蔡治東，江婉婷，王 強，宋德海，王 興*

人口老齡化已成為世界公共衛(wèi)生的巨大挑戰(zhàn)。到2050年，全球60歲及以上人口預(yù)計將增加1倍以上，到2100年將增加2倍以上（Nations，2015）。隨著老齡人口的日益增加，增齡性認(rèn)知衰退、輕度認(rèn)知障礙（mild cognitive impairment，MCI）、癡呆（dementia，DE）的人口數(shù)量越來越多，成為全球性的公共健康問題。如何防止、延緩老年人認(rèn)知功能的衰退，提高晚年生活質(zhì)量，已成為老齡化社會亟待解決的問題。

長期體育鍛煉作為有效延緩老年人認(rèn)知衰退的手段被實證研究（Erickson et al.，2011；Gajewski et al.，2018）和Meta分析（Colcombe et al.，2003；Erickson et al.，2019；Hillman et al.，2008；Ludyga et al.，2020；Northey et al.，2017）證實。急性體育鍛煉的研究相對較少，且主要集中在青少年或成人。急性運動（acute exercise），是指持續(xù)時間在10～60 min的一次性運動（陳愛國 等，2011；The‐manson et al.，2006）。近年，急性體育鍛煉對中老年人認(rèn)知功能的影響受到越來越多的關(guān)注，積極影響被逐漸證明（Etnier et al.，1997；Lambourne et al.，2010；McSween et al.，2019），尤其是對中老年人執(zhí)行功能的研究較多（Chang et al.，2012b；Ludyga et al.，2016；Oberste et al.，2019）。執(zhí)行功能在很大程度上受大腦額葉的控制，是增齡性認(rèn)知衰退的重要因素（Yuan et al.，2014），因此研究急性體育鍛煉對中老年人執(zhí)行功能的影響是制定延緩老年人認(rèn)知衰退運動處方的重要環(huán)節(jié)。

盡管研究表明急性體育鍛煉對執(zhí)行功能有積極影響，但是“劑量”關(guān)系仍不清晰。有研究的Meta分析認(rèn)為，急性體育鍛煉強度與執(zhí)行功能存在倒U型關(guān)系（Mcmor‐ris et al.，2012；Wang et al.，2016），運動時間與執(zhí)行功能亦呈現(xiàn)倒U型關(guān)系（Chang et al.，2015b），但也有研究發(fā)現(xiàn)，長時間高強度急性體育鍛煉對執(zhí)行功能也有益處（Chen et al.，2018；Devenney et al.，2019）。執(zhí)行功能是一種高級認(rèn)知功能，至少含有抑制、轉(zhuǎn)換、工作記憶3個核心成分（Miyake et al.，2000），急性體育鍛煉對各子成分的干預(yù)效果存在著普遍性（Chang et al.，2017）和選擇性（Weng et al.，2015；Yanagisawa et al.，2010）的爭論，有必要系統(tǒng)總結(jié)急性體育鍛煉對不同執(zhí)行功能的干預(yù)效果。

1 研究方法

遵循《系統(tǒng)綜述與薈萃分析優(yōu)先報告條目》（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses，PRISMA）（Liberati et al.，2009）的要求對納入文獻進行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析。

1.1 文獻檢索策略

通過計算機檢索網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫PubMed、The Cochrane Library、WOS、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫，檢索期限均從各數(shù)據(jù)庫收錄起始年限至2020年3月22日。中文檢索詞包括：急性體育鍛煉、一次性運動、認(rèn)知功能、執(zhí)行功能、抑制控制、任務(wù)轉(zhuǎn)移、工作記憶、老年人。英文檢索詞包括：a single exercise session、a single bout of exercise、acute exer‐cise、acute physical activity、acute physical exercise、cogni‐tive function、cognitive performance、executive function、inhi‐bition、task switching、working memory、older adults、elder‐ly、geriatric、aging、older people等。檢索采用主題詞與自由詞結(jié)合的方式，經(jīng)反復(fù)預(yù)檢后確定，并輔以手工檢索灰色文獻，必要時追溯前人系統(tǒng)綜述和納入文獻的參考文獻，文獻檢索時未限制語言和發(fā)表類型。

文獻檢索完成后，由2位研究人員分別采用獨立雙盲的方式按照納入與排除標(biāo)準(zhǔn)篩選文獻。首先將文獻導(dǎo)入Endnote X7軟件中進行除重，閱讀題目和摘要對文章進行初步篩選，將可能納入的文獻全文下載，通讀全文進行篩選。篩選結(jié)束后，2位研究者將提取的文獻進行比對，若有分歧，則由第3位研究者通過共同討論決定是否納入。

1.2 文獻納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：1）研究對象為中老年人；2）干預(yù)方式為一次性體育鍛煉；3）結(jié)局指標(biāo)或部分結(jié)局指標(biāo)為執(zhí)行功能；4）納入的文獻類型為實驗研究。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)

排除標(biāo)準(zhǔn)：1）參與者診斷為輕度認(rèn)知障礙、癡呆、神經(jīng)障礙、精神健康障礙；2）干預(yù)方案含有非運動干預(yù)的混雜因素，如認(rèn)知訓(xùn)練、維生素補劑、藥物干預(yù)；3）文獻數(shù)據(jù)不能提取，聯(lián)系作者后仍未獲得原始數(shù)據(jù)；4）定性研究、個案研究、綜述、非干預(yù)研究、會議論文。

1.3 數(shù)據(jù)提取與編碼

由2位研究員獨立提取納入分析的文獻信息，用事先設(shè)計的表格提取相關(guān)信息并編碼，如果文獻中數(shù)據(jù)缺失或無法提取，聯(lián)系文獻的作者提供缺失的數(shù)據(jù)。提取與編碼內(nèi)容包括：

1）文獻基本信息：作者、作者國籍、發(fā)表年份；2）實驗對象基本信息：認(rèn)知狀態(tài)、樣本量、年齡及受教育程度；3）體育鍛煉變量：在前人研究結(jié)果基礎(chǔ)上對各體育鍛煉變量進行劃分（Northey et al.，2017）；4）結(jié)局指標(biāo)：納入研究采用了多種任務(wù)測試急性體育鍛煉對中老年人執(zhí)行功能的干預(yù)效果，只有反映執(zhí)行功能反應(yīng)時的指標(biāo)納入，提取結(jié)局指標(biāo)的形式為均值、標(biāo)準(zhǔn)差。

根據(jù)目前研究的劃分方法將運動類型分為有氧運動、抗阻運動、多成分運動和身心運動。如果一篇文獻中既包含體育鍛煉干預(yù)又包含其他形式的干預(yù)，只納入體育鍛煉干預(yù)組和對照組；如果一篇文獻納入多組數(shù)據(jù)算作多項研究。將體育鍛煉強度劃分為低強度、中強度、高強度（Garber et al.，2011）。鍛煉時間，指除去熱身活動、整理活動以外的主體練習(xí)時間。根據(jù)Chang等（2012b）的研究劃分為：1～10 min，11～20 min，＞20 min。

1.4 方法學(xué)質(zhì)量評價

文獻質(zhì)量評分采用PEDro量表的修改版（Ludyga et al.，2016）對納入文獻進行了方法學(xué)質(zhì)量評價，量表包括“符合標(biāo)準(zhǔn)”“隨機分配”“分配隱藏”“基線均衡”“運動負(fù)荷的干預(yù)與控制”“對結(jié)果評估施盲”“退出率≤15%”“意向性分析”“組間統(tǒng)計比較”“點估計和變異性測量”10個項目，符合某項標(biāo)準(zhǔn)記1分，不符合記0分；量表總分為10分，＜4分為質(zhì)量差，4～5分為中等質(zhì)量，6～8分為質(zhì)量較好，9～10分為高質(zhì)量，只納入中等質(zhì)量以上的文獻。文獻質(zhì)量評分由2位研究者獨立進行，若有分歧，由第3位研究者共同討論直至意見統(tǒng)一。

1.5 數(shù)據(jù)分析

運用Stata 16.0軟件進行效應(yīng)量合并、亞組分析和敏感性分析探討異質(zhì)性。結(jié)局指標(biāo)的效應(yīng)量采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差進行計算，0.2、0.5和0.8分別為小、中、大效應(yīng)量的界值（Cohen，1988），異質(zhì)性采用Higgins（2003）的I2統(tǒng)計量進行量化，75%、50%和25%分別為研究間異質(zhì)性的高、中和低比例。若存在異質(zhì)性，進行亞組分析或敏感性分析探討異質(zhì)性來源。運用Stata 16.0軟件Begg檢驗進行發(fā)表偏倚檢驗。

2 結(jié)果

2.1 文獻檢索結(jié)果

通過檢索 PubMed（n=926）、WOS（n=1 024）、The Co‐chrane Library（n=762）、中國知網(wǎng)（n=130）、萬方（n=13）五大數(shù)據(jù)庫，共檢索到文獻2 855篇，手檢文獻5篇，將文獻導(dǎo)入Endnote X7，除重后得到文獻2 030篇，閱讀題目與摘要初篩獲得117篇，閱讀全文進行復(fù)篩，最終25篇納入為定量研究（圖1，表1）。

圖1 文獻篩選流程圖Figure 1.Literature Selection Flow Diagram

2.2 納入文獻基本特征

研究設(shè)計包括隨機對照試驗（n=8）、組內(nèi)交叉設(shè)計（n=17）。每項研究的總參與人數(shù)10～66人不等，在所有25項研究中共有830名參與者，其中，有20項同時包括男性和女性，2項研究只招募女性，3項研究只招募男性。納入研究參與者最小年齡均值為49.1，最大年齡均值為71.7，所有的研究都明確聲明參與者是健康的、認(rèn)知水平是正常的。

2.3 納入文獻干預(yù)特征

25篇納入文獻（表1）均報道了體育鍛煉變量，納入文獻中涉及有氧運動和抗阻運動，其中有氧運動項目包括跑步、功率自行車、有氧舞蹈、步行；抗阻運動主要包括器械或克服自身體重的力量訓(xùn)練。運動時間10～45 min不等，其中最常用的為20 min。根據(jù)美國運動醫(yī)學(xué)學(xué)會運動指南（Garber et al.，2011）將運動強度劃分為低、中、高3類，多數(shù)研究采用中等強度，極少部分采用低強度和高強度，有研究比較了不同強度的干預(yù)效果。

表1 納入研究的基本特征Table 1 Basic Characteristics of the Literature Included in the Study M±SD

2.4 納入文獻質(zhì)量評價

在納入的25項研究中，PEDro量表的得分為5～8，平均6.6分，整體研究質(zhì)量較好（表2）。所有研究都報道了“資格標(biāo)準(zhǔn)”“組間進行統(tǒng)計分析”“點測量和變異值測量”，25項研究中有11項隨機將參與者分配到干預(yù)組。只有Kimrua等（2012）和Chang等（2019）報告執(zhí)行了隱蔽分配。20項研究提供了基線相似性，只有Netz等（2007）實現(xiàn)了對評價者施盲。18項研究提供了超過85%的受試者的關(guān)鍵結(jié)果衡量標(biāo)準(zhǔn)，有7項研究提到所有受試者都接受了分配的鍛煉條件或控制條件。

表2 納入研究的方法學(xué)質(zhì)量評估Table 2 Methodological Quality Assessment for Inclusion in the Study

2.5 體育鍛煉對中老年人執(zhí)行功能影響的Meta分析

2.5.1 體育鍛煉對中老年人抑制功能影響的Meta分析

納入的25篇文獻中有20篇文獻對急性運動后抑制功能進行了測試，其中有9篇文獻進行了多個組別的測試（Chang et al.，2015a；Chang et al.，2019；Chu et al.，2015；Cordova et al.，2009；Johnson et al.，2016；Kamijo et al.，2009；Netz et al.，2007；Sardeli et al.，2018；Tsai，2019），共有31項比較。通過急性體育鍛煉對抑制功能干預(yù)效果的森林圖（圖2），異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，納入研究間存在低異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型進行分析。合并效應(yīng)量為SMD=0.31，P＜0.001，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，表明急性體育鍛煉能夠有效改善抑制功能。

為探究各研究間的異質(zhì)性是否由單個研究引起，運用Stata 16.0軟件進行敏感性分析。逐一剔除某一項研究后效應(yīng)量未見較大變化（圖3），說明研究結(jié)果穩(wěn)定。

為了進一步探討潛在異質(zhì)性來源，對潛在調(diào)節(jié)變量進行亞組分析（表3）。按體育鍛煉類型進行亞組分析，納入31項比較，抗阻鍛煉組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間無異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型統(tǒng)計合并效應(yīng)量，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明急性抗阻鍛煉不能有效改善中老年人的抑制功能；有氧鍛煉組的異質(zhì)性檢驗研究間存在低易質(zhì)性，采用隨固定效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明急性有氧鍛煉能有效改善中老年人的抑制功能。

按照鍛煉時間進行亞組分析，＜10 min鍛煉組異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間無異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型統(tǒng)計合并效應(yīng)量，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明＜10 min的體育鍛煉不能有效改善中老年人的抑制功能；10～20 min鍛煉時間組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間存在中度異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明10～20 min的體育鍛煉能有效改善中老年人的抑制功能。＞20 min組異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間不存在異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型統(tǒng)計合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明＞20 min的體育鍛煉能有效改善中老年人的抑制功能。

圖2 體育鍛煉對抑制干預(yù)效果的Meta分析森林圖Figure 2.Forest Plot of Meta-analysis of Exercise on Inhibition

按照鍛煉強度進行亞組分析，低強度鍛煉組異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間不存在異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型統(tǒng)計合并效應(yīng)量，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明低強度的體育鍛煉不能有效改善中老年人的抑制功能；中等強度組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間存在低異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明中等強度的體育鍛煉能有效改善中老年人的抑制功能。高強度組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間存在中度異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明高強度的體育鍛煉能有效改善中老年人的抑制功能。

按照測試任務(wù)進行亞組分析，F(xiàn)lanker組異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間不存在異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型統(tǒng)計合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明急性體育鍛煉后Flanker任務(wù)的表現(xiàn)明顯改善。Stroop組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間存在低異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明急性體育鍛煉后Stroop任務(wù)的表現(xiàn)明顯改善。倫敦塔組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間存在高異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明急性體育鍛煉后倫敦塔任務(wù)的表現(xiàn)明顯改善。

圖3 體育鍛煉對抑制功能影響的敏感性分析Figure 3.Sensitivity Analysis Plot of Exercise on Inhibition

表3 體育鍛煉變量對抑制功能干預(yù)效果的亞組分析Table 3 Subgroup Analysis of the Effect of Physical Exercise Variables on Inhibition

觀察漏斗圖（圖4）可以發(fā)現(xiàn)圖形基本對稱，Begg檢驗結(jié)果顯示，Z=-1.09，P＞|z|=1.72，表示研究不存在發(fā)表偏倚。

2.5.2 體育鍛煉對中老年人轉(zhuǎn)換功能影響的Meta分析

納入的25篇文獻中7篇文獻對急性運動后轉(zhuǎn)換功能進行了測試，其中有5篇文獻進行了多個組別的測試（Chen et al.，2018；Cordova et al.，2009；Kimura et al.，2012；Naderi et al.，2019；Netz et al.，2007），共有 14項比較。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示（圖5），納入研究間存在中度異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型進行分析。合并效應(yīng)量為，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，表明急性體育鍛煉能夠有效改善轉(zhuǎn)換功能。

圖4 體育鍛煉對抑制功能影響的漏斗圖Figure 4.Funnel Plot of Exercise on Inhibition

為探究各研究間的異質(zhì)性是否由單個研究引起，研究運用Stata 16.0軟件進行敏感性分析，逐一剔除單一研究后效應(yīng)量并未見顯著變化，說明研究結(jié)果穩(wěn)定（圖6）。

圖5 體育鍛煉對轉(zhuǎn)換功能影響的森林圖Figure 5.Forest Plot of Meta-analysis of Exercise on Flexibility

圖6 體育鍛煉對轉(zhuǎn)換功能影響的敏感性分析Figure 6.Sensitivity Analysis Plot of Exercise on Flexibility

為了進一步探討潛在異質(zhì)性來源，對潛在調(diào)節(jié)變量進行亞組分析（表4）。按體育鍛煉類型進行亞組分析，抗阻運動、有氧運動均能有效改善轉(zhuǎn)換功能，但是抗阻運動具有高度異質(zhì)性。

按照鍛煉時間進行亞組分析，只有1項研究＜10 min體育鍛煉，研究間無異質(zhì)性，效應(yīng)量為SMD=0.02，95%CI（-0.36，0.40），P=0.92，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明＜10 min的體育鍛煉不能有效改善中老年人的轉(zhuǎn)換功能；10～20 min鍛煉時間組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間存在低異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明10～20 min的體育鍛煉能有效改善中老年人的轉(zhuǎn)換功能。＞20 min組異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間中度存在異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型統(tǒng)計合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明＞20 min的體育鍛煉能有效改善中老年人的轉(zhuǎn)換功能。

按照鍛煉強度進行亞組分析，低強度鍛煉組異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間不存在異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型統(tǒng)計合并效應(yīng)量，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明低強度的體育鍛煉不能有效改善中老年人的轉(zhuǎn)換功能；中等強度組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間存在中度異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明中等強度的體育鍛煉能有效改善中老年人的轉(zhuǎn)換功能。高強度組的異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，研究間存在低異質(zhì)性，采用隨機效應(yīng)模型合并效應(yīng)量，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明高強度的體育鍛煉不能有效改善中老年人的轉(zhuǎn)換功能。

表4 體育鍛煉變量對轉(zhuǎn)換功能干預(yù)效果的亞組分析Table 4 Subgroup Analysis of the Effect of Physical Exercise Variables on Flexibility

觀察漏斗圖（圖7）可以發(fā)現(xiàn)圖形基本對稱，Begg檢驗結(jié)果顯示Z=-1.75，P＞|z|=1.92，表示本研究不存在發(fā)表偏倚。

圖7 體育鍛煉對轉(zhuǎn)換功能影響的漏斗圖Figure 7.Funnel Plot of Exercise on Flexibility

2.5.3 體育鍛煉對中老年人工作記憶影響的Meta分析

納入的25篇文獻中5篇文獻對急性運動后工作記憶進行了測試，共有6項比較。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示（圖8），納入研究間存在低統(tǒng)異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型進行分析。合并效應(yīng)量為SMD=0.55，Z=4.14，95% CI（0.29，0.82），P＜0.001，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明急性體育鍛煉能有效改善工作記憶。

由于納入文獻較少，且異質(zhì)性很小，故沒有對其進行亞組分析，也沒有做發(fā)表偏倚漏斗圖。

3 討論

3.1 納入文獻的方法學(xué)分析

運用修訂的PEDro量表對納入文獻進行了方法學(xué)質(zhì)量評價，納入的25篇文獻的平均得分為6.6，質(zhì)量為中等，在急性體育鍛煉對執(zhí)行功能表現(xiàn)的研究中隨機對照實驗較少，更多的研究采用組內(nèi)交叉的實驗設(shè)計，所以隨機分組和盲法的運用只有個別文獻實現(xiàn)。納入文獻均盡可能克服了研究設(shè)計的缺點，總體方法學(xué)質(zhì)量較高。發(fā)表偏倚分析未見小樣本研究效應(yīng)，因此發(fā)表偏倚不太可能解釋體育鍛煉對中老年人執(zhí)行功能的效果。未來，研究可更多地采用隨機對照實驗和分配隱藏，并且盡量對評估者實施盲法，以提高方法學(xué)質(zhì)量。

3.2 急性體育鍛煉對中老年人執(zhí)行功能干預(yù)效果的總體分析

對急性體育鍛煉干預(yù)中老年人執(zhí)行功能效果進行了系統(tǒng)綜述和Meta分析，研究表明，急性體育鍛煉顯著改善了中老年人的執(zhí)行功能，進一步驗證了前人研究結(jié)果，認(rèn)為急性有氧鍛煉對執(zhí)行功能有小到中等的效應(yīng)量（Chang et al.，2012b）。但是對抑制、轉(zhuǎn)換、工作記憶3個核心成分影響的程度不一，存在選擇性。而且對工作記憶的影響最大（效應(yīng)量0.55），對轉(zhuǎn)換功能的影響次之（效應(yīng)量0.34），對抑制功能的影響效果最差（效應(yīng)量0.31），與對抑制功能的改善效果最好（陳愛國等，2011；Kamijo et al.，2009）的研究結(jié)果不同。由于關(guān)于工作記憶、任務(wù)轉(zhuǎn)換的研究較少，在對該結(jié)果進行解釋時需謹(jǐn)慎。

急性體育鍛煉對執(zhí)行功能的改善作用已經(jīng)得到公認(rèn)，急性體育鍛煉對抑制功能（Barella et al.，2010；Chang et al.，2009a）、工作記憶（Audiffren et al.，2009；Chang et al.，2009b；Pontifex et al.，2009）、轉(zhuǎn)換功能（Coles et al.，2008；Netz et al.，2007）等執(zhí)行功能核心子成分的干預(yù)效果在多篇文獻中被證實。但是對執(zhí)行功能各子成分的干預(yù)效果是選擇性的（Kamijo et al.，2009）還是普遍性的，一直存在爭論（Chang et al.，2017；Ludyga et al.，2016）。大腦額葉是支配執(zhí)行功能的主要腦區(qū)，與抑制相關(guān)的腦區(qū)位于右額下回，與工作記憶相關(guān)的腦區(qū)位于左前扣帶回、左前運動皮層、右額下回，與任務(wù)轉(zhuǎn)換相關(guān)的腦區(qū)分布于雙側(cè)額葉皮層（Zheng et al.，2014），這可能是影響體育鍛煉對執(zhí)行功能不同子成分干預(yù)效果的神經(jīng)基礎(chǔ)。也有研究認(rèn)為，可能是認(rèn)知任務(wù)測試時間窗口的不同造成了研究結(jié)果的差異，急性體育鍛煉對認(rèn)知功能的改善效果是暫時性的（Chang et al.，2012b），在運動干預(yù)后不同時間進行認(rèn)知任務(wù)測試可能會得到不同的結(jié)果。另外，納入不同人群、鍛煉方案、認(rèn)知任務(wù)難度等方面，也可能是異質(zhì)性來源。

圖8 體育鍛煉對工作記憶影響的森林圖Figure 8.Forest Plot of Meta-analysis of Exercise on Working Memory

3.3 急性體育鍛煉對中老年人執(zhí)行功能干預(yù)效果的調(diào)節(jié)變量分析

3.3.1 鍛煉類型

在納入研究文獻中19篇采用有氧運動，7篇采用抗阻運動，其中Johnson等（2016）分成有氧鍛煉和抗阻鍛煉2個干預(yù)組。急性體育鍛煉對抑制功能影響的亞組分析中，有氧運動顯著改善了抑制績效表現(xiàn)，而抗阻運動的效果不明顯。急性體育鍛煉對轉(zhuǎn)換功能影響的亞組分析中，有氧運動、抗阻運動均顯著改善了轉(zhuǎn)換績效表現(xiàn)，且抗阻運動的效應(yīng)量達(dá)到了大效應(yīng)量。

有氧運動是急性體育鍛煉干預(yù)的最主要形式，對執(zhí)行功能的鍛煉效果已被Meta分析研究認(rèn)可（Chang et al.，2012b；Lambourne et al.，2010；Ludyga et al.，2016；MacK‐ay et al.，2019），但是抗阻運動的研究成果并不多，有研究的Meta分析顯示，急性抗阻運動與急性有氧運動對認(rèn)知功能的干預(yù)效果并沒有太大差別（Wilke et al.，2019）。急性抗阻運動、有氧運動都能顯著提高人體腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）的合成與釋放（Erickson et al.，2011；Máderová et al.，2019；Yar‐row et al.，2010），表明抗阻運動可能會產(chǎn)生與有氧運動類似的生物學(xué)效應(yīng)，急性抗阻運動改善認(rèn)知功能的生理機制還需要進一步探索。

3.3.2 鍛煉時間

研究顯示，鍛煉時間可能是影響急性體育鍛煉對執(zhí)行功能干預(yù)效果的調(diào)節(jié)因素。對抑制功能的亞組分析發(fā)現(xiàn)，＜10 min或＞20 min的體育鍛煉對中老年人的抑制功能效果不明顯，10～20 min的體育鍛煉顯著改善了中老年人抑制功能的績效表現(xiàn)。對轉(zhuǎn)換功能的亞組分析發(fā)現(xiàn)，＜10 min的體育鍛煉未見改善轉(zhuǎn)換功能的績效表現(xiàn)，10～20 min以及＞20 min的鍛煉均顯著改善了轉(zhuǎn)換績效表現(xiàn)。

有研究認(rèn)為，20 min的有氧運動對執(zhí)行功能的干預(yù)效果最好，且研究結(jié)果較為統(tǒng)一（Chang et al.，2019；Chen et al.，2018），而10 min以內(nèi)、＞20 min的體育鍛煉效果不一致，甚至出現(xiàn)消極干預(yù)效果（Byun et al.，2014；Chang et al.，2012b）。出現(xiàn)結(jié)果不一致的原因可能是運動類型、運動強度、目標(biāo)人群、測試任務(wù)等不同造成的差異。根據(jù)自我控制理論，鍛煉需要高水平的自我控制資源，如長時間、高強度的鍛煉，后續(xù)的認(rèn)知任務(wù)可能會受到損害，而需要低水平自我控制資源的鍛煉后，認(rèn)知任務(wù)不會受到損害（Audiffren et al.，2015）。另外，較短時間的體育鍛煉引起的疲勞和脫水較少，運動引起的疲勞和脫水被證明對隨后的認(rèn)知表現(xiàn)有不利影響（Cian et al.，2001）。

3.3.3 鍛煉強度

研究顯示，鍛煉強度可能是影響急性體育鍛煉對中老年人抑制功能干預(yù)效果的調(diào)節(jié)因素，各子成分的結(jié)果基本呈現(xiàn)出低強度干預(yù)效果較差，中、高強度干預(yù)效果較好。體育鍛煉后會引起兒茶酚胺、皮質(zhì)醇、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子等大腦中神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)濃度急劇變化，這些物質(zhì)的適度增加有助于認(rèn)知任務(wù)表現(xiàn)，低強度可能沒有引起相關(guān)生物分子的變化，但是過高的濃度（高強度鍛煉引起）反而會損害認(rèn)知任務(wù)表現(xiàn)（Mcmorris，2016）。有研究發(fā)現(xiàn)，急性體育鍛煉強度與認(rèn)知表現(xiàn)之間存在倒U型關(guān)系（王瑩瑩 等 2014；Brush et al.，2016；Chang et al.，2009a；Kamijo et al.，2009；Kane，2015；Mcmorris et al.，2012）。對于中老年人的體育鍛煉干預(yù)研究多采用中等強度，高強度的鍛煉存在安全隱患，研究較少，但近年越來越多的研究開始采用高強度體育鍛煉干預(yù)，且干預(yù)效果明顯。

根據(jù)Meta分析發(fā)現(xiàn)，高強度的體育鍛煉與空白對照組相比顯著改善了執(zhí)行功能，而與中等強度的體育鍛煉相比沒有差異（Chou，2019）。也有研究認(rèn)為，體育鍛煉對執(zhí)行功能的改善效應(yīng)對強度不敏感，即使＜30% V.O2max小強度體育鍛煉也能改善執(zhí)行功能（Byun et al.，2014）。研究不一致的原因可能是不同研究納入不同年齡的受試者，體育鍛煉對執(zhí)行功能的改善效果可能存在天花板效應(yīng)，急性體育鍛煉對執(zhí)行功能好的參與者的干預(yù)效果顯著低于執(zhí)行功能差的參與者（Drollette et al.，2014）。

3.3.4 任務(wù)范式

研究顯示，任務(wù)范式可能是影響急性體育鍛煉對中老年人執(zhí)行功能干預(yù)效果的調(diào)節(jié)因素。執(zhí)行功能的測量是一個復(fù)雜的問題，“任務(wù)不純”問題是心理學(xué)家要獲得滿意的執(zhí)行功能評估所必須解決的最重要的障礙之一。由于執(zhí)行功能的多維性，對其結(jié)構(gòu)和功能一直存在著不同觀點，用于測試執(zhí)行功能的任務(wù)范式約有20種，每種任務(wù)范式反映執(zhí)行功能的不同方面。納入研究采用了Stroop、Flanker、Go-no go、Task-switching、倫敦塔等多種任務(wù)范式，研究顯示各種任務(wù)均能反映急性體育鍛煉后中老年人的執(zhí)行功能，但是效應(yīng)量有一定的差別。

4 研究的局限性

研究存在一定的局限性，研究結(jié)果的可靠性可能受到納入文獻的局限性、體育鍛煉變量（即頻率、強度、時間和類型）的非標(biāo)準(zhǔn)化、受試者的納入標(biāo)準(zhǔn)和依從性等混雜因素的影響。

1）研究納入文獻存在方法學(xué)的缺陷，納入的隨機對照實驗較少，多數(shù)研究未能實現(xiàn)盲法，只納入公開發(fā)表的中、英文文獻，檢索的全面性也存在一定局限性；2）執(zhí)行功能的多維性，不同研究注重不同的執(zhí)行功能子成分，而本研究僅涉及執(zhí)行功能的3個重要成分；3）在納入文獻中鍛煉強度缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使得難以確定有效干預(yù)因素的構(gòu)成；4）體質(zhì)健康水平可能是調(diào)節(jié)變量（Chang et al.，2015a；Li et al.，2019），僅部分研究明確了人群體質(zhì)健康水平，因此，本研究未對其數(shù)據(jù)進行合并。

5 結(jié)論

急性有氧運動能有效改善中老年人的執(zhí)行功能，急性抗阻運動的干預(yù)效果需要更多的實證研究驗證。10～20 min的急性體育鍛煉對改善中老年人的執(zhí)行功能效果最好。中、高強度的急性體育鍛煉更有利于改善中老年人的執(zhí)行功能，小強度體育鍛煉效果不明顯。急性體育鍛煉對執(zhí)行功能子成分的影響具有選擇性，對工作記憶的影響最大，對轉(zhuǎn)換功能的影響次之，對抑制的影響效果最差。

未來，研究應(yīng)盡可能采用隨機對照的研究設(shè)計，提高方法學(xué)質(zhì)量；加強對轉(zhuǎn)換功能和工作記憶的研究；加強急性抗阻運動、高強度運動的研究，完善急性體育鍛煉對中老年人執(zhí)行功能影響劑量關(guān)系。