有氧運動對注意缺陷多動障礙兒童核心癥狀和執(zhí)行功能的影響

陳小明，梁冠軍，李明娣，王慶娟，蘇敏

1.蘇州大學附屬獨墅湖醫(yī)院康復醫(yī)學科，江蘇蘇州市 215215；2.蘇州市吳中區(qū)樂航特殊兒童早期干預中心，江蘇蘇州市 215128；3.蘇州大學附屬兒童醫(yī)院康復科，江蘇蘇州市 215004；4.蘇州工業(yè)園區(qū)星海醫(yī)院康復科，江蘇蘇州市215124

0 引言

注意缺陷多動障礙(attention deficit and hyperactivity disorder,ADHD)是兒童時期最常見的一種神經(jīng)發(fā)育障礙疾病，主要癥狀為注意力受損和多動/沖動行為，會嚴重影響兒童和青少年的學習、工作、社交等[1-2]。ADHD 患病率呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。美國4～17 歲兒童ADHD 患病率從1996 年的6%上升到2016 年的10%[3]。中國2018 年調(diào)查發(fā)現(xiàn)ADHD 兒童的總患病率為5.6%，且男童是女童的2 倍多[4]。隨著ADHD 的診斷增加，相關藥物尤其是興奮類藥物的使用也在大幅增加，這就帶來了兒童用藥的安全性和有效性問題[5-6]。因此，非藥物治療也逐漸成為ADHD兒童治療很重要的一部分。然而常用的非藥物治療方法如心理治療和正向行為支持等對于療效的持久性和認知功能的改善均有待進一步驗證。國內(nèi)外有不少研究和系統(tǒng)綜述顯示[7-9]，身體運動對ADHD 兒童注意力不集中、多動/沖動、焦慮和認知功能等癥狀改善作用顯著。本研究觀察有氧運動對ADHD 兒童核心癥狀和執(zhí)行功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2020 年6 月至2021 年12 月蘇州大學附屬獨墅湖醫(yī)院門診收治的ADHD 患兒64 例，均符合美國精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊第5 版(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders Fifth Edition,DSM-5)診斷標準[10]?；颊吣挲g6～10 歲，病程6～24 個月，其中男童53 例，女童11 例；注意缺陷11 例，多動/沖動18例，混合型35例。

納入標準：①中國韋氏兒童智力測試(Chinese Wechsler Intelligence Scale for Children,C-WISC)總智商(intelligence quotient,IQ) ＞80；②既往未接受過任何ADHD 治療或連續(xù)6 個月未接受任何治療；③能配合完成相應的檢查、評估和治療。

排除標準：①有癲癇發(fā)作史；②其他精神障礙和/或運動障礙疾??；③先天性或后天心臟病、哮喘、糖尿病、高血壓等疾??；④色盲、色弱；⑤有其他共患??；⑥除了本研究所用治療方法外，還需要藥物治療和/或其他治療；⑦既往有腦外傷、腦手術史等神經(jīng)系統(tǒng)疾病；⑧使用其他精神類藥物。

采用隨機數(shù)字表法隨機分為對照組和觀察組，每組32 例。兩組性別、年齡、病程、分型、IQ 比較均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

本研究經(jīng)蘇州大學附屬獨墅湖醫(yī)院倫理委員會審批通過(No.2021 倫審批第210071 號)，所有患兒家長均了解研究內(nèi)容，并簽署知情同意書。

1.2 方法

對照組靜坐觀看動畫片，動畫片選擇《熊出沒》《小飛俠》《貓和老鼠》，觀看20 min。觀察組在觀看相同動畫片的同時進行動感單車騎行運動，采用悅動D8億健動感單車。

運動前測試觀察組靜息心率和血壓，同時將watch GT2運動手表(華為技術有限公司)戴于患兒左側(cè)手腕處監(jiān)控運動心率。動感單車調(diào)整至合適的座墊和扶手位置，阻力設為1 級?；純荷蟿痈袉诬?，雙腳固定于踏板器上，熱身騎行5 min，緩慢加速。將手表運動模式設置為“室內(nèi)單車”，目標“20 min”，點擊開始運動計時。運動過程中患兒臀部不可離開座墊。有氧運動強度：維持心率為患兒最大心率(maximal heart rate,HRmax)的60%和80% (HRmax=220-年齡)[11]。每隔2 min記錄1次心率。

每周3次，連續(xù)12周。

1.3 評定方法

兩組分別于干預前和干預后進行Conners 父母用癥狀問卷(Parent Symptom Questionnaire,PSQ)和執(zhí)行功能測試。

1.3.1 PSQ

PSQ 是篩查和評估ADHD 兒童行為問題的量表，包含48 個項目，分為品行問題、學習問題、心身障礙、多動沖動、焦慮和多動指數(shù)6 個因子。每個項目按癥狀嚴重程度分為：0分，沒有問題；1分，偶爾或輕微；2 分，經(jīng)?；蜉^嚴重；3 分，總是或非常嚴重。每個因子中各個項目的得分相加，除以該因子的項目數(shù)，即為該因子的Z 分。Z 分越高，患兒的癥狀越嚴重[12]。本研究僅選取品行問題、多動沖動和多動指數(shù)3個因子分。

1.3.2 執(zhí)行功能測試

執(zhí)行功能的核心包括抑制、轉(zhuǎn)換和刷新。這三個子功能的測試可以通過心理學測試軟件E-Prime 2.0系統(tǒng)進行編輯，其信效度已得到同行專家的認可[13-15]。

1.3.2.1 抑制功能：Stroop色詞

分為一致性任務和不一致性任務。測試開始前，電腦屏幕上先出現(xiàn)一個黃色的“+”，提示測試即將開始。隨后，屏幕上隨機出現(xiàn)帶顏色的漢字(分別為紅、綠、黃、藍)，每次出現(xiàn)一種。在一致性任務中，字的意思和顏色一致，要求對字的顏色進行確認。在不一致的任務中，字的意思和顏色不一致，但同樣是對字的顏色進行確認。這兩種任務隨機出現(xiàn)。將鍵盤的D、F、J、K 鍵分別設成紅、綠、黃、藍，并貼上相應的顏色。通過鍵盤的顏色對屏幕上出現(xiàn)的漢字盡快進行匹配。每個漢字出現(xiàn)1 500 ms，兩個漢字間隔1 500 ms。此測試包含15次練習和80次正式測驗。測試指標為反應時(不一致反應時-一致反應時)和精確度(一致正確率-不一致正確率)。

1.3.2.2 轉(zhuǎn)換功能：大小奇偶數(shù)

屏幕上隨機出現(xiàn)1～9(不包括5)中的一個數(shù)，要求對出現(xiàn)的數(shù)字進行大小、奇偶和混合判斷。大小判斷時，數(shù)字的顏色是紅色的，＜5 的按D 鍵，反之按L鍵；奇偶判斷時，數(shù)字的顏色是綠色的，奇數(shù)按D鍵，偶數(shù)按L 鍵?；旌吓袛鄷r需要轉(zhuǎn)換，出現(xiàn)紅色的數(shù)字進行大小判斷，綠色的數(shù)字進行奇偶判斷。每個數(shù)字呈現(xiàn)2 000 ms。測驗按照①②③③②①的順序進行(①為判斷大小，②為判斷奇偶，③為混合判斷)，每個模塊16次，①和②各練習8次，③練習16次。測試指標為反應時[③-(①+②)/2]和精確度[(①+②)/2-③]。

1.3.2.3 刷新功能：n-back任務

分為1-back任務和2-back任務。以B、D、L、Y、P 5 個字母作為刺激組成一個字母序列(包含25 個字母)。測試開始時，屏幕上會隨機出現(xiàn)一個字母，呈現(xiàn)2 000 ms。在1-back 任務中，要求被試者在此時間內(nèi)與前一個字母作比較，相同的按D 鍵，反之按L鍵；在2-back 任務中，要求被試者在此時間內(nèi)與前面第2 個字母作比較，相同的按D 鍵，反之按L 鍵。每個部分各練習15 次，正式測試各40 次。測試指標為反應時(2-back 反應時-1-back 反應時)和精確度(1-back正確率-2-back正確率)。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 18.0 統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料服從正態(tài)分布，以(±s)表示，組內(nèi)比較采用配對樣本t檢驗，組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數(shù)資料采用χ2檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 PSQ評分

治療前，兩組PSQ 各因子評分無顯著性差異(P＞0.05)。治療后，對照組品行問題、多動沖動、多動指數(shù)評分均無改善(P＞0.05)，觀察組以上評分均顯著降低(P＜0.001)；觀察組明顯低于對照組(P＜0.01)。見表2。

表2 兩組PSQ評分比較

2.2 執(zhí)行功能

治療前，兩組抑制功能、轉(zhuǎn)換功能和刷新功能的反應時和精確度均無顯著性差異(P＞0.05)。治療周后，對照組抑制功能、轉(zhuǎn)換功能、刷新功能的反應時和精確度均無改善(P＞0.05)，觀察組均降低(P＜0.05)；觀察組低于對照組(P＜0.05)。見表3～表5。

表3 兩組執(zhí)行功能之抑制功能比較

表4 兩組執(zhí)行功能之轉(zhuǎn)換功能比較

表5 兩組執(zhí)行功能之刷新功能比較

3 討論

有學者認為[16]，ADHD 患兒大腦中的神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素和多巴胺功能不足，進而出現(xiàn)注意缺陷和沖動癥狀。注意缺陷主要表現(xiàn)為注意力分散、健忘、組織能力差和缺乏毅力，而多動沖動則與對延遲獎勵的不耐煩、難以抑制和不恰當?shù)倪\動反應，以及無法將運動活動抑制到特定情況下的適當水平相關。這些癥狀和執(zhí)行功能之間存在著必然的聯(lián)系[17]。功能磁共振成像顯示，靜息狀態(tài)或任務態(tài)模式下，ADHD 患兒執(zhí)行控制網(wǎng)絡激活強度普遍減弱，并與其注意控制、沖動、對抗行為、反應抑制等執(zhí)行功能受損密切相關[18]。ADHD 兒童的副交感神經(jīng)支配過度，導致交感與副交感神經(jīng)失衡，進而出現(xiàn)警惕性和可用于環(huán)境偶發(fā)事件的注意力資源減少，表現(xiàn)為ADHD 兒童的持續(xù)性覺醒不足[19]，是其背外側(cè)前額葉皮層和前扣帶皮層活動過低所致。這兩個區(qū)域在抑制控制任務中負責沖突檢測和行為適應[20]。

執(zhí)行功能是高級認知功能的一部分，也是一種元認知，一般可歸納為抑制、轉(zhuǎn)換和刷新，包含工作記憶、抑制控制、認知靈活性、計劃、推理和解決問題等方面，涉及所有以目標為導向的思維和行為模式[21]，因此促進執(zhí)行功能改善可能是一項減少ADHD主要癥狀的治療策略[22]。王茹等[23]的動物實驗證實，有氧運動可通過腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子通路促進海馬神經(jīng)元的增殖分化，改善腦小血管病大鼠的執(zhí)行功能。Ludyga等[24]發(fā)現(xiàn)有氧運動或體育活動對抑制控制、認知靈活性及任務轉(zhuǎn)換有改善作用，而中等強度的有氧運動已經(jīng)證實可以改善ADHD 兒童臨床癥狀和認知功能，其中最顯著的是執(zhí)行功能中的抑制、轉(zhuǎn)換和注意方面[9,25]。但對于有氧運動類型、時間、強度等卻沒有相對統(tǒng)一的標準?！?018 年美國人體育活動指南》建議，持續(xù)20 min劇烈的間歇性有組織的運動，可對兒童的認知和大腦健康產(chǎn)生有益影響[26]。Pontifex等[27]亦報道20 min 的有氧運動可以改善8～10 歲ADHD 兒童的抑制控制和學習表現(xiàn)。因此，本研究觀察有氧運動20 min對ADHD兒童核心癥狀和執(zhí)行功能的影響。

有氧運動是身體活動的一種，屬于體能類，在ADHD 的治療中有別于傳統(tǒng)的治療方法，強調(diào)通過規(guī)律的身體運動改善ADHD 患兒的臨床核心癥狀和社會情緒功能，提高ADHD 患兒的認知神經(jīng)功能[9]。有氧運動的形式多樣，比較常見的有跑步、騎車、跳繩、游泳。ADHD 兒童年齡較小，且有多動沖動及注意缺陷的問題，跑步、跳繩、游泳等運動形式要求較高，較難把控突發(fā)狀況，因此，本研究選擇騎動感單車。本研究發(fā)現(xiàn)，觀察組在騎車運動12周后，反應靈敏度均有提升，有氧運動可以改善ADHD 兒童注意力差，多動沖動的核心癥狀和執(zhí)行功能，這與其他學者的研究結(jié)果基本一致[28-29]。原因在于當運動強度中等或較高時，機體激活神經(jīng)生理反應，誘導神經(jīng)遞質(zhì)合成，進而分泌腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子，增加流向大腦的血流量，從而提高神經(jīng)可塑性，增強信息處理能力。這些作用可減輕ADHD癥狀及其共病，促進ADHD兒童大腦神經(jīng)生長和調(diào)節(jié)[30-31]。其次，急性中等強度有氧運動導致ADHD 兒童在運動停止后副交感神經(jīng)興奮被抑制，促進交感和副交感神經(jīng)的平衡，從而達到改善前額葉皮質(zhì)活動的作用[20]。最后，ADHD 兒童大腦信息處理速度和準確度與其注意力品質(zhì)成正相關，核心癥狀的改善提示其注意力提升，進而促進執(zhí)行功能的提高[32]。

綜上所述，有氧運動可減輕ADHD 兒童注意力不集中、多動沖動的核心癥狀，提高執(zhí)行功能。未來可進一步研究各種類型有氧運動及強度對ADHD 兒童的影響，以及核心癥狀和執(zhí)行功能之間的內(nèi)在聯(lián)系。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。