許明超,蔣長好
首都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)腦成像研究中心,北京市100191
注意缺陷多動(dòng)障礙(attention deficit hyperactivity disorder,ADHD)是兒童時(shí)期常見的一種神經(jīng)發(fā)育障礙,其核心行為特征為注意力集中困難、過度活動(dòng)和焦慮沖動(dòng)等[1]。目前全世界約有7%兒童受到ADHD的影響[2],我國兒童ADHD 總患病率為5.6%[3]。與同齡兒童相比,ADHD 兒童在反應(yīng)抑制、警覺性、視覺空間和聽覺工作記憶等認(rèn)知功能方面相對較差[4],并伴有社交障礙,嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)和社會(huì)交往[5]?!堵?lián)合國2030 年可持續(xù)發(fā)展議程》將健康確認(rèn)為基本人權(quán),健康全覆蓋是實(shí)現(xiàn)2030 年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的基本要求[6]。ADHD 兒童的功能康復(fù)是實(shí)現(xiàn)健康全覆蓋的重要組成部分。
目前,ADHD 兒童的治療和康復(fù)大都采用藥物治療、行為干預(yù)和心理干預(yù)等手段[7-8]。長期的藥物干預(yù)會(huì)導(dǎo)致30%的ADHD兒童出現(xiàn)食欲下降、反復(fù)失眠等癥狀,而行為和心理干預(yù)等非藥物治療則難以維持長期效果[9]。因此必須尋找替代的康復(fù)方法來促進(jìn)與改善ADHD兒童的功能障礙。
近期研究發(fā)現(xiàn)[10],長期參與中等至高強(qiáng)度身體活動(dòng),可有效改善ADHD 兒童的運(yùn)動(dòng)技能、身體健康、注意力和社會(huì)行為。身體活動(dòng)作為一種輔助療法與傳統(tǒng)治療手段結(jié)合,應(yīng)用于ADHD 兒童的康復(fù)訓(xùn)練具有臨床意義。本研究通過對身體活動(dòng)干預(yù)影響ADHD 兒童認(rèn)知神經(jīng)功能的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索、收集與整理,系統(tǒng)分析身體活動(dòng)干預(yù)方案及其功能康復(fù)效果。
采用主題詞檢索方式,英文數(shù)據(jù)庫包括PubMed、Embase、Web of Science,中文數(shù)據(jù)庫包括中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫。檢索時(shí)間1990年1月至2021年7月。
中文檢索式:(注意缺陷多動(dòng)障礙OR 多動(dòng)癥OR注意障礙OR 多動(dòng)障礙OR 沖動(dòng)障礙)AND 兒童AND(鍛煉OR 身體活動(dòng)OR 身體鍛煉OR 急性鍛煉OR 有氧鍛煉OR 運(yùn)動(dòng))AND (神經(jīng)認(rèn)知功能OR 執(zhí)行功能OR執(zhí)行控制OR注意力OR人際關(guān)系OR 人際交往OR運(yùn)動(dòng)功能)
英文檢索式:(attention deficit disorders with hyperactivity OR attention deficit hyperactivity disorders OR ADDH OR attention deficit disorder OR attention deficit OR deficit disorder)AND (exercises OR physical activity OR physical exercise OR acute exercise OR aerobic exercise OR exercise training OR training) AND(child OR children) AND (neurocognitive function OR executive functions OR executive control OR attention OR interpersonal relation OR social relationship OR partner communication OR sport performance OR motor function)。
納入標(biāo)準(zhǔn):①研究對象為年齡4~16 歲ADHD 兒童;②以ADHD 兒童身體活動(dòng)干預(yù)為自變量,神經(jīng)認(rèn)知功能康復(fù)為因變量;③隨機(jī)對照試驗(yàn)、臨床對照試驗(yàn);④檢測指標(biāo)包括神經(jīng)認(rèn)知功能(認(rèn)知功能、執(zhí)行功能、注意力、工作記憶)、運(yùn)動(dòng)功能(協(xié)調(diào)與控制、運(yùn)動(dòng)技能)和活動(dòng)參與等;⑤語言為中文或英文。
排除標(biāo)準(zhǔn):①不能獲得文獻(xiàn)全文;②重復(fù)文獻(xiàn)和不相關(guān)文獻(xiàn);③綜述類或Meta 分析類文獻(xiàn);④效果含非身體活動(dòng)干預(yù);⑤非正式出版的文獻(xiàn),如碩博論文、會(huì)議論文等。
世界衛(wèi)生組織將身體活動(dòng)定義為由骨骼肌收縮引起的任何能導(dǎo)致能量消耗的身體運(yùn)動(dòng),或者是身體能量消耗大于基礎(chǔ)代謝水平的活動(dòng)[11]。根據(jù)已有文獻(xiàn)資料[12-13],本研究將ADHD 兒童的身體活動(dòng)形式劃分為體能類、技能類和運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目類3種。見表1。
表1 身體活動(dòng)形式與內(nèi)容
根據(jù)《國際功能、殘疾和健康分類(兒童青少年版)》 (International Classification of Functioning,Disability and Health-Children and Youth Version,ICF-CY)的分類標(biāo)準(zhǔn)[14],綜合所納入的研究,對身體活動(dòng)干預(yù)ADHD兒童的康復(fù)效果進(jìn)行分類。見表2。
表2 基于ICF-CY的ADHD兒童身體活動(dòng)干預(yù)康復(fù)效果分類
由兩位熟悉該領(lǐng)域的研究者獨(dú)立完成,對檢索的文獻(xiàn)標(biāo)題、摘要進(jìn)行篩選與評估;提取納入文獻(xiàn)的作者、國家、發(fā)表時(shí)間、研究對象、男性占比、研究方法、干預(yù)過程、測量工具、康復(fù)效果等資料。過程中如果產(chǎn)生分歧,咨詢第3 位研究者。最后,將納入的文獻(xiàn)進(jìn)一步核查和整理,查漏補(bǔ)缺。文獻(xiàn)檢索與篩選流程見圖1。
圖1 文獻(xiàn)檢索和篩選流程
最終納入12 篇[15-26],全部為英文文獻(xiàn),來自6 個(gè)國家,包括中國、瑞士、德國、美國、巴西和西班牙;主要來源于臨床醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)康復(fù)、心理治療等相關(guān)期刊,其發(fā)表日期主要集中在2015年之后。研究設(shè)計(jì)包括隨機(jī)對照試驗(yàn)(n=8)、隨機(jī)交叉實(shí)驗(yàn)(n=3)和前后測設(shè)計(jì)(n=1),每項(xiàng)樣本量18~202,共641 例被試。文獻(xiàn)的基本特征見表3。
表3 納入文獻(xiàn)基本特征
續(xù)表
影響ADHD 兒童身體活動(dòng)干預(yù)的主要因素包括干預(yù)對象、活動(dòng)形式、干預(yù)時(shí)間、干預(yù)強(qiáng)度、干預(yù)頻率以及活動(dòng)的場地等。
納入的12 項(xiàng)研究中,研究對象共641 例,包括ADHD 兒童437 例和正常兒童204 例,其中男性468例,女性173例。ADHD兒童癥狀評定標(biāo)準(zhǔn):《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊》(第四版)(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,Version IV,DSM-IV)、DSM-V、國際疾病分類(第十版)(International Classification of Diseases,Version X,ICD-10)、斯諾佩評估量表(第四版)(Swanson,Nolan,and Pelham Rating Scale,Version IV,SNAP-IV)、兒童行為量表(Child Behavior Checklist,CBCL)。
身體活動(dòng)主要是在實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院和社區(qū)完成,4項(xiàng)研究涉及實(shí)驗(yàn)室環(huán)境[16-17,22,26],7 項(xiàng)研究涉及自然環(huán)境的社區(qū)[15,18-21,23,25],另外還有2項(xiàng)研究涉及的環(huán)境是醫(yī)院[19,24],相對于實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)院而言,社區(qū)更適合進(jìn)行ADHD 兒童身體活動(dòng)干預(yù);納入的研究主要包括體能類、技能類和運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目類三種活動(dòng)形式,具體包括運(yùn)動(dòng)游戲[15,18-19]、球類運(yùn)動(dòng)[16]、功率自行車[17,22]、游泳[20]、乒乓球[21]、瑜伽[23]、跑步[26]、馬術(shù)[25]、高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(high intensity interval training,HIIT)[24]等;干預(yù)的強(qiáng)度多數(shù)為中等強(qiáng)度,但其中一項(xiàng)為高強(qiáng)度身體活動(dòng);干預(yù)周期大多集中在6~12 周,干預(yù)的頻率多為每周2~3次、每次15~90 min不等。
ADHD 兒童最顯著的特點(diǎn)就是認(rèn)知功能和社會(huì)性障礙,無論是長期還是短期身體活動(dòng)都可以有效改善ADHD兒童的認(rèn)知神經(jīng)功能和社會(huì)情緒功能。
2.3.1 改善認(rèn)知功能
注意力是一種基本的認(rèn)知功能,主要包括注意的保持、轉(zhuǎn)移、分配等。已有研究發(fā)現(xiàn),身體活動(dòng)對ADHD 兒童的注意功能有改善作用。Chou等[23]研究瑜伽對ADHD 兒童持續(xù)注意和辨別功能的影響,將49例年齡8~12 歲的ADHD 兒童隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和控制組,實(shí)驗(yàn)組以最大心率的50%~60%進(jìn)行每次40 min、每周2 次、共8 周的瑜伽活動(dòng),并考察被試的視覺追蹤測試和辨別測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)瑜伽運(yùn)動(dòng)能夠增強(qiáng)ADHD 兒童的選擇性注意和持續(xù)性注意能力。Hoza 等[18]發(fā)現(xiàn),與久坐相比,每天31 min、共12周的游戲活動(dòng)干預(yù)可減少ADHD 兒童在家庭環(huán)境中的注意力不集中和情緒低落。
不僅如此,許多研究發(fā)現(xiàn)身體活動(dòng)對ADHD 兒童執(zhí)行功能這一高級(jí)認(rèn)知功能有積極影響。執(zhí)行功能是指在完成復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)時(shí),個(gè)體對其他認(rèn)知過程進(jìn)行的自我思維和行為的控制與調(diào)節(jié)的高級(jí)認(rèn)知過程。主要體現(xiàn)在個(gè)體的抑制控制、工作記憶、認(rèn)知靈活性等方面[27]。抑制控制是對認(rèn)知過程中自動(dòng)的、具有優(yōu)勢性的反應(yīng)進(jìn)行的有意識(shí)控制,而ADHD 兒童較正常兒童的抑制功能有損傷,且抑制功能與兒童的行為、情緒等具有相關(guān)性[28]。Benzing 等[19]將46 例ADHD 兒童隨機(jī)分為15 min 的運(yùn)動(dòng)游戲干預(yù)組和靜坐對照組,通過Flanker Task、Color Span Backwords Task 考察運(yùn)動(dòng)游戲干預(yù)對抑制工作的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)游戲干預(yù)組較對照組在抑制控制和轉(zhuǎn)換方面的反應(yīng)速度快。Pan 等[21]通過對ADHD 兒童進(jìn)行為期12 周乒乓球運(yùn)動(dòng)干預(yù)的交叉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究,通過Stroop 等任務(wù)考察乒乓球運(yùn)動(dòng)干預(yù)對抑制工作的影響,結(jié)果顯示,乒乓球干預(yù)組在Stroop 和WCST 測驗(yàn)中的正確率顯著高于對照組,提示乒乓球運(yùn)動(dòng)干預(yù)對ADHD 兒童的抑制控制有著積極影響。
認(rèn)知靈活性是指根據(jù)情景或任務(wù)的轉(zhuǎn)換需求合理調(diào)整注意力能力[27],而ADHD 兒童認(rèn)知靈活性低于正常兒童[29]。有研究者采用交叉設(shè)計(jì)探究中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)與靜坐(觀看運(yùn)動(dòng)類視頻)對正常兒童和ADHD 兒童認(rèn)知靈活性的影響,結(jié)果顯示,與靜坐對照組相比,中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對正常兒童和ADHD 兒童的認(rèn)知靈活性都具有較明顯的影響[17]。
工作記憶是指個(gè)體對言語和視覺空間信息的維持與操控能力[27]。ADHD 兒童的工作記憶受損,導(dǎo)致兒童很難持續(xù)地進(jìn)行預(yù)期、計(jì)劃、制定和維持目標(biāo)導(dǎo)向的行動(dòng)[30]。Ziereis等[16]將43例7~12歲ADHD兒童隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組一、實(shí)驗(yàn)組二和對照組,進(jìn)行身體活動(dòng)干預(yù)12周,實(shí)驗(yàn)組一被指定訓(xùn)練項(xiàng)目,實(shí)驗(yàn)組二無指定運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,對照組不做干預(yù),通過Digit Span Task、Letter-number-sequencing Task 和M-ABC-2 測驗(yàn),結(jié)果顯示,與基線相比,實(shí)驗(yàn)組在工作記憶和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力方面較對照組明顯改善。
還有一些研究者同時(shí)考察身體活動(dòng)對多個(gè)執(zhí)行功能的影響。Benzing 等[15]將51 例ADHD 兒童隨機(jī)分為運(yùn)動(dòng)游戲干預(yù)組和對照組,在8 周干預(yù)前后通過Simon Task、Flanker Task、Color Span Backwards Task、German Motor Task評估兩組被試的抑制、轉(zhuǎn)換、刷新和運(yùn)動(dòng)能力,結(jié)果顯示,運(yùn)動(dòng)游戲干預(yù)組在抑制和轉(zhuǎn)換方面的反應(yīng)時(shí)顯著快于對照組。
2.3.2 改善社會(huì)情緒功能
ADHD 兒童除有認(rèn)知功能缺陷外,常常還缺乏自我控制能力,易沖動(dòng),難以控制與調(diào)節(jié)自我情緒,很難實(shí)現(xiàn)良好的人際關(guān)系[28]。身體活動(dòng)可以有效促進(jìn)和改善ADHD 兒童的活動(dòng)與參與。如Me?ler 等[24]探究HIIT 和傳統(tǒng)的低至中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)療法(traditional lowto-moderate intensity exercise therapy,TRAD)對ADHD兒童身體健康、社會(huì)行為等方面的影響,對28 例8~13 歲的ADHD 男孩隨機(jī)分組,分別進(jìn)行每周3 次的HIIT 或TRAD 干預(yù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)3周HIIT 干預(yù)后會(huì)提高ADHD 兒童的自尊、社會(huì)能力。García-Gómez 等[25]探究了身體活動(dòng)干預(yù)對ADHD 兒童活動(dòng)與參與的影響,將18例ADHD 兒童隨機(jī)分組,對實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行3個(gè)月馬術(shù)運(yùn)動(dòng)干預(yù),并通過BASC-T 評價(jià)干預(yù)效果,結(jié)果顯示,干預(yù)后實(shí)驗(yàn)組的人際交往能力得到改善。
還有研究發(fā)現(xiàn)身體活動(dòng)對情緒功能的積極作用。Silva等[20]探究通過游泳活動(dòng)干預(yù)對ADHD 情緒和認(rèn)知功能的影響,在進(jìn)行8 周游泳活動(dòng)干預(yù)后,通過兒童抑郁量表、BAI、感知壓力量表測量,結(jié)果顯示,8周的游泳活動(dòng)干預(yù)可以有效改善ADHD 兒童的抑郁、應(yīng)激狀態(tài)。此外一些研究發(fā)現(xiàn),ADHD 兒童存在運(yùn)動(dòng)功能方面的障礙[14],而身體活動(dòng)可以改善ADHD 兒童的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力[20-21]、器械控制能力和運(yùn)動(dòng)技能[21,28]。
2.3.3 增強(qiáng)大腦功能
ADHD 會(huì)導(dǎo)致大腦神經(jīng)資源不可逆轉(zhuǎn)損失,妨礙大腦工作時(shí)所需的資源募集,與普通兒童相比,ADHD 在完成認(rèn)知任務(wù)特別是執(zhí)行功能任務(wù)時(shí)腦激活更低[31]。但是,一些腦科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),鍛煉可以增強(qiáng)ADHD 兒童的大腦神經(jīng)功能,進(jìn)而提高認(rèn)知表現(xiàn)。Huang 等[26]對24 例ADHD 兒童進(jìn)行單次30 min 的跑步活動(dòng)干預(yù),記錄干預(yù)前后參與者在睜眼條件下的靜息腦電圖,并在干預(yù)后完成Go/No-Go 任務(wù)測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)條件下ADHD 兒童表現(xiàn)出更小的θ/β 比值,即靜息時(shí)腦電圖震蕩正?;?,結(jié)果表明,急性運(yùn)動(dòng)可能通過增加ADHD 兒童的覺醒和警惕性的方式,對腦功能有改善作用,進(jìn)而提高抑制控制能力。Ludyga等[22]采用事件相關(guān)電位技術(shù)探究有氧運(yùn)動(dòng)和協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)對ADHD 兒童抑制控制功能的影響,研究采用隨機(jī)交叉試驗(yàn)設(shè)計(jì),16 例ADHD 兒童和18 例正常兒童分別完成20 min中等強(qiáng)度自行車運(yùn)動(dòng)、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)前后進(jìn)行Flanker 測試,同時(shí)記錄腦電活動(dòng),結(jié)果發(fā)現(xiàn),與協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)相比,有氧運(yùn)動(dòng)使ADHD 兒童P300振幅明顯增加,而且完成任務(wù)所需的時(shí)間更短。這表明單次有氧運(yùn)動(dòng)可以改善ADHD 兒童的抑制控制和注意資源的分配。不僅如此,磁共振研究也發(fā)現(xiàn)身體活動(dòng)增強(qiáng)ADHD兒童相關(guān)腦區(qū)的激活[32]。
上述研究均表明,有氧鍛煉和ADHD 兒童的腦區(qū)功能改變相關(guān)聯(lián),身體活動(dòng)參與更多的ADHD 兒童,其認(rèn)知神經(jīng)功能更好。
身體活動(dòng)的干預(yù)可以劃分為不同的類型。就干預(yù)內(nèi)容而言,身體活動(dòng)一般包括體能類、技能類和運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目類三種。已有研究發(fā)現(xiàn),上述三種形式的干預(yù)都取得不同程度的效果。盡管一些研究發(fā)現(xiàn),身體活動(dòng)對某些認(rèn)知功能的干預(yù)效果與體育活動(dòng)形式和內(nèi)容無關(guān)[16];但也有研究發(fā)現(xiàn),某些運(yùn)動(dòng)方式對特定的心理功能效果更好,馬術(shù)和HIIT 則可以提高ADHD 兒童的人際交往能力,運(yùn)動(dòng)游戲?qū)η榫w調(diào)節(jié)的效果比較明顯??傮w而言,當(dāng)前研究大都采用某一類身體活動(dòng)對ADHD 兒童認(rèn)知神經(jīng)功能和情緒社會(huì)功能的影響,缺乏關(guān)于不同身體活動(dòng)對ADHD 兒童認(rèn)知神經(jīng)功能的比較研究,尤其缺乏有氧運(yùn)動(dòng)與無氧運(yùn)動(dòng)的比較研究。
根據(jù)干預(yù)時(shí)間,身體活動(dòng)干預(yù)分為長期干預(yù)和一次性的短時(shí)干預(yù)。已有研究發(fā)現(xiàn),長期有規(guī)律的身體活動(dòng)參與可以顯著改善ADHD 兒童的認(rèn)知能力[15-16,20-21,23,26]、運(yùn)動(dòng)能力[15-16,20-21,24]和人際交往能力[18,20,24-25]。但也有研究證實(shí),在實(shí)驗(yàn)室或社區(qū)環(huán)境下進(jìn)行一次15 min[19]或者30 min[26]的中等至高強(qiáng)度的身體活動(dòng)干預(yù)訓(xùn)練就可以顯著地改善ADHD 兒童的認(rèn)知神經(jīng)功能。關(guān)于普通兒童的研究發(fā)現(xiàn),長期干預(yù)效果的穩(wěn)定性要高于短期干預(yù)[33],但是對于ADHD 兒童而言,對不同時(shí)長的相關(guān)比較研究還較為缺乏,特別是不同研究效果的延續(xù)效益和消退機(jī)制還有待于進(jìn)一步探索。
縱觀已有研究,ADHD 兒童的身體活動(dòng)干預(yù)效果表現(xiàn)在一般認(rèn)知功能、執(zhí)行功能、腦功能、人際交往、情緒調(diào)節(jié)和身體運(yùn)動(dòng)功能等多個(gè)方面。一些研究發(fā)現(xiàn),同一個(gè)身體活動(dòng)可以有多個(gè)方面的功能,身體活動(dòng)改善運(yùn)動(dòng)功能的同時(shí)也可以改善認(rèn)知功能[21]、人際交往能力[24]。但是也有研究發(fā)現(xiàn),特定的身體活動(dòng)干預(yù)對認(rèn)知神經(jīng)功能有著選擇性影響。如有研究發(fā)現(xiàn)[19],身體活動(dòng)對執(zhí)行功能的抑制和轉(zhuǎn)換效果更佳,但對工作記憶的效果不明顯。
另一方面,有研究者將身體活動(dòng)干預(yù)和行為干預(yù)、心理干預(yù)及藥物控制相結(jié)合,發(fā)現(xiàn)聯(lián)合干預(yù)效果優(yōu)于單一干預(yù),但是不同干預(yù)對干預(yù)效果分別有何作用?哪種干預(yù)作用效果更優(yōu)?其劑量-效應(yīng)關(guān)系是什么?這類問題尚有待于進(jìn)一步研究。
一些研究嘗試結(jié)合腦影像技術(shù)考察身體鍛煉改善認(rèn)知功能的腦機(jī)制,研究發(fā)現(xiàn)身體活動(dòng)干預(yù)改善ADHD 兒童的腦功能。有研究者提出,鍛煉改善大腦功能,進(jìn)而產(chǎn)生認(rèn)知效益;也有研究者提出,鍛煉引發(fā)大腦結(jié)構(gòu)變化,進(jìn)而提高大腦功能。但是大腦結(jié)構(gòu)是如何變化的?目前尚缺乏有說服力的證據(jù)。
總之,當(dāng)前關(guān)于身體活動(dòng)干預(yù)改善ADHD 兒童認(rèn)知功能的腦機(jī)制還存在比較大的爭議,仍需要積累研究證據(jù)。進(jìn)一步的研究需要細(xì)分身體活動(dòng)類型、控制相關(guān)變量,結(jié)合采用不同成像手段,并整合橫斷研究和追蹤研究的結(jié)果,以利于得出更為明確的結(jié)論。
綜上所述,身體活動(dòng)干預(yù)可以改善ADHD 兒童的認(rèn)知神經(jīng)能力、運(yùn)動(dòng)能力和情緒社會(huì)能力。這一效應(yīng)的量效關(guān)系、影響因素及神經(jīng)機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。未來研究需要多學(xué)科協(xié)作、結(jié)合多種研究技術(shù)手段驗(yàn)證相關(guān)假設(shè),并進(jìn)一步提高干預(yù)效果,以利于更好地改善ADHD兒童的身心功能和生活質(zhì)量。
利益沖突聲明:所有作者聲明不存在利益沖突。