摘 要:研究表明,急性運(yùn)動(dòng)對(duì)抑制控制有積極的影響,但由于受運(yùn)動(dòng)參數(shù)(如運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和方式等)及人群特征等因素的影響,抑制控制改善的最佳鍛煉方案仍有待進(jìn)一步探討。為探究不同強(qiáng)度的間歇性運(yùn)動(dòng)對(duì)青少年抑制控制的即時(shí)和延遲效應(yīng),采用隨機(jī)分組的方法,將6個(gè)班94名參與者分成20分鐘的中等強(qiáng)度間歇性運(yùn)動(dòng)組(MIE)、高強(qiáng)度間歇性運(yùn)動(dòng)組(HIE)和對(duì)照組(CON),其中MIE運(yùn)動(dòng)與恢復(fù)間歇的比例為30 s:30 s,HIE運(yùn)動(dòng)與恢復(fù)間歇的比例為60 s:30 s。在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后即時(shí)以及停止運(yùn)動(dòng)后30、60分鐘對(duì)抑制控制(Stroop任務(wù))進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示:在Stroop任務(wù)的反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)上,時(shí)間和組的交互作用顯著F(12,172)=3.80,P=0.015,ηP2=0.06。事后分析發(fā)現(xiàn),僅在MIE中,反應(yīng)時(shí)從干預(yù)前到干預(yù)后即刻、30分鐘顯著降低,在60 min后也適度降低。結(jié)論:在操場(chǎng)上進(jìn)行的中等強(qiáng)度的間歇性運(yùn)動(dòng)促進(jìn)青少年抑制控制的改善,且至少可以保持60 min。因此,中等強(qiáng)度的間歇性運(yùn)動(dòng)可能是改善青少年抑制控制的一種有前途的鍛煉干預(yù)方式。
關(guān)鍵詞:青少年;抑制控制;間歇性運(yùn)動(dòng)
中圖分類號(hào):G804.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? 文章編號(hào):1009-9840(2021)04-0056-06
Immediate and delayed effects of intermittent exercise of varying intensity on inhibitory control in adolescents
ZHANG Yueyan
(Physical Education Group, Experimental School Affiliated to Qufu Normal University, Rizhao 276827, Shandong, China)
Abstract:Studies have shown that acute exercise has positive effects on inhibitory control. However, due to the influence of exercise parameters (such as intensity and mode of exercise, etc.) and population characteristics, the optimal exercise program to improve inhibitory control remains to be further explored. In order to explore the immediate and delayed effects of intermittent exercise of different intensity on adolescent inhibitory control, 94 participants from 6 classes were randomly divided into 20 minutes of moderate intensity intermittent exercise group (MIE), HIE and CON. The ratio between MIE motion and recovery interval is 30 s : 30 s, and HIE motion and recovery interval is 60 s:30 s. Inhibition control (Stroop task) was tested before and immediately after exercise and 30 and 60 minutes after cessation of exercise. The results showed that the interaction between time and group was significant F(12,172)=3.80,P=0.015, ηP2=0.06 in the performance of Stroop task. Postmortem analysis found that in MIE alone, response time was significantly reduced from pre-intervention to immediately after intervention, at 30 min, and moderately decreased at 60 min. Conclusions: Moderate-intensity interval exercise on the playground improved inhibitory control in adolescents for at least 60 minutes. Therefore, moderate intensity interval exercise may be a promising exercise intervention for improving inhibitory control in adolescents.
Key words: adolescents; suppression control; intermittent motion
收稿日期:2021-03-05
作者簡(jiǎn)介:張?jiān)缕G(1979- ),女,一級(jí)教師,研究方向體育教學(xué)。
越來越多的證據(jù)表明,急性運(yùn)動(dòng)可以提高認(rèn)知功能[1-2],尤其是認(rèn)知控制[3-5]。認(rèn)知控制(cognitive control)又稱為執(zhí)行功能(executive functioning, EF),與前額葉皮層(PFC)[6]有關(guān)的,一種自上而下、目標(biāo)導(dǎo)向的高級(jí)認(rèn)知過程[7],包含三個(gè)核心成分抑制控制(inhibitory control)、工作記憶(working memory)以及認(rèn)知靈活性(cognitive flexibility)[8]。在過去的十年里,研究急性運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知控制影響的研究數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng),這在很大程度上是專注于抑制控制方面的研究結(jié)果[9]。Drollette、Shishido、Pontifex和Hillman發(fā)現(xiàn)青春期前兒童在進(jìn)行中等強(qiáng)度步行后,沒有觀察到對(duì)工作記憶(Spatial n-back任務(wù))的影響,但觀察到抑制控制(Flanker任務(wù))的表現(xiàn)有所改善[10]。Lambrick、Stoner、Grigg和Faulkner以青春前兒童為研究對(duì)象,發(fā)現(xiàn)不管急性間歇運(yùn)動(dòng)還是持續(xù)運(yùn)動(dòng),都可以改善兒童的抑制控制(Stroop任務(wù)),而且這種效應(yīng)可以持續(xù)到運(yùn)動(dòng)停止后的30 min[11]。Maleki、Bahram、Rajabi和Farrokhi發(fā)現(xiàn),高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后,Stroop任務(wù)的表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)期間和運(yùn)動(dòng)后即刻下降,而在低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度或高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后15 min,所有參與者的Stroop表現(xiàn)都有所提高[12]。抑制控制又稱抑制功能,是認(rèn)知控制的核心成分,是指當(dāng)個(gè)體完成某一任務(wù)時(shí),用于抑制與當(dāng)前任務(wù)無關(guān)刺激的一種能力,即抑制無關(guān)干擾能力、抑制新形成的優(yōu)勢(shì)反應(yīng)能力以及抑制習(xí)慣性優(yōu)勢(shì)反應(yīng)能力[13]。抑制控制與青少年的課堂學(xué)習(xí)參與行為[14]和學(xué)業(yè)成績(jī)[15]有關(guān)。雖然關(guān)于急性運(yùn)動(dòng)對(duì)抑制控制的改善已得到橫斷研究[16]、縱向研究[17]以及元分析[18]的支持,但由于受到運(yùn)動(dòng)參數(shù)(如運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和方式等)及人群特征等因素的影響,抑制控制改善的最佳鍛煉方案仍有待進(jìn)一步探討。
根據(jù)倒U假說[19],中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知控制將產(chǎn)生最大的益處[20-21],低強(qiáng)度和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知任務(wù)表現(xiàn)不佳[22-23]。因此,以往急性運(yùn)動(dòng)改善認(rèn)知的研究大多采用以中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)(moderate intensity continuous exercise, MICE)為主的有氧鍛煉方式[24],且對(duì)認(rèn)知控制有小[25]到中等[26]效果量的改善。但有研究發(fā)現(xiàn),在急性鍛煉干預(yù)認(rèn)知的過程中,鍛煉強(qiáng)度的線性增加并不意味著認(rèn)知功能的下降[27]。Peruyero、Zapata、Pastor和Cervelló探究三種不同強(qiáng)度(無運(yùn)動(dòng)、以低強(qiáng)度為主、以劇烈運(yùn)動(dòng)為主)的體育活動(dòng)(以尊巴舞為基礎(chǔ))對(duì)青少年抑制反應(yīng)的影響(Stroop任務(wù))。結(jié)果表明,以劇烈運(yùn)動(dòng)為主的運(yùn)動(dòng)是增強(qiáng)認(rèn)知抑制控制的最強(qiáng)刺激,這就意味著運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知效果可以通過運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度來進(jìn)行調(diào)節(jié)[28]。同樣Castelli、Hillman、Hirsch、Hirsch和Drollette在7至9歲的男孩和女孩中也發(fā)現(xiàn),高強(qiáng)度的活動(dòng)可能比中等強(qiáng)度的活動(dòng)對(duì)注意力和執(zhí)行功能(Stroop任務(wù))帶來更多的好處[29]。來自實(shí)證研究的證據(jù)進(jìn)一步表明,高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)(high-intensity interval exercise, HIIE)在抑制控制方面比中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)更有益處[30-31]。Kao、Westfall、Soneson、Gurd和Hillman比較了年輕人9 minHIIE和20 minMICE對(duì)抑制控制(Flanker任務(wù))的效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn),HIIE和MICE后都能改善改善抑制控制,但HIIE的改善可以持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間[30]。此外,這一觀點(diǎn)得到了運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究的支持。據(jù)報(bào)道,腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)血清濃度隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加呈線性升高[32],BDNF被認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)認(rèn)知改善的中介因子[33-34]。
除了不同強(qiáng)度鍛煉方式的影響外,在一次身體活動(dòng)的后對(duì)認(rèn)知影響的時(shí)程效應(yīng)也可能取決于運(yùn)動(dòng)劑量的特征(例如,運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度)。因此,急性運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知的影響的時(shí)程效應(yīng)可能受到運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和認(rèn)知測(cè)試時(shí)間的交互影響。例如,在相對(duì)低到中等強(qiáng)度的身體活動(dòng)結(jié)束后,認(rèn)知能力的改善可能會(huì)在運(yùn)動(dòng)后立即顯現(xiàn)出來,而在高強(qiáng)度身體活動(dòng)之后,認(rèn)知能力的增強(qiáng)可能在運(yùn)動(dòng)后延遲一段時(shí)間才會(huì)顯現(xiàn)出來。事實(shí)上,與這一論斷相一致的是,在Chang等的一項(xiàng)包括幾個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域的元分析中,發(fā)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和測(cè)試時(shí)間的交互作用,表明低到中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的即時(shí)效應(yīng),以及次強(qiáng)度到高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的延遲效應(yīng)[25]。Maleki、Bahram、Rajabi和Farrokhi發(fā)現(xiàn),高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后,Stroop的表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)期間和運(yùn)動(dòng)后立即下降,而在低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度或高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后15 min,所有參與者的Stroop表現(xiàn)都有所提高[35]。Tsukamoto等以年輕人為對(duì)象,采用4 min高強(qiáng)度自行車和3 min間歇的HIIE方案,結(jié)果顯示,與基線相比,MICE和HIIE后都改善了Stroop任務(wù)表現(xiàn),但HIIE對(duì)抑制控制的改善比MICE持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間,達(dá)到了30 min[31]。Lambrick、Stoner、Grigg和Faulkner比較了15 minMICE和HIIE對(duì)兒童抑制控制(Stroop任務(wù))的影響,結(jié)果與Tsukamoto的發(fā)現(xiàn)相同,HIIE和MICE后都能改善改善抑制控制,但HIIE的改善可以持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間[11]。這表明,在改善抑制控制方面,HIIE可能是一種與MICE相當(dāng)甚至更優(yōu)的鍛煉方式,尤其是在運(yùn)動(dòng)后的延遲階段。
有證據(jù)表明,青少年的活動(dòng)模式更加分散,很少有持續(xù)的中等強(qiáng)度或高強(qiáng)度的劇烈活動(dòng)[36]。具體來說,95%的青少年的身體活動(dòng)持續(xù)時(shí)間小于15 s[37],活動(dòng)模式通常是高強(qiáng)度和間歇性的,青少年更有可能容忍間歇性的運(yùn)動(dòng)模式[38],這種模式包括低到中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng),中間穿插較短的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),特別是在學(xué)校課間休息期間[39-40]。除了高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)對(duì)青少年的生態(tài)有效性外,它也是一種有吸引力的運(yùn)動(dòng)模式,因?yàn)樗哂懈邥r(shí)效性,可以納入基于游戲的活動(dòng)[41],從而提高了對(duì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的享受和堅(jiān)持[38]。因此,根據(jù)青少年的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),間歇性運(yùn)動(dòng)在誘導(dǎo)認(rèn)知改善方面可能是一種更有前途的鍛煉方式[42-43]。
考慮到對(duì)體育運(yùn)動(dòng)后更長(zhǎng)時(shí)間跨度的研究較少,對(duì)不同強(qiáng)度的急性間歇性運(yùn)動(dòng)后的認(rèn)知效應(yīng)了解有限,因此,本研究基于青少年高強(qiáng)度、間歇性的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),采用Stroop任務(wù),旨在探討中、高強(qiáng)度的間歇性運(yùn)動(dòng)對(duì)青少年抑制控制的即時(shí)和延遲效應(yīng)?;谥暗膍eta分析[25],我們假設(shè):(1)MIE和HIE兩種鍛煉方式都會(huì)改善青少年的抑制控制;(2)與MIE相比,HIE會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)甚至更優(yōu)的效果,尤其是在鍛煉后的延遲階段。
1 研究對(duì)象與方法
1.1 研究對(duì)象
從山東省日照市某中學(xué)招募了6個(gè)班的105名12~15歲的男性青少年,采用隨機(jī)分組的方法,將所有參與者被分配到急性中等強(qiáng)度間歇性運(yùn)動(dòng)組(MIE)、急性高強(qiáng)度間歇性運(yùn)動(dòng)組(HIE)及不活動(dòng)的控制組(CON)。所有參與者都是右利手,視力或矯正視力正常,無神經(jīng)等特殊疾病,能夠參加一定強(qiáng)度的鍛煉干預(yù)。本研究獲得了兒童和其父母/監(jiān)護(hù)人的同意。
1.2 研究方法
1.2.1 文獻(xiàn)資料法
通過CNKI、EBSCO、Web of Science、百鏈云等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)檢索,為本文的撰寫提供理論依據(jù)。
1.2.2 實(shí)驗(yàn)法
1.2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
采用2鍛煉方式(HIE、HIE、CON)×4 認(rèn)知測(cè)試時(shí)間(運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后即時(shí)、運(yùn)動(dòng)后延遲30 min、60 min)混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),鍛煉方式為組間變量,認(rèn)知測(cè)試時(shí)間為組內(nèi)變量,因變量是Stroop任務(wù)的反應(yīng)時(shí)和正確率。
1.2.2.2 實(shí)驗(yàn)程序
被試第一次來實(shí)驗(yàn)室采集年齡、身高、體重、BMI(人體成分測(cè)量?jī)x,GAIA KIKO,韓國(guó))等人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變量的統(tǒng)計(jì),熟悉鍛煉方式并進(jìn)行Stroop任務(wù)練習(xí)。一周后3組被試分別完成相應(yīng)的鍛煉干預(yù),并分別在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后即時(shí)、運(yùn)動(dòng)后延遲30 min、60 min完成Stroop任務(wù)測(cè)試。在運(yùn)動(dòng)期間,被試佩戴芬蘭Polar(跑步系列)的RS400心率遙測(cè)儀來監(jiān)測(cè)心率。
鍛煉方式:
MIE和HIE的間歇性訓(xùn)練由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的教練指導(dǎo),以循環(huán)訓(xùn)練的形式操場(chǎng)上進(jìn)行,包括10 m折返跑、跳繩、交叉跳躍、運(yùn)球跑等。間歇性運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度是通過操縱運(yùn)動(dòng)和恢復(fù)時(shí)間的比例來確定的[44]。MIE運(yùn)動(dòng)和恢復(fù)時(shí)間的比例30 s:30 s,HIE運(yùn)動(dòng)和恢復(fù)時(shí)間的比例60 s:30 s,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程共20 min,包括4 min的熱身和16 min的間歇性運(yùn)動(dòng)。CON組觀看了一段與他們年齡相符的中性視頻。
認(rèn)知測(cè)試(Stroop任務(wù)):
Stroop任務(wù)已被廣泛用于評(píng)估急性運(yùn)動(dòng)對(duì)抑制控制的影響[36,40]。被試?yán)秒娔X完成了Stroop任務(wù)(E-prime編制),其中4個(gè)字(藍(lán)、黃、綠、紅)隨機(jī)地連續(xù)出現(xiàn)在電腦屏幕上,每個(gè)字呈現(xiàn)的顏色要么與其語義信息一致,要么不一致(即,“紅”分別用紅色或其他顏色寫)(具體流程見圖1)。要求被試盡快識(shí)別每個(gè)字的顏色并迅速而準(zhǔn)確地做出按鍵反應(yīng)(紅“D”、黃“F”、綠“J”、藍(lán)“K”),記錄完成測(cè)試的反應(yīng)時(shí)和正確率。整個(gè) Stroop 任務(wù)包括練習(xí)實(shí)驗(yàn)和正式實(shí)驗(yàn)兩部分。練習(xí)實(shí)驗(yàn)為 24 個(gè)trial,正式實(shí)驗(yàn)為96個(gè)trail。練習(xí)實(shí)驗(yàn)有正誤的反饋信息,正式實(shí)驗(yàn)無反饋信息。正式實(shí)驗(yàn)共分為2個(gè)block,每個(gè)block包含48個(gè)trail,每?jī)蓚€(gè)block之間有30 s的間歇。
1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法
首先,將采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel中進(jìn)行預(yù)處理,剔除3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以外的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)和正確率<50%的數(shù)據(jù)。然后,釆用SPSS22.0進(jìn)行處理描述性統(tǒng)計(jì)和重復(fù)測(cè)量方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變量分析
經(jīng)過篩選,有11名參與者不合格。其余94名參與者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)如表1所示。除了心率,其他變量沒有群體差異F(2,91)≤2.53,P≥0.91,ηp2≤0.05。在運(yùn)動(dòng)中,HIE組的平均心率和最大心率高于MIE組t(61)≥2.23,P≤0.027。此外,與HIE和MIE相比,CON顯示較低的平均和最大心率t(58)≥13.46,P≤0.001。
2.2 Stroop任務(wù)表現(xiàn)
對(duì)行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析顯示,在任務(wù)表現(xiàn)上,一致性的主效應(yīng)顯著,F(xiàn)(2,90) = 63.73,P≤0.001,ηp2=0.59,與不一致試次相比,一致性試次的反應(yīng)時(shí)間更短,準(zhǔn)確性更高。此外,認(rèn)知測(cè)試時(shí)間的主效應(yīng)顯著,F(xiàn)(6,86) = 5.37,P≤0.001,ηp2 = 0.30。鍛煉方式和認(rèn)知測(cè)試時(shí)間交互作用顯著,F(xiàn)(12,172) = 1.99,P≤0.028,ηp2=0.12。進(jìn)一步用單變量ANOVAs顯示,對(duì)于反應(yīng)時(shí),鍛煉方式和認(rèn)知測(cè)試時(shí)間的交互作用顯著(見圖2),F(xiàn)(12,172) = 3.80,P = 0.015,ηp2= 0.06。對(duì)每一鍛煉方式組的交互作用進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),只有在MIE中,反應(yīng)時(shí)從運(yùn)動(dòng)前到運(yùn)動(dòng)后即時(shí)t(33) = 6.21,P= 0.005,以及運(yùn)動(dòng)停止后30 mint(33) = 3.95,P= 0.005和60 mint(33)=3.33,P = 0.018存在積極效應(yīng),相比之下,在HIE或CON中沒有發(fā)現(xiàn)這種積極效應(yīng)。對(duì)于正確率,鍛煉方式的主效應(yīng)、測(cè)試時(shí)間的主效應(yīng)及二者的交互作用均不顯著(見圖3)。
3 討 論
本研究的主要發(fā)現(xiàn)是,與HIE和CON相比,只有MIE參與者在運(yùn)動(dòng)后Stroop任務(wù)中的表現(xiàn)有顯著提高。這些積極的效應(yīng)在所有測(cè)量時(shí)間點(diǎn)上都持續(xù)存在,即使在運(yùn)動(dòng)停止后60 min仍然可以觀察到反應(yīng)時(shí)的適度降低,這說明MIE鍛煉方案對(duì)青少年抑制控制的改善至少可以持續(xù)60 min。相比之下,正確率沒有隨時(shí)間的推移而發(fā)生群體特異性的變化,因此,MIE反應(yīng)時(shí)的更大改善不可能是由于反應(yīng)時(shí)和正確率競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。還應(yīng)該指出的是,所有鍛煉方式組初始評(píng)估的準(zhǔn)確率都很高,因此天花板效應(yīng)可能阻止了正確率的進(jìn)一步提高。
在反應(yīng)時(shí)方面,MIE的改善持續(xù)了一段時(shí)間,這在以往的間歇性或持續(xù)性運(yùn)動(dòng)研究中也有報(bào)道[45-46]。然而,在HIE鍛煉方案中并沒有引起行為表現(xiàn)的改善,這一結(jié)果與本研究的假設(shè)及以往實(shí)證研究相矛盾。以往研究表明,對(duì)于年輕人來說,高強(qiáng)度間歇性運(yùn)動(dòng)比中等強(qiáng)度的持續(xù)運(yùn)動(dòng)更有利于抑制控制,尤其是在鍛煉后的延遲階段[30-31]。本研究結(jié)果與以往研究之間的差異可能是由于運(yùn)動(dòng)與恢復(fù)間歇的比例、實(shí)驗(yàn)環(huán)境因素(實(shí)驗(yàn)室與操場(chǎng))和研究人群特征(年輕人與青少年),尤其是研究人群特征,60 s:30 s的高強(qiáng)度間歇的比例設(shè)置,對(duì)于青少年人群來說,可能已經(jīng)超出他們的承受范圍。
常用來解釋急性運(yùn)動(dòng)改善抑制控制的機(jī)制是喚醒水平的提高[31,45]。在這方面,前額葉功能低下(RAH)模型提出了兩步級(jí)聯(lián)的方法。雖然中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為能夠激活促進(jìn)信息處理的喚醒機(jī)制,但進(jìn)一步增加強(qiáng)度可能會(huì)由于資源限制,導(dǎo)致前額葉皮層依賴的執(zhí)行功能的脫離,如抑制控制[46]。但本研究只發(fā)現(xiàn)MIE可以很好地改善青少年的抑制控制,且可以持續(xù)60 min,而在HIE中卻沒有發(fā)現(xiàn)積極效應(yīng),究其原因,雖然MIE和HIE都是高強(qiáng)度間歇性運(yùn)動(dòng),但由于運(yùn)動(dòng)與恢復(fù)間歇比例的差異,導(dǎo)致MIE的整個(gè)過程可能正好處于中等強(qiáng)度的水平,誘發(fā)出的喚醒水平正好可以促進(jìn)抑制控制的改善,而HIE可能超出了青少年的承受能力,導(dǎo)致誘發(fā)的喚醒水平已經(jīng)超過最佳的喚醒水平。由于本研究并沒有在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)參與者的心率變異性(HRV)進(jìn)行檢測(cè),MIE的益處的喚醒機(jī)制仍不清楚,后續(xù)的研究可以進(jìn)一步在實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)HRV指標(biāo),根據(jù)HRV中LF/HF比率的變化探究急性運(yùn)動(dòng)改善抑制控制的喚醒機(jī)制[47]。
除了喚醒機(jī)制外,急性運(yùn)動(dòng)后的認(rèn)知益處被解釋為預(yù)先進(jìn)行體育活動(dòng)的神經(jīng)生理反應(yīng)的結(jié)果[48-50]。研究發(fā)現(xiàn)在健康的成年人和青少年中,發(fā)現(xiàn)在中等強(qiáng)度的鍛煉后,注意力資源的分配增加了[30,51]。此外,前額葉皮層的氧合增加與運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的抑制控制增強(qiáng)有關(guān)[41,52],需要注意的是,這種效應(yīng)只有在低到中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)后才會(huì)觀察到。相反,在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中,前額皮質(zhì)氧合[53]和全腦血流[54]減少。因此,更多的資源分配和腦氧合可能有助于MIE的即時(shí)和延遲效應(yīng),而HIE引起消極的腦血管反應(yīng)沒有引起抑制控制的變化。
還需要注意的是,有人假設(shè)在實(shí)驗(yàn)中顯示的急性耐力鍛煉的有益認(rèn)知效益是預(yù)期驅(qū)動(dòng)的安慰劑效應(yīng)的結(jié)果,而不是對(duì)運(yùn)動(dòng)的生理反應(yīng)[55-56]。預(yù)期驅(qū)動(dòng)的安慰劑效應(yīng)在急性運(yùn)動(dòng)改善認(rèn)知的研究中起著重要作用,且不同的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度會(huì)激發(fā)不同的認(rèn)知效應(yīng)預(yù)期[57]。有研究發(fā)現(xiàn),對(duì)高強(qiáng)度鍛煉干預(yù)的消極預(yù)期可能會(huì)降低鍛煉干預(yù)的實(shí)際效果[58]。與MIE和CON相比,對(duì)HIE的消極預(yù)期也可能是導(dǎo)致HIE沒有導(dǎo)致認(rèn)知改善的原因。
綜上所述由于上述原因,對(duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和認(rèn)知效應(yīng)之間的劑量-反應(yīng)關(guān)系還需要謹(jǐn)慎的解釋。
4 結(jié)論與建議
4.1 結(jié) 論
(1)20分鐘MIE可以改善青少年的抑制控制,且這些效應(yīng)在運(yùn)動(dòng)停止后至少可以持續(xù)60 min,這說明在操場(chǎng)上進(jìn)行的30 s:30 s的MIE是促進(jìn)青少年抑制控制改善的一種有前途鍛煉干預(yù)方式。
(2)相對(duì)于MIE,沒有發(fā)現(xiàn)HIE對(duì)青少年抑制控制的改善。
4.2 不足與建議
由于某些局限性,本研究結(jié)果還需謹(jǐn)慎解釋。
(1)盡管元分析的結(jié)果并沒有表明男性青少年在急性鍛煉后的認(rèn)知能力的改善比女性青少年更高[10],但由于本研究只招募的男性青少年,因此,觀察到的益處不能推廣到女性青少年。
(2)評(píng)估持續(xù)的效應(yīng)達(dá)到60 min,考慮到在此時(shí)間點(diǎn)仍觀察到相對(duì)于前測(cè)而言抑制控制反應(yīng)時(shí)方面的改善,MIE積極效應(yīng)的總持續(xù)時(shí)間仍有待定論。
(3)由于鍛煉干預(yù)在操場(chǎng)上進(jìn)行,從操場(chǎng)到實(shí)驗(yàn)室,還需要經(jīng)過上樓梯環(huán)節(jié),耽擱了3 min左右的時(shí)間,這可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響,在后續(xù)研究中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)無關(guān)因素的控制。
(4)雖然本研究發(fā)現(xiàn)MIE對(duì)青少年抑制控制的改善,但本研究沒有對(duì)抑制控制改善的潛在機(jī)制進(jìn)行探討,未來研究值得進(jìn)一步探討。
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