短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)超重大學(xué)生執(zhí)行功能效益的影響

余 倩

(閩南理工學(xué)院，福建 石獅 362799)

引言

超重問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)，威脅著人類的健康和福祉。依據(jù)絕對(duì)人口數(shù)進(jìn)行計(jì)算，中國(guó)的肥胖人數(shù)位居全球第一，現(xiàn)已經(jīng)有六億人肥胖或者超重。除了肥胖與超重的基數(shù)大的問(wèn)題外，其增長(zhǎng)率也令人擔(dān)憂。大學(xué)生作為主要人群，除了受到現(xiàn)代的快節(jié)奏生活帶來(lái)生活與學(xué)習(xí)壓力的影響，久坐行為以及外賣服務(wù)等都是導(dǎo)致超重或者肥胖的重要因素。學(xué)術(shù)研究顯示，有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)執(zhí)行功能的提升和改善具有積極作用，這一發(fā)現(xiàn)備受學(xué)者們的關(guān)注和認(rèn)可。進(jìn)行一次簡(jiǎn)短的中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)就足以提升執(zhí)行功能，這一發(fā)現(xiàn)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

一、對(duì)象與方法

(一)對(duì)象

1.實(shí)驗(yàn)一：探究超重大學(xué)生執(zhí)行功能的特點(diǎn)

在泉州市某大學(xué)招募超重大學(xué)生20名，納入標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)根據(jù)中國(guó)肥胖問(wèn)題工作組制定的超重標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)組成員的BMI均≥25；(2)沒(méi)有影響腦部功能和結(jié)構(gòu)相關(guān)的疾病或者其他疾??；(3) 按照國(guó)際身體活動(dòng)量表 (IPAQ) 的核定標(biāo)準(zhǔn)，被試的代謝當(dāng)量為低等(<600METs)；(4)裸眼視力正?；蛘咭暳ΤC正為正常，且為右利手。(5)自愿參與積極實(shí)驗(yàn)研究。體重正常組的大學(xué)生20名，除了BMI<25，其他標(biāo)準(zhǔn)同上。超重組與體重正常組的代謝當(dāng)量與年齡不存在顯著差異性(P>0.05)，不過(guò)體重正常組的BMI值顯著小于超重組(體重正常組：(20.92±1.78)超重組：(26.28±1.03)，t=-11.641，P<0.05)。

2.實(shí)驗(yàn)二：急性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)BMI超重大學(xué)生執(zhí)行功能的影響

從泉州市某大學(xué)再招募超過(guò)正常范圍BMI的大學(xué)生共計(jì)60名，不與實(shí)驗(yàn)一的人員重復(fù)。納入標(biāo)準(zhǔn)和上一研究的超重組相同。隨機(jī)分成三組，分別為急性中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)組、急性高等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)組與對(duì)照組，三組在安靜心率、年齡、IPAQ、BMI上沒(méi)有顯著差異性。(P>，0.05)。

表1 實(shí)驗(yàn)二被試基本情況表

(二)運(yùn)動(dòng)干預(yù)

實(shí)驗(yàn)二中的運(yùn)動(dòng)方案重點(diǎn)從時(shí)間、強(qiáng)度以及運(yùn)動(dòng)內(nèi)容來(lái)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。所有運(yùn)動(dòng)組被試先進(jìn)行5分鐘熱身，隨后在Lode Corival 有氧功率自行車上完成20min的有氧運(yùn)動(dòng)，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組的心率應(yīng)該維持在最大心率的65%到75%之間。高等強(qiáng)度組的心理維持在75%-85% HRmax，在運(yùn)動(dòng)進(jìn)行時(shí)通過(guò)RPE自我報(bào)告與Polar對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的心率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(三)執(zhí)行功能測(cè)量

用于測(cè)量執(zhí)行功能的任務(wù)包括More-odd shifting范式、Two-back范式和Flanker范式。其中More-odd shifting任務(wù)用來(lái)監(jiān)測(cè)執(zhí)行功能中的轉(zhuǎn)換功能；Two-back任務(wù)被用于刷新功能的監(jiān)測(cè)；Flanker任務(wù)用來(lái)監(jiān)測(cè)抑制功能。評(píng)估執(zhí)行功能的指標(biāo)通常是正確反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)時(shí)間越短，說(shuō)明該功能水平越高。

(四)實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)一：在符合篩選標(biāo)準(zhǔn)的40名超重大學(xué)生中進(jìn)行了執(zhí)行功能的測(cè)量，測(cè)量的順序是抑制(Flanker)測(cè)試、刷新(Two-back)測(cè)試和轉(zhuǎn)換(More-odd shifting)測(cè)試。在所有執(zhí)行功能任務(wù)測(cè)試前，由主試介紹并指導(dǎo)被試進(jìn)行操作，確保所有被試完全理解實(shí)驗(yàn)操作后再進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)干預(yù)前測(cè)、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)和實(shí)驗(yàn)干預(yù)后測(cè)。前測(cè)：對(duì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)前，對(duì)所有被試進(jìn)行執(zhí)行功能及基礎(chǔ)心率的測(cè)量。在運(yùn)動(dòng)干預(yù)期間，實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了有氧運(yùn)動(dòng)，而對(duì)照組則只是坐著閱讀。后測(cè)：運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，待運(yùn)動(dòng)組的心率恢復(fù)至基礎(chǔ)心率±10%左右時(shí)，再次測(cè)量所有被試的執(zhí)行功能。

(五)數(shù)據(jù)收集和分析

行為實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)均采用E-prime進(jìn)行記錄并保存，并導(dǎo)入excel中進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，采用SPSS23.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

二、結(jié)果與分析

(一)超重大學(xué)生執(zhí)行功能特點(diǎn)的研究

研究使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)來(lái)分析參與More-odd shifting任務(wù)、Two-back任務(wù)、Flanker任務(wù)被試的正確反應(yīng)時(shí)間。結(jié)果表明兩組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果顯示，相對(duì)于體重正常的組別，超重組在進(jìn)行執(zhí)行功能任務(wù)時(shí)的正確反應(yīng)時(shí)間顯著更長(zhǎng)，說(shuō)明體重會(huì)對(duì)大學(xué)生的執(zhí)行功能產(chǎn)生影響。

表2 執(zhí)行功能的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)

(二) 短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)超重大學(xué)生執(zhí)行功能的影響

1. 短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)超重大學(xué)生抑制功能的影響

研究對(duì)參與Flanker任務(wù)的被試進(jìn)行了3(急性高等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組、急性中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組、對(duì)照組)×2(前測(cè)、后測(cè))的重復(fù)測(cè)量方差分析。

表3 Flanker測(cè)試正確反應(yīng)時(shí)的分析表

如上表所示，運(yùn)動(dòng)前后的主效應(yīng)具有顯著性[F=9.211，P=0.005]，組別的主效應(yīng)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[F=1.118，P=0.342]，急性有氧運(yùn)動(dòng)前后×組別的交互效應(yīng)顯著[F=0.208，P=0.002]。

由于組別和運(yùn)動(dòng)前后存在交互作用，因此對(duì)Flanker任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)采用簡(jiǎn)單效應(yīng)分析。結(jié)果表明，在進(jìn)行短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)之前，三組的Flanker任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)差異不顯著[F=0.15，P=0.859]；經(jīng)過(guò)急性有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)之后，三組的Flanker任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)的組間差異具有邊緣顯著性，[F=3.18，P=0.058]；其中短時(shí)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)組經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)干預(yù)后的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[F=24.10，P=0.000]；短時(shí)高等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)組在運(yùn)動(dòng)干預(yù)前后的差異不顯著 [F=1.06，P=0.312]；對(duì)照組前后測(cè)的差異不顯著[F=0.47，P=0.500]。說(shuō)明短時(shí)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能夠改善超重者的抑制功能。

2.短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)超重大學(xué)生刷新功能的影響

針對(duì)Two-back任務(wù)中的正確反應(yīng)時(shí)，研究進(jìn)行了一項(xiàng)重復(fù)測(cè)量方差分析，包括三個(gè)運(yùn)動(dòng)組別(短時(shí)高等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組、短時(shí)中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組、對(duì)照組)和兩個(gè)測(cè)試時(shí)間點(diǎn)(運(yùn)動(dòng)干預(yù)前測(cè)、運(yùn)動(dòng)干預(yù)后測(cè))。

如表4所示，運(yùn)動(dòng)前后的主效應(yīng)具有顯著性[F=62.514，P=0.000]，組別的主效應(yīng)差異不顯著，[F=1.568，P=0.227]，急性有氧運(yùn)動(dòng)前后×組別的交互效應(yīng)顯著[F=50.851，P=0.000]。

表4 Two-back測(cè)試正確反應(yīng)時(shí)的分析表

由于組別和運(yùn)動(dòng)前后存在交互作用，因此對(duì)Two-back任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)采用簡(jiǎn)單效應(yīng)分析。結(jié)果表明，在進(jìn)行短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)之前，三組的Two-back任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)差異不顯著[F=0.01，P=0.992]；經(jīng)過(guò)急性有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)之后，三組的Two-back任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)的組間差異具有顯著性，[F=6.21，P=0.006]；其中短時(shí)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)組經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)干預(yù)后差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[F=163.81，P=0.000]；短時(shí)高等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)組在運(yùn)動(dòng)干預(yù)前后的差異不顯著 [F=0.19，P=0.667]；對(duì)照組前后測(cè)的差異不顯著[F=0.21，P=0.649]。說(shuō)明短時(shí)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能夠改善超重者的刷新功能。

3. 短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)超重大學(xué)生轉(zhuǎn)換功能的影響

針對(duì)More-odd shifting任務(wù)中的正確反應(yīng)時(shí)，進(jìn)行了包括短時(shí)高等和中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組、對(duì)照組在內(nèi)的三個(gè)組別，以及運(yùn)動(dòng)干預(yù)前測(cè)和后測(cè)在內(nèi)的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的重復(fù)測(cè)量方差分析。

如表5所示，運(yùn)動(dòng)前后的主效應(yīng)顯著[F=9.422，P=0.005]，組別的主效應(yīng)差異不具有顯著性，[F=0.879，P=0.429]，有氧運(yùn)動(dòng)前后×組別的交互效應(yīng)顯著[F=14.179，P=0.000]。

表5 More-odd shifting測(cè)試正確反應(yīng)時(shí)的分析表

由于組別和運(yùn)動(dòng)前后存在交互作用，因此對(duì)More-odd shifting任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)采用簡(jiǎn)單效應(yīng)分析。結(jié)果表明，在進(jìn)行短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)之前，三組的More-odd shifting任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)差異不顯著[F=0.02，P=0.978]；經(jīng)過(guò)急性有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)之后，三組的More-odd shifting任務(wù)正確反應(yīng)時(shí)的組間差異具有顯著性，[F=4.63，P=0.019]；其中短時(shí)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)組經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)干預(yù)后差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[F=36.04，P=0.000]；短時(shí)高等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)組在運(yùn)動(dòng)干預(yù)前后的差異不顯著 [F=0.27，P=0.605]；對(duì)照組前后測(cè)的差異不顯著[F=1.46，P=0.237]。說(shuō)明短時(shí)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能夠改善超重者的轉(zhuǎn)換功能。

三、分析

實(shí)驗(yàn)一針對(duì)三個(gè)不同的任務(wù)對(duì)體重正常組和超重組的正確反應(yīng)時(shí)進(jìn)行的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的結(jié)果顯示，在三個(gè)測(cè)試中，超重組的正確反應(yīng)時(shí)均顯著長(zhǎng)于體重正常組。以往的研究表明，體重可能會(huì)對(duì)執(zhí)行功能產(chǎn)生負(fù)面影響。體重指數(shù)(BMI)較高的個(gè)體在執(zhí)行抑制、轉(zhuǎn)換、刷新任務(wù)時(shí)表現(xiàn)較差[1]，和以往研究結(jié)果一致的是，在實(shí)驗(yàn)一中超重組的抑制、轉(zhuǎn)換、刷新正確反應(yīng)時(shí)顯著長(zhǎng)于體重正常組。這可能與大腦結(jié)構(gòu)功能受損有關(guān)[2]。

實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，短時(shí)中等有氧運(yùn)動(dòng)一定程度上能夠改善超重大學(xué)生的抑制、刷新和轉(zhuǎn)換功能，而短時(shí)高等有氧運(yùn)動(dòng)和對(duì)照組沒(méi)有出現(xiàn)顯著變化。本研究中經(jīng)過(guò)急性中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后的超重大學(xué)生其More-odd shifting、Two-back任務(wù)的正確反應(yīng)時(shí)也顯著縮短，其機(jī)制可能是短時(shí)中等強(qiáng)度提升了生理喚醒水平及神經(jīng)元的激活，促進(jìn)了資源分配的效率[4]。

結(jié)語(yǔ)

短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)超重大學(xué)生的執(zhí)行功能改善效果具有重要影響，短時(shí)中等強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)可能會(huì)產(chǎn)生更為顯著的改善作用。研究結(jié)果顯示單次時(shí)長(zhǎng)二十分鐘的有氧運(yùn)動(dòng)能夠明顯改善超重大學(xué)生的各項(xiàng)執(zhí)行功能，而強(qiáng)度過(guò)大對(duì)超重大學(xué)生執(zhí)行功能的影響不顯著，進(jìn)一步揭示了運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和超重大學(xué)生執(zhí)行功能各子功能發(fā)展的關(guān)系，并且也說(shuō)明開(kāi)展短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)執(zhí)行功能的可行性。