摘 """""要:對比急性中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)(MICT)和高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)(HIIT)對注意缺陷癥狀男大學(xué)生抑制控制的影響,采用功能性近紅外光譜技術(shù)(fNIRS)探究其腦機(jī)制。采用隨機(jī)交叉設(shè)計(jì),受試者按隨機(jī)順序接受3種干預(yù)措施(MICT、HIIT和靜坐休息),并在干預(yù)前、干預(yù)后20和50 min進(jìn)行色詞Stroop任務(wù)和fNIRS測量,共20名受試者完成所有試驗(yàn)。結(jié)果表明,MICT和HIIT均改善Stroop任務(wù)的正確率,但HIIT僅在干預(yù)后50 min的不一致條件下有顯著改善(t=3.41,P=0.002)。此外,MICT顯著改善Stroop一致任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(t=-4.12,P=0.001)并持續(xù)至運(yùn)動(dòng)后50 min(t=-3.45,P=0.001)。運(yùn)動(dòng)后20 min,MICT顯著提高一致條件任務(wù)下右側(cè)腹外側(cè)前額葉皮質(zhì)(R-VLPFC)的激活狀態(tài)(t=2.92,P=0.005),且反應(yīng)時(shí)和R-VLPFC激活改善正相關(guān)(r=-0.37,P=0.02)。研究認(rèn)為,相較于HIIT,MICT對抑制控制任務(wù)的更多維度產(chǎn)生顯著改善,R-VLPFC激活增加可能是MICT改善抑制控制的潛在機(jī)制。
關(guān) "鍵 "詞:中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng);高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng);注意缺陷癥狀;功能性近紅外光譜技術(shù);
抑制控制
中圖分類號(hào):G804.86""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A """文章編號(hào):1006-7116(2025)02-0147-08
The effects of acute moderate-intensity continuous training and high-intensity interval training on inhibitory control in male university students
with attention deficit symptoms
SHI Lei1,HUAN Muyang1,HE Changshuang1,PENG Xiaoying2,QUAN Minghui1
(1.School of Exercise and Health,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China;2.Department of Rehabilitation Medicine,The Second People's Hospital of Nantong,Nantong 226002,China)
Abstract:"To compare the effects of acute moderate-intensity continuous training (MICT) and high-intensity interval training (HIIT) on inhibitory control in male university students with attention deficit symptoms, and to explore their underlying neural mechanisms using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), this study employed a randomized crossover design and then participants underwent three interventions (MICT, HIIT, and sedentary rest) in random order. Color-word stroop task and fNIRS measurements were also conducted before the intervention and 20 and 50 minutes post-intervention. A total of 20 subjects completed all trials. Both MICT and HIIT improved accuracy in the Stroop task, but however, a significant improvement in the incongruent condition was observed only 50 minutes after HIIT intervention (t=3.41, P=0.002). The study also found that MICT significantly improved reaction time in the congruent Stroop task (t=-4.12, P=0.001), and this effect persisted for 50 minutes post-exercise (t=-3.45, P=0.001). Twenty minutes post-exercise, MICT significantly increased activation in the right ventrolateral prefrontal cortex (R-VLPFC) during congruent condition tasks (t = 2.92, P = 0.005). Furthermore, the improvements in reaction time were positively correlated with the increases in R-VLPFC activation (r =-0.37, P = 0.02). The conclusion reveals that compared to HIIT, MICT resulted in significant improvements across more dimensions of inhibitory control tasks, and then the increase in R-VLPFC activation may be a potential mechanism through which MICT enhances inhibitory control.
Keywords:"moderate-intensity continuous training;high-intensity interval training;attention deficit symptoms;functional near-infrared spectroscopy;inhibitory control
注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)是一種始發(fā)于兒童時(shí)期的慢性神經(jīng)發(fā)育障礙,其核心癥狀為注意力不集中和多動(dòng)/沖動(dòng)[1]。60%的ADHD兒童癥狀(主要為注意力缺陷)可持續(xù)到成年[2-3],成人的患病率約為2.58%[4],但就診率較低[5]。因此,有注意缺陷癥狀的成年人是患ADHD的高風(fēng)險(xiǎn)人群。抑制控制是指通過調(diào)節(jié)人們的注意、行為、思想和情緒等來克服內(nèi)外部干擾,從而有效地完成預(yù)期目標(biāo)的能力[6]。抑制控制的損害被認(rèn)為是ADHD人群的核心損害[7],且與暴飲暴食[8]、網(wǎng)絡(luò)成癮[9]等對生活有負(fù)面影響的行為相關(guān)。因此,改善抑制控制是ADHD干預(yù)的重要內(nèi)容。
研究表明,中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)(MICT)[10]和高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)(HIIT)[11]都能改善ADHD成年人抑制控制。從機(jī)制上講,前額葉皮質(zhì)(PFC)是調(diào)節(jié)抑制控制的關(guān)鍵腦區(qū)[12],急性運(yùn)動(dòng)可能通過增加PFC的激活進(jìn)而增強(qiáng)抑制控制[13]。Yanagisawa等[13]和Byun等[14]的研究分別發(fā)現(xiàn),10 min急性中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)都可以改善年輕人左側(cè)背外側(cè)前額葉皮質(zhì)(L-DLPFC)的激活狀態(tài),同時(shí)改善抑制控制任務(wù)表現(xiàn)。Shao等[15]也指出,HIIT干預(yù)改善年輕人在抑制控制任務(wù)中左右兩側(cè)背外側(cè)前額葉皮質(zhì)和右側(cè)腹外側(cè)前額葉皮質(zhì)(R-VLPFC)的激活狀態(tài)。然而,MICT和HIIT對抑制控制的影響是否存在差異,且這種差異是否與PFC的激活程度有關(guān),目前仍有待研究。前人研究在健康成年人[16-18]、健康兒童[19]和肥胖青少年人群[20]中對比MICT和HIIT對抑制控制的影響,但未考慮干預(yù)間的能量消耗匹配問題,所以無法確認(rèn)干預(yù)效果的差異來源于干預(yù)方式不同還是能量消耗差異。因此,基于能量消耗匹配的運(yùn)動(dòng)干預(yù)方式間的比較,能為精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)處方的制定提供證據(jù)支持。
基于現(xiàn)有研究的不足且ADHD以男性為主[21]、成年人就診率低等特點(diǎn),本研究以有注意缺陷癥狀的男大學(xué)生(高風(fēng)險(xiǎn)ADHD成人)為研究對象,以期探討:(1)能量消耗匹配的MICT和HIIT對注意缺陷癥狀男大學(xué)生抑制控制的影響是否存在差異;(2)MICT和HIIT對注意缺陷癥狀男大學(xué)生抑制控制的影響是否與PFC的激活程度有關(guān)。參照前期研究成果[17-18],本研究假設(shè):MICT和HIIT均可以改善注意缺陷癥狀男大學(xué)生抑制控制任務(wù)表現(xiàn),但兩種干預(yù)方式對抑制控制的改善存在差異且這種差異可能與PFC的激活程度有關(guān)。
1 "研究對象與方法
1.1 "研究對象
根據(jù)G-Power軟件進(jìn)行樣本量計(jì)算,參考前人研究[22],設(shè)置效應(yīng)量f=0.25,α為0.05,統(tǒng)計(jì)效力為0.8,得出需12位受試者??紤]到樣本丟失,本研究計(jì)劃招募20名受試者。受試者招募通過網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行,并通過成人注意缺陷多動(dòng)障礙自我報(bào)告量表(ASRS)進(jìn)行受試者篩選。ASRS量表中文版已經(jīng)過信效度驗(yàn)證,被廣泛應(yīng)用于成人ADHD的篩查。ASRS量表包括注意力不集中和多動(dòng)(沖動(dòng))2個(gè)分量表,每個(gè)分量表9個(gè)題目,共18個(gè)題目。每個(gè)題目賦值0~4分,分?jǐn)?shù)越高代表癥狀越嚴(yán)重。每個(gè)分量表得分界點(diǎn)為17,≥17分代表相應(yīng)癥狀明顯。
本研究的納入標(biāo)準(zhǔn)為:(1)有注意缺陷癥狀的男大學(xué)生(ASRS注意力不集中分量表得分≥17分);(2)半年內(nèi)無長期鍛煉習(xí)慣(近3個(gè)月內(nèi),每周中高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)次數(shù)≤3次,每次<30 min);(3)右利手,視力正?;虺C正視力正常;(4)自愿參與并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)為:(1)不適合參加中等及以上強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)(如近3個(gè)月內(nèi)下肢損傷;患有心血管疾病和代謝疾?。?;(2)患有其他精神類疾?。ㄈ缫钟舭Y、焦慮癥等);(3)有吸煙飲酒習(xí)慣(近半年來,每日吸煙一根及以上;每周3次及以上飲酒,每次>750 mL啤酒或者50 mL白酒);(4)服用精神類藥物;(5)患有色盲或色弱。
所有實(shí)驗(yàn)干預(yù)均在上海體育大學(xué)進(jìn)行,研究遵循《赫爾辛基宣言》在中國臨床試驗(yàn)中心進(jìn)行注冊(注冊號(hào):ChiCTR2300067833),并得到上海體育大學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)(倫理委員會(huì)登記編號(hào):102772022RT010)。
1.2 "實(shí)驗(yàn)流程
本研究要求受試者分4次到訪實(shí)驗(yàn)室。第一次到訪時(shí),測量受試者的身高、體重、體脂率、最大心率(HRmax)和最大攝氧量(VO2max)等基礎(chǔ)信息。在后3次到訪時(shí),受試者按照隨機(jī)順序接受3種不同的干預(yù),在每種干預(yù)前進(jìn)行抑制控制任務(wù)和血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)測試。為消除運(yùn)動(dòng)后頭皮血流增加對近紅外數(shù)據(jù)采集的影響,受試者通常需要安靜休息15 min以上[23]。因此,在干預(yù)結(jié)束后20 min、50 min鐘進(jìn)行測試,以觀測不同干預(yù)方式對抑制控制和血流動(dòng)力學(xué)的影響及其持續(xù)效應(yīng)。為避免殘余效應(yīng),4次試驗(yàn)測試之間至少需要7天的洗脫期。
1.3 "最大攝氧量測試
采用逐級(jí)遞增負(fù)荷法測量VO2max。在測試過程中,通過便攜式心肺功能儀(COSMED K5,Italy)和心率臂帶Polar OH1,采集受試者運(yùn)動(dòng)過程中的氣體代謝參數(shù)和連續(xù)心率。受試者先以30W負(fù)荷進(jìn)行3 min熱身,隨后以70W負(fù)荷開始測試,每隔1 min增加10 W負(fù)荷,轉(zhuǎn)速設(shè)置為60 r/min。在測試過程中,每個(gè)1 min結(jié)束時(shí),詢問并記錄受試者Borg主觀疲勞程度量表(RPE),該量表評分范圍從6(非常容易)到20(非常困難)。最大攝氧量測試的終止標(biāo)準(zhǔn)是受試者至少滿足以下3種情況之一:(1)攝氧量出現(xiàn)平臺(tái)期而不再增加;(2)達(dá)到根據(jù)年齡預(yù)測的最大心率(220-年齡);(3)無法保持設(shè)置的節(jié)奏,個(gè)體達(dá)到意志力衰竭(即無法繼續(xù)蹬車,RPE≥17)。選取測試過程最后階段最高的10 s平均攝氧量和心率的最大值作為VO2max和HRmax。
1.4 "運(yùn)動(dòng)干預(yù)措施
干預(yù)措施共分為3組,分別為對照組、HIIT組和MICT組(具體方案見圖1)。
運(yùn)動(dòng)干預(yù)組使用功率自行車(Monark 839E,Sweden)進(jìn)行干預(yù)。在運(yùn)動(dòng)干預(yù)前后分別進(jìn)行5 min負(fù)荷30 W的熱身和5 min負(fù)荷0 W的放松整理活動(dòng),對照組不接受熱身和放松整理活動(dòng)。在HIIT組中,受試者首先以80% VO2max對應(yīng)的功率值進(jìn)行1 min運(yùn)動(dòng),緊接著以30% VO2max對應(yīng)的功率值進(jìn)行1 min運(yùn)動(dòng),兩種強(qiáng)度依次交替進(jìn)行10次、共20 min。在MICT組干預(yù)中,受試者以55% VO2max對應(yīng)的功率值進(jìn)行20 min運(yùn)動(dòng)。對照組中,受試者不接受任何運(yùn)動(dòng)干預(yù),僅進(jìn)行30 min靜坐休息。強(qiáng)度設(shè)定依據(jù)HIIT和MICT的強(qiáng)度要求,同時(shí)參考前人的能量消耗公式[24],以確保兩種干預(yù)方式的能量消耗相似。能量消耗公式如下:
(1)
1.5 "運(yùn)動(dòng)干預(yù)過程監(jiān)控
為監(jiān)控運(yùn)動(dòng)過程中強(qiáng)度是否達(dá)到預(yù)設(shè)要求,在最大攝氧量測試時(shí)分別記錄個(gè)體80% VO2max(≈88% HRmax)和55% VO2max(≈71% HRmax)強(qiáng)度下達(dá)到的心率,并在運(yùn)動(dòng)干預(yù)中使用Polar OH1進(jìn)行心率監(jiān)控。因此,運(yùn)動(dòng)中要求HIIT組最大心率達(dá)到且維持在88% HRmax,MICT組心率在運(yùn)動(dòng)開始后2 min內(nèi)達(dá)到且維持在71% HRmax。
1.6 "測試指標(biāo)
(1)色詞Stroop任務(wù)。使用Stroop任務(wù)評估受試者的抑制控制,Stroop任務(wù)包含一致條件和不一致條件2個(gè)部分。采用組塊設(shè)計(jì),總計(jì)6個(gè)組塊,其中一致條件和不一致條件交替出現(xiàn),每個(gè)組塊包括15個(gè)試次,每個(gè)組塊開始前有30 s休息時(shí)間。每個(gè)試次呈現(xiàn)上下兩排單詞:一致條件時(shí)上排顯示的單詞為“紅色”“綠色”“藍(lán)色”或“黃色”字樣,其顏色與詞義一致(例如,以紅色呈現(xiàn)的“紅色”字樣);不一致條件時(shí)上排呈現(xiàn)的顏色和詞義不一致(例如,以綠色呈現(xiàn)的“紅色”字樣),而下排所有單詞均以顏色為黑色呈現(xiàn)。受試者需判斷上排顏色和下排詞義是否一致,一致則按A鍵,不一致則按L鍵。每個(gè)試次在屏幕上顯示1 700 ms,試次之間以300 ms的“十”字圖案作為分隔。在正式任務(wù)開始前先進(jìn)行練習(xí),正確率達(dá)到80%以上進(jìn)入正式測試。正式測試中受試者需要盡可能快速、準(zhǔn)確地做出反應(yīng)。使用E-Prime 3.0.9軟件呈現(xiàn)所有刺激,并以反應(yīng)時(shí)間和正確率作為抑制控制的評估指標(biāo)。
(2)血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。多通道連續(xù)波的功能性近紅外光譜設(shè)備(NIRSports,NIRx Medical Technologies LLC,Minneapolis,MN,USA)被用于監(jiān)測在Stroop任務(wù)進(jìn)行時(shí)PFC各腦區(qū)的血流動(dòng)力學(xué)活動(dòng)情況。fNIRS的探頭由8個(gè)雙波長的光源(785 nm和830 nm)和7個(gè)光源探測器組成,采樣率為10.2 Hz。探頭的位置根據(jù)10/20腦電系統(tǒng)排布并進(jìn)行一定的調(diào)整,確保每個(gè)光源及其相應(yīng)的光源探測器間隔為3 cm,光源與其對應(yīng)的探測器組成通道,共形成20個(gè)通道。根據(jù)前人文獻(xiàn)[25]將fNIRS的通道映射到相關(guān)腦區(qū),右側(cè)腹外側(cè)前額葉(R-VLPFC):16、19、20;左側(cè)腹外側(cè)前額葉(L-VLPFC):3、4、6;右側(cè)背外側(cè)前額葉(R-DLPFC):15、17、18;左側(cè)背外側(cè)前額葉(L-DLPFC):1、2、5;內(nèi)側(cè)前額葉(M-PFC):7、8、9、10、11、12、13、14,這些通道覆蓋了PFC對應(yīng)的投影區(qū)域。使用Homer 2開源軟件和MATLAB對fNIRS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過運(yùn)動(dòng)偽影矯正算法,檢測超過均值10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的采樣點(diǎn),并使用小波變換進(jìn)行矯正去除偽影。使用頻率為0.2 Hz和0.01 Hz的高通濾波和低通濾波去除基線漂移和生理噪聲。根據(jù)Beer-Lambert定律,將采集到的fNIRS光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為以mol/L為單位的氧合血紅蛋白(HbO)信號(hào),分別計(jì)算各個(gè)腦區(qū)任務(wù)中的HbO平均變化濃度。
1.7 "統(tǒng)計(jì)方法
對受試者的基本信息和干預(yù)過程中的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)并且結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。Stroop任務(wù)數(shù)據(jù)先排除結(jié)果中的異常值(反應(yīng)時(shí)<200 ms,以及超出平均值±3倍標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù))。Stroop任務(wù)和fNIRS的組內(nèi)數(shù)據(jù)分析,3種干預(yù)方式分別在3個(gè)時(shí)間段:干預(yù)前、干預(yù)后20 min、干預(yù)后50 min進(jìn)行比較。首先對反應(yīng)時(shí)、正確率的得分以及HbO值進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn),若滿足正態(tài)和方差齊則進(jìn)行單因素方差分析,若數(shù)據(jù)方差不齊則采用韋爾奇檢驗(yàn),并對事后檢驗(yàn)的P值進(jìn)行Bonferroni校正。
Stroop任務(wù)和fNIRS的組間分析采用混合線性模型,以兩次干預(yù)后(干預(yù)后20和50 min)與干預(yù)前的凈差異值為因變量,年齡、最大攝氧量、干預(yù)方法、體脂率、基線數(shù)據(jù)為固定效應(yīng),受試者編號(hào)為隨機(jī)效應(yīng),以評估3種干預(yù)方法對Stroop任務(wù)及腦血流動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生的差異。研究中進(jìn)行3次比較(MICT vs. CoN,HIIT vs. CoN,HIIT vs. MICT),為有效降低I類錯(cuò)誤,將顯著水平調(diào)整為0.05/3≈0.017,0.017≤Plt;0.05定義為具有邊際顯著效應(yīng)。
采用Pearson相關(guān)檢驗(yàn),檢驗(yàn)Stroop任務(wù)正確率和反應(yīng)時(shí)的變化值與各腦區(qū)在任務(wù)過程中HbO變化值的相關(guān)性。使用SPSS 26.0進(jìn)行單因素方差分析和Pearson相關(guān)檢驗(yàn),顯著水平定義為Plt;0.05,邊際顯著水平定義為0.05≤Plt;0.1。使用JMP軟件構(gòu)建線性混合效應(yīng)模型,顯著水平定義為Plt;0.017,邊際顯著水平定義為0.017≤Plt;0.05。
2 "結(jié)果與分析
2.1 "受試者基本特征
本研究共招募到20名受試者且完成全部實(shí)驗(yàn),在進(jìn)行HIIT和MICT時(shí)均無不良反應(yīng)。表1呈現(xiàn)受試者的基本信息,包括年齡、身高、體重和體脂,通過測試收集受試者的ASRS得分、VO2max和HRmax。運(yùn)動(dòng)干預(yù)過程中HIIT和MICT的平均心率分別為147.9 次/min和145.69 次/min,兩者無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=0.68,P=0.50)。根據(jù)能量消耗預(yù)測公式[26],提示兩種運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案的能量消耗基本一致。
2.2 "MICT和HIIT對抑制控制的影響
3種干預(yù)方法的組內(nèi)方差分析結(jié)果顯示,MICT組內(nèi)不一致條件正確率(f=4.548,P=0.015)和一致條件反應(yīng)時(shí)(f=4.349,P=0.017)存在顯著差異。Bonferroni多重均數(shù)比較結(jié)果顯示,運(yùn)動(dòng)干預(yù)后20 min和50 min的正確率與干預(yù)前相比顯著提高,運(yùn)動(dòng)干預(yù)后50 min的反應(yīng)時(shí)比干預(yù)前顯著縮短(見表2)。
受試者在MICT和HIIT干預(yù)后的Stroop任務(wù)多個(gè)維度中顯著改善(見表3)。與對照組相比,在運(yùn)動(dòng)后20 min,MICT顯著改善一致條件和不一致條件的正確率(t=2.54,P=0.015;t=3.97,P=0.001)以及一致條件的反應(yīng)時(shí)(t=-4.12,P=0.001);HIIT對不一致條件正確率(t=2.19,P=0.035)和一致條件的反應(yīng)時(shí)(t=-2.23,P=0.032)呈現(xiàn)出改善趨勢。此外,結(jié)果還提示改善效果能持續(xù)至運(yùn)動(dòng)后50 min,MICT顯著改善不一致條件正確率(t=3.50,P=0.001)和一致條件反應(yīng)時(shí)(t=-3.45,P=0.001),一致條件正確率(t=2.36,P=0.024)和不一致條件反應(yīng)時(shí)(t=-2.41,P=0.022)呈現(xiàn)出改善趨勢;HIIT顯著改善不一致條件正確率(t=3.41,P=0.002)以及一致條件正確率(t=2.16,P=0.038)呈現(xiàn)出改善趨勢。關(guān)于兩種干預(yù)方式的比較,結(jié)果提示在運(yùn)動(dòng)后50 min,MICT對一致條件反應(yīng)時(shí)的改善呈現(xiàn)出優(yōu)于HIIT的趨勢(t=2.12,P=0.041)。
2.3 "運(yùn)動(dòng)干預(yù)對前額葉血流動(dòng)力學(xué)的影響
受試者在MICT和HIIT干預(yù)后,多個(gè)腦區(qū)在任務(wù)過程中的HbO濃度發(fā)生顯著變化或提高趨勢(見圖2)。與對照組相比,在運(yùn)動(dòng)后20 min,MICT顯著提高一致條件下R-VLPFC的HbO濃度(t=2.92,P=0.005,圖2"A);HIIT對一致條件下R-DLPFC和R-VLPFC的HbO濃度的提高呈現(xiàn)出優(yōu)于對照組的趨勢(t=2.24,P=0.029;t=2.02,P=0.049,圖2 B)。任務(wù)過程中,兩干預(yù)組各腦區(qū)的HbO濃度未發(fā)現(xiàn)顯著差異。
2.4 "Stroop任務(wù)表現(xiàn)變化與前額葉血流動(dòng)力學(xué)變化之間的關(guān)系
Stroop任務(wù)反應(yīng)時(shí)的變化與R-VLPFC的HbO濃度變化呈相關(guān)性(見圖3)。在Stroop任務(wù)一致條件下,干預(yù)后20 min-干預(yù)前MICT組和CON組反應(yīng)時(shí)的變化與R-VLPFC的HbO濃度變化呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.37,P=0.02,圖3 A);HIIT組和CON組反應(yīng)時(shí)的變化與R-VLPFC的HbO濃度變化呈負(fù)相關(guān)趨勢(r=-0.29,P=0.074,圖3 B)。在正確率方面,未發(fā)現(xiàn)與各腦區(qū)HbO濃度變化的顯著相關(guān)性。
3 "討論
本研究的目的是比較急性MICT和HIIT對注意缺陷癥狀男大學(xué)生抑制控制的影響,并探討這些影響的腦機(jī)制。前人研究發(fā)現(xiàn),HIIT相對于MICT在改善抑制控制方面可能表現(xiàn)更佳[17-18],但本研究的結(jié)果卻與之不同,顯示出MICT可能具有更好的效果。這種差異可能有以下2個(gè)原因:(1)先前研究未考慮干預(yù)間的能量消耗匹配問題。例如,Tian等[17]的研究中HIIT方案的能量消耗大于MICT方案,結(jié)果表明僅HIIT組對抑制控制任務(wù)有顯著改善,而MICT組未發(fā)現(xiàn)顯著改善。因此,不同的能量消耗可能會(huì)對抑制控制任務(wù)產(chǎn)生不同的影響。(2)研究人群不同。相較于前人3項(xiàng)針對健康成年人的研究[16-18],本研究中的受試者可能在注意力方面更差。MICT干預(yù)后可能誘導(dǎo)適宜的喚醒水平,這有利于注意缺陷癥狀患者注意力的穩(wěn)定提高,進(jìn)而產(chǎn)生更好的認(rèn)知表現(xiàn)??傊谀芰肯幕疽恢碌那闆r下,本研究發(fā)現(xiàn)MICT對有注意缺陷癥狀男大學(xué)生抑制控制任務(wù)反應(yīng)速度改善效果更佳。
前人研究發(fā)現(xiàn),PFC是調(diào)節(jié)抑制控制的關(guān)鍵腦區(qū)[12],尤其是R-VLPFC。例如,通過功能性磁共振成像研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)受試者執(zhí)行停止信號(hào)任務(wù)時(shí)R-VLPFC顯著激活[27];通過fNIRS設(shè)備在Stroop任務(wù)中也發(fā)現(xiàn)相似結(jié)果[28]。這些研究結(jié)果提示R-VLPFC是參與抑制控制過程的重要腦區(qū),主要負(fù)責(zé)抑制無關(guān)信息和沖動(dòng)反應(yīng)的產(chǎn)生[29]。在本研究中,MICT干預(yù)后的Stroop任務(wù)和fNIRS數(shù)據(jù)也提示,MICT對抑制控制的影響可能與R-VLPFC的激活變化有關(guān)。但在50 min后的不一致條件下,MICT改善Stroop任務(wù)的反應(yīng)時(shí)并未觀察到PFC激活顯著變化。前人研究也報(bào)告過類似的發(fā)現(xiàn)[15,30],即運(yùn)動(dòng)干預(yù)后行為學(xué)表現(xiàn)顯著改善,而PFC激活未見明顯變化。結(jié)合目前的研究進(jìn)展,認(rèn)為這可能與急性MICT通過提升PFC神經(jīng)效率實(shí)現(xiàn)有關(guān)。神經(jīng)效率的提高代表著以較低的大腦激活達(dá)到較好的認(rèn)知任務(wù)表現(xiàn)[31]。目前已有研究表明,運(yùn)動(dòng)干預(yù)有利于神經(jīng)效率提高[32]。此外,還有研究發(fā)現(xiàn),與較易任務(wù)(如一致任務(wù))相比,在充分練習(xí)后的較難任務(wù)(不一致任務(wù))中神經(jīng)效率更容易提高。這是因?yàn)樵诿鎸Ω鼜?fù)雜任務(wù)時(shí),個(gè)體經(jīng)過充分練習(xí)后可能形成適當(dāng)?shù)膽?yīng)對策略[31]。因此,本研究中MICT干預(yù)后的不一致任務(wù)可能表現(xiàn)出神經(jīng)效率提高,即大腦激活水平?jīng)]有顯著增加,但任務(wù)表現(xiàn)有顯著改善。
目前,關(guān)于MICT和HIIT對注意缺陷癥狀大學(xué)生PFC激活狀態(tài)的研究仍然缺乏,在本研究中也并未觀察到兩種干預(yù)方式對腦區(qū)激活狀態(tài)產(chǎn)生顯著差異。先前基于fNIRS設(shè)備對其他人群進(jìn)行的研究中,發(fā)現(xiàn)與本研究相似的結(jié)果,即兩種干預(yù)方式之間沒有差異[22],但也有研究發(fā)現(xiàn)HIIT干預(yù)后產(chǎn)生比MICT更大的腦區(qū)激活[33]。結(jié)果不一致的原因可能與測試任務(wù)、研究人群以及運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案的差異有關(guān)。由于現(xiàn)有相關(guān)研究較少,未來還需要更多的研究來探討MICT和HIIT對抑制控制影響的腦機(jī)制。
本研究通過行為學(xué)和fNIRS數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),急性MICT和HIIT均可以顯著改善注意缺陷癥狀男大學(xué)生的抑制控制任務(wù)表現(xiàn),但與HIIT相比,MICT的改善效果更顯著且延續(xù)時(shí)間更長。fNIRS數(shù)據(jù)顯示,MICT提高R-VLPFC腦區(qū)激活狀態(tài),而HIIT僅存在激活提高趨勢。因此,急性運(yùn)動(dòng)改善抑制控制的原因可能與R-VLPFC激活增加有關(guān),故本研究為注意缺陷癥狀男大學(xué)生運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案的制定提供實(shí)踐參考和理論依據(jù)。
本研究也存在以下局限性:(1)由于fNIRS的穿透深度較淺,只能探測到大腦皮層,無法深入到與抑制控制相關(guān)的大腦深部結(jié)構(gòu),如前扣帶回(ACC)[34]。因此,本研究無法確認(rèn)抑制控制的改善是否與運(yùn)動(dòng)后ACC的激活相關(guān);(2)本研究為探討急性運(yùn)動(dòng)對抑制控制影響的延后效應(yīng),在基線測試后進(jìn)行兩次相同測試,因此測試成績可能會(huì)受到練習(xí)效應(yīng)的影響。(3)本研究只涉及注意缺陷癥狀男大學(xué)生,因此結(jié)果可能無法推廣到其他人群。
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收稿日期:2024-07-18
基金項(xiàng)目:國家社會(huì)科學(xué)基金一般項(xiàng)目(22BTY099)。
作者簡介:史磊(2000-),男,碩士研究生,研究方向:運(yùn)動(dòng)與健康促進(jìn)。E-mail:susshilei@163.com""通信作者:全明輝