健康與工作記憶加工的行為和神經(jīng)關(guān)聯(lián)。基于此，本研究提出以下假設(shè)：1）更高體質(zhì)健康水平的幼兒有更高水平的記憶正確率和更快的反應(yīng)時(shí)；2）不同體質(zhì)健康水平的幼兒在工作記憶期間前額葉相關(guān)腦區(qū)血氧濃度存在顯著差異。

隨著神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，功能近紅外光譜（fNRIS）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究［25］，在兒童認(rèn)知功能研究方面取得了一定進(jìn)展和突破［26］。fNIRS是一種非侵入光學(xué)成像技術(shù)，可測量腦功能活動(dòng)相關(guān)的氧合血紅蛋白（Oxy-hemoglobin，HbO2）和脫氧血紅蛋白（Deoxy-hemoglobin，HHb）濃度變化。與其他腦成像設(shè)備相比，fNIRS具有便攜、時(shí)間和空間分辨率相對較高、生態(tài)效度高且很少受實(shí)驗(yàn)對象限制、適用于所有可能參與的人群等優(yōu)點(diǎn)［25，27］，特別適用于幼兒認(rèn)知神經(jīng)的研究。因此，本研究采用fNRIS對幼兒體質(zhì)健康與工作記憶的關(guān)系展開探討。

1" "研究對象與方法

1.1" 研究對象

本次實(shí)驗(yàn)對象來自西安市2所幼兒園，納入標(biāo)準(zhǔn)為：右利手，視力或矯正視力正常，年齡在4～6歲，排除了患有精神疾病或正在接受藥物治療的幼兒。在監(jiān)護(hù)人了解該研究項(xiàng)目并同意自愿參加后，與監(jiān)護(hù)人簽訂了《知情同意書》。本次實(shí)驗(yàn)共招募了114名幼兒，在正式測試期間，5名幼兒由于感染甲流未能參加測試，3名幼兒由于無法理解工作記憶測試規(guī)則，沒有對其進(jìn)行測試，2名幼兒過于活躍，測試期間不能保持安靜，沒有完成工作記憶測試。最終，共有104名幼兒完成了所有測試內(nèi)容。對近紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，3名幼兒由于腦部血氧測試數(shù)據(jù)質(zhì)量不高（偽跡過多）排除于本次研究，3名幼兒身體活動(dòng)數(shù)據(jù)缺失。最終本次研究共有98名幼兒數(shù)據(jù)納入了分析。98名幼兒中：男童有47人，女童有51人；年齡為（60.49±3.30）月。本項(xiàng)研究獲得了陜西師范大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（202316006）。

1.2" 工作記憶測試

1.2.1" 測試材料與設(shè)計(jì)

采用組塊任務(wù)設(shè)計(jì)測試幼兒視空間工作記憶。測試任務(wù)參照以往兒童視空間工作記憶研究范式［28-29］，并進(jìn)行了適度修改。任務(wù)呈現(xiàn)如圖1所示。共包含2個(gè)量級(jí)的記憶測試，分別為2個(gè)記憶任務(wù)（以下表述為：低記憶難度）和3個(gè)記憶任務(wù)（以下表述為：高記憶難度）。低記憶難度測試時(shí)，在1個(gè)9宮格內(nèi)隨機(jī)出現(xiàn)小魚和青蛙2種動(dòng)物。高記憶難度測試時(shí)，在1個(gè)9宮格內(nèi)隨機(jī)出現(xiàn)小魚、青蛙和鴨子3種動(dòng)物。在實(shí)驗(yàn)中，每次動(dòng)物呈現(xiàn)的視空間位置均不相同，且不相鄰，以避免學(xué)習(xí)效應(yīng)［29］。

所有記憶任務(wù)呈現(xiàn)與行為學(xué)數(shù)據(jù)收集均由“E-prime3.0”軟件（Psychology Software Tools Inc， Sharpsburg，PA，USA）完成。單個(gè)Trial呈現(xiàn)順序?yàn)椋浩聊恢行奈恢贸霈F(xiàn)1 000 ms的注視點(diǎn)，然后是刺激圖片呈現(xiàn)2 000 ms，之后是2 000 ms時(shí)長的空屏?xí)r間，然后出現(xiàn)一個(gè)包含問號(hào)的圖片，要求被試判斷與刺激圖片相比，動(dòng)物的位置是否發(fā)生了變化，該階段設(shè)置時(shí)長為被試作出判斷反應(yīng)時(shí)長，判斷任務(wù)中按鍵“D”表示與刺激任務(wù)一樣，按鍵“J”表示與刺激任務(wù)不一樣，以上為單個(gè)Trial。每個(gè)組塊包含6個(gè)Trials，組塊呈現(xiàn)順序?yàn)椋旱陀洃涬y度在第1個(gè)和第2個(gè)組塊，高記憶難度在第3個(gè)和第4個(gè)組塊。每個(gè)組塊之間間隔15 s休息時(shí)間。在正式實(shí)驗(yàn)期間收集了被試行為學(xué)數(shù)據(jù)（反應(yīng)時(shí)和正確率）以及感興趣腦區(qū)的血氧動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。在正式實(shí)驗(yàn)開始前，所有被試都進(jìn)行了規(guī)則講解和學(xué)習(xí)，并在第1個(gè)組塊測試前完成了練習(xí)試次，練習(xí)試次包含4個(gè)Trials，內(nèi)容分別包含2個(gè)記憶任務(wù)和3個(gè)記憶任務(wù)的組合。練習(xí)試次后休息15 s開始正式測試。

實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)材料均在15.3英寸的電腦顯示器上呈現(xiàn)，刺激材料居中并占屏幕比例的75%，屏幕背景為白色，被試眼睛距離電腦顯示器約60 cm。

1.2.2" fNIRS數(shù)據(jù)采集

采用Artinis便攜式近紅外腦成像系統(tǒng)（brite MKⅢ，Atinis corporation，Holland）監(jiān)測被試在完成工作記憶任務(wù)期間前額葉皮層的血氧動(dòng)力學(xué)信號(hào)?！癘xySoft”采集分析軟件同步采集血氧動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)設(shè)備包含10個(gè)發(fā)射光極端和8個(gè)接收光極端，根據(jù)工作記憶調(diào)動(dòng)的相關(guān)腦區(qū)分布特征，參考以往研究者感興趣腦區(qū)的排列分布［31］，采用2×12的通道排列方式，共24個(gè)采集通道分布于大腦前額葉皮層（如圖2所示）。發(fā)射端與接收端間距約為3 cm，發(fā)射光極光源波長為760 mm與850 mm，采樣頻率設(shè)置為25 Hz。

采用3D頭部定位建模系統(tǒng)（Patriot，Polhemus，USA）對每個(gè)通道位置進(jìn)行三維坐標(biāo)定位，運(yùn)用Matlab中的“nirs_SPM”軟件包進(jìn)行空間配準(zhǔn)，各通道分布如圖2所示。根據(jù)24通道的具體分布，劃分出6個(gè)感興趣腦區(qū)，具體通道對應(yīng)腦區(qū)如表1所示。

1.3" 身體活動(dòng)測量

采用三軸加速度計(jì)（wGT3X-BT，Actigraph，USA）測試幼兒身體活動(dòng)情況。被試被要求連續(xù)7 d（5個(gè)工作日和2個(gè)周末日）佩戴加速度計(jì)（洗澡、游泳、睡眠等情況下取下）測量身體活動(dòng)水平，佩戴位置為左手腕部，當(dāng)受試者每日佩戴8 h以上為有效佩戴日，有效佩戴日在4 d及以上（至少包含3個(gè)有效工作日和一個(gè)有效周末）為有效測試樣本。依據(jù)以往文獻(xiàn)對中國幼兒身體活動(dòng)測試的建議［32］，加速度計(jì)采樣間隔設(shè)置為15 s［33］，采樣率為100 Hz，Choi算法作為未佩戴定義［34］，采用Butte Preschoolers VM（2013）的標(biāo)準(zhǔn)（Actiheart x軸為41 449和1 297 cpm；ActiGraph矢量震級(jí)為820、3 908和6 112 cpm；久坐/輕度、輕度/中度和中度/劇烈的ActiGraph x軸分別為240、2 120和4 450 cpm）作為本研究中身體活動(dòng)強(qiáng)度分界值［33］，由于輸出結(jié)果中的多數(shù)幼兒沒有高強(qiáng)度身體活動(dòng)數(shù)據(jù)，所以本研究中將中強(qiáng)度身體活動(dòng)與高強(qiáng)度身體活動(dòng)合并為中高強(qiáng)度身體活動(dòng)，本研究中總身體活動(dòng)量=低強(qiáng)度身體活動(dòng)量+中高強(qiáng)度身體活動(dòng)量，并在后續(xù)分析中將低強(qiáng)度身體活動(dòng)、中高強(qiáng)度身體活動(dòng)納入?yún)f(xié)變量進(jìn)行變量控制。

1.4" 人口學(xué)信息

采用聯(lián)合性瑞文CRT（combined Raven’s test，CRT）量表測定幼兒智商。該量表由英國心理學(xué)家瑞文（J.C.Raven）于1938年設(shè)計(jì)，1989年由中國學(xué)者李丹、王棟完成了中國版修訂并制定了常模。該量表適用于5～75歲群體智商測定，共有72個(gè)測試題目，每個(gè)測試題目 為1 分，共72分［35］。家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位（socioeconomic status questionnaire，SESQ）參照中國學(xué)者研究［36］，將家庭年收入、父母受教育程度及父母職業(yè)作為家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位的指標(biāo)，并分別賦值。參照《中國家庭收入階層劃分標(biāo)準(zhǔn)（2022）》將家庭年收入劃分為8個(gè)等級(jí)，具體等級(jí)為：家庭年收入lt;30 000元、30 000元≤家庭年收入lt;50 000元、50 000元≤家庭年收入lt;100 000元、100 000元≤家庭年收入lt;400 000元、400 000元≤家庭年收入lt;1 000 000元、1 000 000元≤家庭年收入lt;2 000 000元、2 000 000元≤家庭年收入≤5 000 000元、家庭年收入gt;5 000 000元以上，以上依次分別賦值1～8 分。父親和母親受教育程度各自以1～7分分別依次表示：小學(xué)及以下、初中、高中（中專或技校）、大專、本科、碩士研究生及博士研究生；父母職業(yè)各自以1～8分依次表示：臨時(shí)工（無工作或待業(yè)中）、體力勞動(dòng)者或個(gè)體經(jīng)營者、生產(chǎn)（運(yùn)輸設(shè)備） 操作人員、農(nóng)（林、牧、漁、水利）業(yè)生產(chǎn)人員、商業(yè)（商貿(mào)服務(wù)業(yè)）人員、公務(wù)員或公司職員、專業(yè)技術(shù)人員（如教師、醫(yī)生）、政府（事業(yè)單位）或公司管理干部。對相關(guān)變量的標(biāo)準(zhǔn)分進(jìn)行主成分分析并獲得各個(gè)變量的因素負(fù)荷。計(jì)算公式如下。

E家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位 =（β1×Z父親職業(yè) +β2×Z 父親受教育程度 +β3×Z母親職業(yè) +β4×Z母親受教育程度+β5×Z家庭年收入）/f1），

其中：β1～β5為各個(gè)指標(biāo)的因子負(fù)荷，f為特征值。分?jǐn)?shù)越高表明家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位越高。

1.5" 體質(zhì)健康測量

采用國家體育總局頒布的《國民體質(zhì)測定標(biāo)準(zhǔn)手冊（幼兒部分）》對受試幼兒進(jìn)行體質(zhì)健康測試［37］，測試內(nèi)容包括身高、體重、1 m折返跑、網(wǎng)球擲遠(yuǎn)、雙腳連續(xù)跳、平衡木、坐位體前屈和立定跳遠(yuǎn)8項(xiàng)指標(biāo)，測試期間記錄原始測試成績，在測試結(jié)束后依據(jù)《國民體質(zhì)測定標(biāo)準(zhǔn)手冊（幼兒部分）》中的評定方法和標(biāo)準(zhǔn)將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)評分，然后計(jì)算8項(xiàng)指標(biāo)的總得分，并進(jìn)行體質(zhì)健康評級(jí)。其標(biāo)準(zhǔn)為：一級(jí)（優(yōu)秀）gt;31分，二級(jí)（良好）為28～31分，三級(jí)（合格）為20～27分，四級(jí)（不合格）lt;20分。在幼兒體質(zhì)健康水平評級(jí)的基礎(chǔ)上，將不同得分水平的幼兒分別劃分為不同體質(zhì)健康組進(jìn)行下一步研究。其分組依據(jù)為：一級(jí)納入優(yōu)秀組，二級(jí)納入良好組，三級(jí)納入合格組，四級(jí)納入不合格組。

1.6" 數(shù)理處理與統(tǒng)計(jì)

1.6.1" fNIRS數(shù)據(jù)預(yù)處理

行為學(xué)數(shù)據(jù)使用“e-prime3.0”軟件中的“E-Merge3”功能將所有被試的行為學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并整理，并導(dǎo)入excel進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。數(shù)據(jù)預(yù)處理參照以往研究［38］，剔除了平均值超過±3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的反應(yīng)時(shí)。

使用“Matlab”軟件（R2013b，MathWorks corporation，USA）對fNIRS數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，使用某公司研發(fā)的插件包“oxysoft2matlab”將原始數(shù)據(jù)*.oxy5和*.oxyproj轉(zhuǎn)換為*.nirs格式文件，使用“Homer2”插件包將光強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為血氧濃度數(shù)據(jù)。對所有被試的所有通道進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)偽影矯正，并標(biāo)記了壞通道，采用帶通濾波將大于0.1 Hz與小于0.01 Hz的呼吸、心跳等成分濾除，取組塊刺激開始前2 s的數(shù)據(jù)對任務(wù)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行基線矯正，根據(jù)本研究任務(wù)設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)單個(gè)組塊完成時(shí)長約為45 s，所以截取同一類型刺激任務(wù)的前2～45 s的血氧數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加平均。最終，得到了2個(gè)記憶難度量級(jí)下的HbO2、HHb與總血紅蛋白濃度（Total-Hemoglobin，t-Hb）數(shù)據(jù)均值。相關(guān)研究表明，氧合血紅蛋白比脫氧血紅蛋白具有更優(yōu)的信噪比［39］，對大腦血氧變化的敏感度更高［40］，所以本研究選取氧合血紅蛋白作為血氧濃度分析指標(biāo)納入后期數(shù)據(jù)分析，采用“NIRS_KIT”軟件包對任務(wù)期間的氧合血紅蛋白濃度進(jìn)行腦區(qū)激活評估，并繪制腦區(qū)激活熱圖。

1.6.2" 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用“spss25.0”軟件（IBM Inc.，Chicago，IL，USA）進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用皮爾遜相關(guān)性分析對身體活動(dòng)、體質(zhì)健康與工作記憶的行為學(xué)結(jié)果和血氧濃度結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)；采用廣義估計(jì)方程對不同體質(zhì)健康組別對2個(gè)記憶難度的行為學(xué)結(jié)果及血氧濃度進(jìn)行交互效應(yīng)和主效應(yīng)檢驗(yàn)，并依據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡單效應(yīng)分析和事后成對比較，采用軟件“Bonferroni”對2組以上的比較進(jìn)行矯正；廣義估計(jì)方程統(tǒng)計(jì)結(jié)果的描述性統(tǒng)計(jì)采用納入?yún)f(xié)變量后的估算值平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表述；顯著性水平設(shè)為α=0.05。

2" "研究結(jié)果

2.1" 相關(guān)性結(jié)果

2.1.1" 自變量間的相關(guān)性

對體質(zhì)健康得分、低強(qiáng)度身體活動(dòng)、中高強(qiáng)度身體活動(dòng)、總身體活動(dòng)、智商和家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位進(jìn)行相關(guān)性分析的結(jié)果如表2所示。從表2可知：1）中高強(qiáng)度身體活動(dòng)與體質(zhì)健康之間有顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.660；2）總身體活動(dòng)與智商、體質(zhì)健康、低強(qiáng)度身體活動(dòng)及中高強(qiáng)度身體活動(dòng)有顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.226、0.541、0.360和0.890；3）家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位與低強(qiáng)度身體活動(dòng)之間有顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.221。

2.1.2" 自變量與工作記憶指標(biāo)間的相關(guān)性

對體質(zhì)健康得分、低強(qiáng)度身體活動(dòng)、中高強(qiáng)度身體活動(dòng)、總身體活動(dòng)、智商、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位與工作記憶的行為學(xué)結(jié)果、氧合血紅蛋白濃度結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析的結(jié)果如表3所示。由表3可知如下結(jié)果。1）體質(zhì)健康得分與各感興趣腦區(qū)在2種記憶難度條件下的血氧數(shù)據(jù)均有顯著正向相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.25～0.67。其中，在低記憶難度時(shí)，體質(zhì)健康與工作記憶的反應(yīng)時(shí)有負(fù)向相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.242。2）在2種記憶難度條件下，體質(zhì)健康與工作記憶正確率均有顯著正向相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.29～0.41。3）低強(qiáng)度身體活動(dòng)與高記憶難度的R-FPA濃度有顯著負(fù)向相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.227。4）中高強(qiáng)度身體活動(dòng)既與低記憶難度的雙側(cè)DLPFC、左側(cè)PTBA及雙側(cè)FPA均有顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.21～0.38，又與高記憶難度條件下所有感興趣腦區(qū)均有顯著正向相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.38～0.51，而且與不同記憶難度條件下的行為學(xué)正確率均有顯著正向相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.21～0.35。5）總身體活動(dòng)既與低記憶難度條件下雙側(cè)DLPFC、左側(cè)PTBA及右側(cè)FPA均有顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.22～0.35，又與高記憶難度條件下雙側(cè)DLPFC、左側(cè)PTBA及雙側(cè)FPA均有顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.27～0.45，而且與不同記憶難度條件下的行為學(xué)正確率均有顯著正向相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.20～0.34。

2.1.3" 工作記憶行為與氧合血紅蛋白指標(biāo)的相關(guān)性

對工作記憶的行為指標(biāo)與氧合血紅蛋白指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析的結(jié)果顯示，在高記憶難度條件下，任務(wù)正確率與R-DLPFC、L-DLPFC、R-PTBA、L-PTBA、R-FPA和L-FPA氧合血紅蛋白指標(biāo)有正向顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.20～0.33。

2.2" 行為學(xué)結(jié)果

將智商、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、低強(qiáng)度身體活動(dòng)和中高強(qiáng)度身體活動(dòng)納入?yún)f(xié)變量，采用廣義估計(jì)方程對不同體質(zhì)健康水平（優(yōu)秀、良好、合格和不合格）在不同記憶難度（低記憶難度和高記憶難度）條件下的行為學(xué)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表5所示。

表5反應(yīng)時(shí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：1）體質(zhì)健康×任務(wù)難度交互效應(yīng)不顯著［χ2（體質(zhì)健康×任務(wù)難度）=6.493，p=0.090］； 2）體質(zhì)健康主效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康）=9.336，p=0.025］，且優(yōu)秀組反應(yīng)時(shí)顯著短于不合格組；3）任務(wù)難度主效應(yīng)不顯著［χ2（任務(wù)難度）=1.566，p=0.211］。

表5正確統(tǒng)計(jì)率結(jié)果顯示：1）體質(zhì)健康×任務(wù)難度交互效應(yīng)不顯著［χ2（體質(zhì)健康×任務(wù)難度）=3.194，p=0.363］； 2）體質(zhì)健康主效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康）=12.799，p=0.005］，且體質(zhì)健康優(yōu)秀組正確率顯著大于合格組和不合格組；3）任務(wù)難度主效應(yīng)不顯著［χ2（任務(wù)難度）=3.185，p=0.074］。

2.3" fNIRS結(jié)果

將智商、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、低強(qiáng)度身體活動(dòng)和中高強(qiáng)度身體活動(dòng)納入?yún)f(xié)變量，采用廣義估計(jì)方程對不同體質(zhì)健康水平（優(yōu)秀、良好、合格和不合格）在不同記憶難度（低記憶難度和高記憶難度）條件下前額葉皮層氧合血紅蛋白濃度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表6和圖3所示。

2.3.1" R-DLPFC結(jié)果

1）體質(zhì)健康×任務(wù)難度交互效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康×任務(wù)難度） =25.967，p=0.000］。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示：在低記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于良好組和合格組；在高記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于良好組、合格組和不合格組，良好組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于不合格組，合格組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于不合格組；優(yōu)秀組和良好組在高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度均顯著大于低記憶難度條件下。2）體質(zhì)健康主效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康）=41.223，p=0.000］，且優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于良好組、合格組和不合格組。3）任務(wù)難度主效應(yīng)顯著［χ2（任務(wù)難度）=16.398，p=0.000］，且高記憶難度條件下氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度條件下。

2.3.2" L-DLPFC結(jié)果

1）體質(zhì)健康×任務(wù)難度交互效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康×任務(wù)難度）=16.098，p=0.001］。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示：在低記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組和不合格組；在高記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組和不合格組，良好組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組和不合格組，合格的組氧合血紅蛋白濃度顯著大于不合格組；優(yōu)秀組、良好組和合格組在高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度條件下。2）體質(zhì)健康主效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康）=58.898，p=0.000］，且優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于良好組、合格組和不合格組，良好組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于不合格組；3）任務(wù)難度主效應(yīng)顯著［χ2（任務(wù)難度）=22.403，p=0.000］，且高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度條件下。

2.3.3" R-PTBA結(jié)果

1）體質(zhì)健康×任務(wù)難度交互效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康×任務(wù)難度）=35.943，p=0.000］。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示：在低記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組；在高記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組和不合格組，良好組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組和不合格組；優(yōu)秀組、良好組和不合格組在高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度條件下。2）體質(zhì)健康主效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康）=46.027，p=0.000］，且優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于良好組、合格組和不合格組，良好組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組。3）任務(wù)難度主效應(yīng)顯著［χ2（任務(wù)難度）=9.851，p=0.002］，且高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度。

2.3.4" L-PTBA結(jié)果

1）體質(zhì)健康×任務(wù)難度交互效應(yīng)不顯著［χ2（體質(zhì)健康×任務(wù)難度）=4.286，p=0.232］；2）體質(zhì)健康主效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康）=18.522，p=0.000］，且優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于良好組、合格組和不合格組，良好組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于不合格組；3）任務(wù)難度主效應(yīng)顯著［χ2（任務(wù)難度）=21.161，p=0.000］，且高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度。

2.3.5" R-FPA結(jié)果

1）體質(zhì)健康×任務(wù)難度交互效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康×任務(wù)難度）=11.786，p=0.008］。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示：在低記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組；在高記憶難度條件下，優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組和不合格組，良好組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于不合格組，合格組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于不合格組；優(yōu)秀組、良好組和合格組在高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度條件下。2）體質(zhì)健康主效應(yīng)顯著［χ2（體質(zhì)健康）=21.700，p=0.000］，且優(yōu)秀組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組和不合格組，良好組的氧合血紅蛋白濃度顯著大于合格組和不合格組。3）任務(wù)難度主效應(yīng)顯著［χ2（任務(wù)難度）=34.781，p=0.000］，且高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度。

2.3.6" L-FPA結(jié)果

1）體質(zhì)健康×任務(wù)難度交互效應(yīng)不顯著［χ2（體質(zhì)健康×任務(wù)難度）=6.900，p=0.075］；2）體質(zhì)健康主效應(yīng)不顯著［χ2（體質(zhì)健康）=7.740，p=0.052］；3）任務(wù)難度主效應(yīng)顯著［χ2（任務(wù)難度）=7.802，p=0.005］，且高記憶難度條件下的氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度。

3" "討論

幼兒時(shí)期是身體和認(rèn)知發(fā)展的關(guān)鍵階段［41］，體質(zhì)健康是身體發(fā)展的基礎(chǔ)。相關(guān)研究顯示，體質(zhì)健康與兒童動(dòng)作發(fā)展、身體活動(dòng)、睡眠質(zhì)量密切相關(guān)［21，41-42］。執(zhí)行功能是認(rèn)知加工的重要部分，執(zhí)行功能發(fā)展滯后往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力受損，還常常會(huì)繼發(fā)行為和情緒方面問題，諸如注意缺陷多動(dòng)障礙、孤獨(dú)、抑郁等［43］。工作記憶是執(zhí)行功能的核心部分，與兒童學(xué)習(xí)、思維、社會(huì)行為、語言發(fā)展等密切相關(guān)，工作記憶能力不足將會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行功能在內(nèi)的認(rèn)知功能發(fā)展受限，進(jìn)而會(huì)影響個(gè)體的終身發(fā)展［44］。以往的研究顯示，兒童青少年身體活動(dòng)水平對體質(zhì)健康與工作記憶有積極影響，更高的體質(zhì)健康水平與工作記憶發(fā)展水平相關(guān)［5］。然而，現(xiàn)階段關(guān)于幼兒階段的探討卻相對較少，且多為行為結(jié)果的表述［5］?；诖耍狙芯繌挠變后w質(zhì)健康與工作記憶的神經(jīng)加工機(jī)制出發(fā)，探討不同體質(zhì)健康水平幼兒在工作記憶加工時(shí)的行為和神經(jīng)差異，并探討了這種差異關(guān)系發(fā)生的腦區(qū)。為了更加客觀地評價(jià)這種關(guān)系，本研究還將智商、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位和身體活動(dòng)納入了協(xié)變量，探討排除混雜因素干擾后，體質(zhì)健康與工作記憶加工的差異特征。從研究結(jié)果而言，證實(shí)了幼兒體質(zhì)健康發(fā)展水平與工作記憶加工水平間存在密切關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)不僅表現(xiàn)在行為結(jié)果上，也表現(xiàn)在任務(wù)期間相關(guān)腦區(qū)的激活上。

3.1" 體質(zhì)健康水平與工作記憶加工的行為學(xué)差異

一項(xiàng)關(guān)于8～11歲肥胖兒童的研究顯示，兒童體質(zhì)健康水平與工作記憶的反應(yīng)時(shí)和正確率有關(guān)，更高體質(zhì)健康水平的兒童表現(xiàn)出更短的任務(wù)反應(yīng)時(shí)和更高的任務(wù)正確率［45］，這說明兒童時(shí)期體質(zhì)健康水平與工作記憶存在密切關(guān)聯(lián)［5］。本研究對5歲左右的幼兒進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，在體質(zhì)健康分組的條件下，工作記憶的反應(yīng)時(shí)和正確率的主效應(yīng)顯著，表現(xiàn)為高體質(zhì)健康水平有更短的反應(yīng)時(shí)間和更高的任務(wù)正確率，這與上述研究結(jié)果一致。另一項(xiàng)關(guān)于8～11歲肥胖兒童的研究顯示，心肺能力與工作記憶的正確率有關(guān)，心肺能力較強(qiáng)的兒童可以表現(xiàn)出較高的工作記憶正確率［46］。還有一項(xiàng)關(guān)于7～10歲兒童的研究則顯示，肌肉素質(zhì)與工作記憶任務(wù)的正確率呈正向相關(guān)關(guān)系，而與反應(yīng)時(shí)不相關(guān)［24］。這在一定程度上支持了本研究關(guān)于體質(zhì)健康水平越高工作記憶正確率越高的結(jié)果。而Veraksa采用記憶卡片對5～6歲幼兒工作記憶能力進(jìn)行測試后發(fā)現(xiàn)，體質(zhì)健康與工作記憶得分之間存在正向相關(guān)關(guān)系［5］，這又支持了本研究同齡層面的結(jié)果。

動(dòng)作學(xué)習(xí)與發(fā)展的相關(guān)研究顯示，在動(dòng)作學(xué)習(xí)過程中，大腦會(huì)對完整動(dòng)作序列進(jìn)行記憶儲(chǔ)存、編碼和復(fù)現(xiàn)［47］。充分想象一個(gè)動(dòng)作的精確執(zhí)行可以幫助幼兒更好地掌握一系列動(dòng)作，并在實(shí)際執(zhí)行中更好地實(shí)現(xiàn)動(dòng)作控制［5］。在完成復(fù)雜運(yùn)動(dòng)動(dòng)作過程中，大腦傾向于在動(dòng)作實(shí)施之前形成一個(gè)動(dòng)作圖像并結(jié)合周圍運(yùn)動(dòng)環(huán)境進(jìn)行認(rèn)知加工，以便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)作過程的協(xié)調(diào)與控制，在這一過程中，認(rèn)知與身體實(shí)現(xiàn)了雙向互動(dòng)［5］。從結(jié)果而言，動(dòng)作發(fā)展較好的兒童往往具有更高的身體活動(dòng)水平和體質(zhì)健康水平，而隨著動(dòng)作發(fā)展，記憶加工能力會(huì)逐步提升，進(jìn)而能實(shí)現(xiàn)體質(zhì)健康與記憶能力的協(xié)同發(fā)展。因此，這種動(dòng)作序列的記憶能力和心智表征能力的提高可能成為體質(zhì)健康水平較高的幼兒具有更快工作記憶反應(yīng)時(shí)和更高正確率的關(guān)鍵。

此外，本研究在記憶任務(wù)難度的對比中未發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)和正確率的主效應(yīng)，這可能歸結(jié)于任務(wù)難度有限，尚未達(dá)到出現(xiàn)顯著水平的閾值，但正確率卻表現(xiàn)出了隨著記憶難度增加而下降的趨勢，這與之前關(guān)于大學(xué)生工作記憶的結(jié)果一致［11］。隨著任務(wù)難度的增大，個(gè)體會(huì)表現(xiàn)出與任務(wù)相關(guān)的正確率和反應(yīng)時(shí)。

3.2" 體質(zhì)健康水平與工作記憶的相關(guān)腦區(qū)氧合血紅蛋白濃度差異

本研究結(jié)果顯示，在排除智商、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、低強(qiáng)度身體活動(dòng)和中高強(qiáng)度身體活動(dòng)混雜干擾后，R-DLPFC、L-DLPFC、R-PTBA和R-FPA工作記憶時(shí)的氧合血紅蛋白濃度與體質(zhì)健康水平具有交互效應(yīng)，呈現(xiàn)出高體質(zhì)健康水平的幼兒在工作記憶時(shí)出現(xiàn)了更高水平的腦區(qū)激活趨勢，L-PTBA表現(xiàn)出與體質(zhì)健康水平相關(guān)的腦區(qū)氧合血紅蛋白濃度主效應(yīng)。一項(xiàng)關(guān)于8～11歲肥胖兒童的ERP研究顯示，體質(zhì)健康水平與P3波幅相關(guān)，較高的體質(zhì)健康水平在工作記憶中表現(xiàn)出更高的P3波幅［45］。另一項(xiàng)關(guān)于6歲左右幼兒的研究則顯示，8周網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)干預(yù)能夠有效提升工作記憶任務(wù)的L-PFC腦血氧效率和體質(zhì)健康水平［22］，這在一定程度支持了本研究結(jié)果。

前額葉是參與工作記憶的主要腦區(qū)［48］，DLPFC的結(jié)構(gòu)和功能在工作記憶時(shí)起著核心作用［49-50］。在本研究中，體質(zhì)健康與任務(wù)難度在R-DLPFC、L-DLPFC、R-PTBA和R-FPA的交互效應(yīng)顯著，簡單效應(yīng)結(jié)果表現(xiàn)出體質(zhì)健康水平的主效應(yīng)。體質(zhì)健康組別在L-PTBA表現(xiàn)出主效應(yīng)，即體質(zhì)健康水平較高的幼兒表現(xiàn)出更高水平的任務(wù)相關(guān)腦區(qū)的激活，說明無論工作記憶負(fù)荷如何，高體質(zhì)健康水平的幼兒都能更快地調(diào)動(dòng)大腦神經(jīng)資源，使神經(jīng)資源集中于記憶任務(wù)。以往的研究顯示，更高的身體活動(dòng)水平與更大的前額葉體積相關(guān)［51］，身體活動(dòng)過程可以增加大腦血流量，產(chǎn)生更多的神經(jīng)營養(yǎng)因子，諸如腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）或神經(jīng)營養(yǎng)生長因子（NGF）［8-9，52］，從而能促進(jìn)神經(jīng)突觸的形成與神經(jīng)元分化和增殖［53］，進(jìn)而影響認(rèn)知功能［54］。還有研究顯示，兒童身體活動(dòng)對體質(zhì)健康有積極影響［55］，身體活動(dòng)可能是體質(zhì)健康水平與工作記憶產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)［5，21］，前額葉在運(yùn)動(dòng)中的結(jié)構(gòu)和功能的改善可能是體質(zhì)健康水平與工作記憶時(shí)腦區(qū)激活相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵［13，56］。此外，身體活動(dòng)過程往往與動(dòng)作學(xué)習(xí)和執(zhí)行密切相關(guān)［57］，以往的研究顯示，前額葉皮層特別參與了動(dòng)作學(xué)習(xí)和執(zhí)行過程［58］，工作記憶與動(dòng)作學(xué)習(xí)和執(zhí)行在前額葉有著共同的神經(jīng)基礎(chǔ)［15］，這也可能成為幼兒體質(zhì)健康水平與工作記憶期間腦區(qū)激活差異的重要內(nèi)容。

本研究結(jié)果還顯示，體質(zhì)健康水平與任務(wù)難度在R-DLPFC、L-DLPFC、R-PTBA及R-FPA腦區(qū)的交互效應(yīng)顯著，簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示出任務(wù)難度相關(guān)的主效應(yīng)，在L-PTBA和L-FPA顯示出主效應(yīng)，即不同體質(zhì)健康組別在高記憶難度條件下腦區(qū)氧合血紅蛋白濃度顯著大于低記憶難度條件下，這意味著R-DLPFC、

L-DLPFC、R-PTBA、L-PTBA、R-FPA和L-FPA對工作記憶難度的增大更為敏感，表現(xiàn)出更高水平的任務(wù)相關(guān)激活，之前一項(xiàng)關(guān)于大學(xué)生的研究顯示，隨著記憶難度的增大，額區(qū)alpha 頻段能量表現(xiàn)出顯著差異［11］，這與本研究中的任務(wù)難度增大后前額葉相關(guān)腦區(qū)變化一致，表現(xiàn)為隨著任務(wù)難度的增大，幼兒需要調(diào)動(dòng)更多的認(rèn)知資源完成記憶任務(wù)，氧合血紅蛋白濃度的增加代表幼兒大腦相關(guān)區(qū)域激活的增強(qiáng)。值得注意的是，優(yōu)秀組、良好組和合格組在L-DLPFC和R-FPA顯示出了任務(wù)難度相關(guān)的差異，而不及格組在L-DLPFC和R-FPA未發(fā)現(xiàn)這種差異，同時(shí)，優(yōu)秀組、良好組和不及格組在R-PTBA發(fā)現(xiàn)了這種差異，而合格組未發(fā)現(xiàn)這種差異，這說明優(yōu)秀組和良好組在認(rèn)知加工過程中對任務(wù)難度的敏感性更高，個(gè)體能夠更快速地調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源進(jìn)而完成記憶任務(wù)，而合格組和不合格組則體現(xiàn)出相應(yīng)的差異，這也說明了幼兒有更高的體質(zhì)健康水平會(huì)具有更高水平認(rèn)知優(yōu)勢的這一結(jié)果。

4" "結(jié)論

幼兒體質(zhì)健康發(fā)展水平與工作記憶存在密切關(guān)聯(lián)，體質(zhì)健康發(fā)展水平較高的幼兒在執(zhí)行工作記憶任務(wù)時(shí)可以表現(xiàn)出認(rèn)知優(yōu)勢和大腦前額葉皮層相關(guān)腦區(qū)的活躍性，這一結(jié)果為幼兒體質(zhì)健康促進(jìn)和認(rèn)知發(fā)展提供了研究依據(jù)，體現(xiàn)了體育活動(dòng)對幼兒認(rèn)知發(fā)展的重要影響。進(jìn)一步的研究可以深入探討幼兒體質(zhì)健康與認(rèn)知發(fā)展之間的生物機(jī)制，并提出相應(yīng)的干預(yù)措施，以促進(jìn)幼兒的身心健康發(fā)展。

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收稿日期：2023-11-24

基金項(xiàng)目：陜西省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（23JK0454）。

第一作者簡介：鄭權(quán)良（1994—），男，博士在讀，研究方向?yàn)橛變后w質(zhì)健康與認(rèn)知發(fā)展促進(jìn)。E-mail：zhengql369@163.com。

通信作者簡介：李紅娟（1972—），女，博士，教授，研究方向?yàn)閮和嗌倌牦w質(zhì)健康促進(jìn)。E-mail：janerobin@126.com。

作者單位：1.北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，北京 100084；2.西安翻譯學(xué)院體育學(xué)院，陜西西安 710105；3. 陜西師范大學(xué)體育學(xué)院，陜西 西安 710119；4.鄭州大學(xué)體育學(xué)院，河南鄭州 450044。

1.School of Sport Science， Beijing Sport University， Beijing 100084， China; 2. School of Physical Education， Xi’an FANYI University， Xi’an， Shaanxi 710105， China; 3. School of Physical Education， Shaanxi Normal University， Xi’an， Shaanxi 710119， China;4. School of Physical Education，Zhengzhou University， Zhengzhou， Henan 450044， China.