| 标题 | 健身运动对工作记忆的影响研究评述 |
| 范文 | 罗炯 欧阳一毅 摘 要： 工作记忆是认知功能中的重要成分之一，与许多高层次认知能力有关。通过文献回顾方式对健身运动与工作记忆表现进行了全面综述。结果显示：身体活动量及心肺适能水平对老年人于工作记忆表现、大脑结构及神经运作等方面有显著正向效应，但就长期运动介入而言，需考虑运动处方及测验类型;对中青年及少儿群体，身体活动量、心肺适能水平及长期有氧运动训练对于工作记忆的正向效应则体现在需要高认知要求的测验或情境上;中等强度的有氧运动对不同年龄层群体的工作记忆表现多数呈正向效应，而单次性中等阻力运动及瑜伽运动对于成年人工作记忆表现呈正向效应。 关键词： 身体活动;执行功能;工作记忆;健身运动心理学 中图分类号：G804.8?? 文献标识码：A? 文章编号：1006-2076（2018）06-0070-08 Abstract： Working memory is an important component in cognitive function， and it has association with many high level cognitive ability. In this paper， the fitness exercise effects on working memory had been entirely explored with literature review. The findings indicated that there are significant positive effects between fitness exercise volume and working memory performance， brain structure， and nerve functioning in the aged， with regard to the long-term exercise intervention， the exercise prescription and test type should be noted; that the fitness exercise volume， the level of cardiopulmonary fitness and long-term aerobic exercise training have positive effect on working memory in the middle age and children is reflected in the need for the high cognitive requirements of the test or context; the moderate aerobic fitness exercise has positive effects on working memory performance in various age level， and single moderate resistance exercise and Yoga have positive effects on working memory performance in adults. Key words： physical activity;execution function; working memory;fitness exercise psychology 工作记忆亦称操作记忆或临时记忆，最初由Baddeley在分析短时记忆基础上提出[1-2]。工作记忆与短时记忆的区别在于前者兼具了言语存储和图形存储的功能，且存储内容能够直接参与当前任务[3]。工作记忆概念一经提出即备受关注，后继研究迭出，理论完善及研究范围扩大亦未曾止步[4-5]。作为一种对信息进行暂时加工和贮存的容量有限的记忆系统，工作记忆在学生学习过程中扮演着重要的角色[6]，若孩童工作记忆有缺陷，通常会伴随着阅读及数学学习方面的困难[7]，大部分注意力缺陷过动症的孩童中也有工作记忆能力缺损的现象[8]。据相关研究报道，工作记忆能力比智力更能有效地预测4～5岁孩童6年后的学业成绩[9]，但它随着老化而下降[10]。 规律的健身运动现已被证明能降低罹患肥胖、糖尿病、骨质疏松、高血压及心血管疾病的几率[11-12]，对于大脑认知功能也有益处[13-14]。从最近几年报道的国内外关于运动对认知功能的影响研究看，大多研究集中在执行功能上，而执行功能属较高层次的认知历程，它肩负着监督及控制许多较低阶的认知过程，包含计划、排序、抑制与工作记忆等次成分[15]。从目前国内外回顾性研究文献中，绝大多数是针对执行功能进行评述[16-17]，虽有少量文献针对工作记忆作了回顾，但这些研究评述在内容上基本针对急性运动及老年人群[18-19]，未有针对健身运动与工作记忆相关研究进行全面性综述的。基于此目的，本研究将全面探讨健身运动与工作记忆的关系，以横断性、长期介入性及急性介入性研究为主，先针对工作记忆定义及搜集到文献中所采用的测量方式做介绍，再探讨有关健身运动与工作记忆表现的相关研究，从而提出未来研究方向及建议，希冀能为未来对此方向感兴趣的研究者提供参考。 1 工作记忆的认知理论基础及测评方式 工作记忆理论繁多，Miyake和Shah在《Models of Working Memory》一书中曾提出10项可解释工作记忆运作的理论架构[20]，可见早期工作记忆研究的多样性及复杂度。本文讨论的是目前公认的多重成分模型。该模型将工作记忆分为中央执行、语音回路、视觉空间暂存系统及事件缓冲器等四个子系统[2]。语音回路、视觉空间暂存及事件缓冲器系统都是中央执行辅助的从动系统，语音回路系统负责处理语音相关信息，视觉空间暂存系统是负责视觉影像与空间相关的信息[21] ，事件缓冲器能暂时储存语音回路及视觉空间暂存系统的信息并能提取长期情节记忆中的信息做整合。中央执行系统是工作记忆系统中最重要的也是最复杂的成分，属于注意力资源有限的系统，负责控制及协调上述子系统中的信息。目前关于工作记忆的神经基础研究资料多数来自动物脑伤研究，或是对人脑做功能性造影的结果。研究表明大脑额叶皮层、顶葉皮层及基底神经节对于工作记忆的运作至关重要。 工作记忆测验方式复杂多样，本文仅将纳入的文献所涉及到的测评方式进行归纳，以便于读者更好地阅读下文。工作记忆测试主要包括记忆广度测验、N-back测验、斯腾伯格作业与视觉空间工作记忆测验。这些测验中实验者可改变不同形式的刺激来源（字母、数字、颜色或物体位置）来测量不同形式的工作记忆能力[22]。 1）记忆广度测验包含了简单广度及复杂广度测验。简单记忆广度测验为逆序记忆广度测验，参与者必须将每1 s显示的数字念出来，尔后再将这些数字组合反着念回去，数字长度越长难度越高。复杂记忆广度测验（如阅读广度及操作广度）与许多高阶认知功能有关，如推理、阅读理解以及数学能力，前者必须将出现的句子念出来并判断句子的合理性，而后者是必须先判断一个简单的数学问题是否正确后接着记住出现的单字，最后再把出现过的单字依照顺序背出来[23]。 2）N-back测验可分为字母与空间形式。实验中会显示出不同的数字、字母或是物体位置，参与者必须判断当下出现的是否与先前出现的内容一样来做出反应，依照难度可分为1-back（前一个）、2-back（前两个）或是3-back（前三个）[24]。 3）斯腾伯格作业则是利用字母或数字符串作为刺激来源，会操弄两个刺激物的间隔时间，参与者必须判断当下的字母或数字（依照难度可分为1、3或5个）是否与先前出现的字母或数字符串相同（即in-set或out-set probe）来做出反应[25]。 4）视觉空间工作记忆主要可分为两种测验方式：一种是操弄两个刺激物间隔时间，间隔时间越长认知要求越高，参与者必须判断当下出现的刺激物（红点在长方形框框的位置）与下一个刺激物的位置是否一样来做出正确的反应，称为延迟配对简单作业;另一种则是间隔时间固定，操弄出现刺激物出现的数量，数量越多认知负荷越高，参与者必须判断下一个刺激物出现的位置是否与先前相符合[26]。 2 健身运动与工作记忆表现的横断性研究 2.1 身体活动量与心肺适能水平对老年人工作记忆的影响 Weuve等[27]利用电子邮件问卷探讨16 382位老年妇女8～15年来每周平均身体活动量与工作记忆的表现关系。结果发现每周身体活动量越高者逆序记忆广度表现越佳，且在两年后的第二次测验作业表现的衰退幅度低于身体活动量少者。Erickson等[28]采用核磁共振造影（MRI）来了解健身运动、大脑结构与空间工作记忆表现关系，结果发现排除年龄、性别及教育程度等变量干扰后，受试者心肺适能水平与左、右半脑海马回体积呈正相关，同时亦与3-item正确率及1-item、2-item反应时相关;左、右脑海马回体积在心肺适能水平与1-item反应速度间同样起着中介作用;而左半脑海马回体积同样在心肺适能水平与3-item反应正确率之间起到中介作用，意即老年人通过较佳心肺适能水平减少老化带来的负面影响，保有较大海马回体积，进而有较佳空间工作记忆表现。Szabo等人[29]测量158位老年人心肺适能水平，结果发现老年人的心肺适能水平可直接影响海马回体积，进而促进空间工作记忆的整体正确率及反应速度。Curtis等[30-31]提出大脑的背外侧前额叶（简称DLPFC） 是负责掌管工作记忆重要脑区，它会因老化而减少灰质密度，而影响工作记忆表现。Weinstein等[32]针对DLPFC的体积是否会在心肺适能与工作记忆间关系中起中介作用进行了探索，结果发现剔除年龄、性别以及教育程度等干扰因素影响后，心肺适能与空间工作记忆中的3-item正确率及DLPFC灰质密度呈显著相关，DLPFC中央沟前回与额中叶前回的灰质体积为心肺适能与空间工作记忆3-item正确率之间的中介。 有些学者利用脑波设备探讨受试者在执行认知作业时大脑神经的运作历程。Hatta [33]将40位老年人志愿者分为运动组及不活动组，采用斯腾伯格作業法，同时记录脑部额叶（Fz）、中央区（Cz）及顶叶（Pz）三个电极点的电生理信号（简称ERP）进行分析。结果发现：高活动组的反应时间明显地比低活动组快，但在电生理信号中的P3潜伏时在两组间无差异，不过高活动组的P3振幅在所有记录的电极点中皆较大，这种现象可能是受试者分配较多的注意力资源于认知作业上，因此加速动作的输出，亦支持规律性中等强度运动对反应及认知历程有正面效益。此外，这两组老年人在大脑活化的区域也有差异，低活动组在Pz的活化最大，而高活动老人组则在Pz及Fz活化较大，说明运动组老人其皮质活化现象较接近年轻人，而不活动组老年人则较相似于一般老年人活化形态，可见运动的确对老年人认知功能有着正面影响。Chang等[34]运用同样的方法将40位老年人分成高、低身体活动量两组，采用斯腾伯格作业记录ERP。结果发现，身体活动高组反应时间低于身体活动低组，说明高身体活动量组在执行工作记忆上表现较佳;在电生理结果方面，高身体活动量组在P3振幅大于低身体活动组且在Cz有较短的潜伏时，说明了高身体活动组在信息提取阶段投入较多的注意力资源且对于刺激分类及信息处理速度更快;在N1振福方面，高身体活动组同样大于低身体活动组，表示具有较高身体活动量的老年人在信息编码阶段能投入较多的资源进行刺激辨识及评估。Wang 等[35]以桌球俱乐部成员与不锻炼者分设为高身体活动量组与不活动组，结果表明，较高身体活动量组视觉空间工作记忆测验拥有更高反应正确率，且工作记忆提取阶段时Fz值更低，显示高身体活动量的老年人在执行工作记忆作业时，额叶区域运作时有较复杂及丰富的信息。 2.2 身体活动量与心肺适能水平对中青年人工作记忆的影响 脑源性神经营养因子（简称BDNF）属于一种脑神经衍生因子，现已证明它可使大脑神经元增生及突触生长，其分泌多少与学习与记忆形成等有密切关系[36]。Erickson 等[37]以1 032位中年人为对象探讨其身体活动量与N-back的表现关系，结果显示，身体活动量与空间形式、2-back情境中的反应正确率呈正相关;经由DNA采集分析结果发现BNDF基因形态对身体活动量对工作记忆调节作用明显，具有Met基因形态的参与者其工作记忆表现明显受身体活动量的帮助。 Leckie等[38]以344位中年人为对象，探讨了二十二碳六烯酸（简称DHA，又名脑黄金）含量是否会调节身体活动量与工作记忆表现。结果表明，身体活动量与Letter 3-back及Spatial 1、2-back反应正确率呈正相关;进一步分析显示，DHA含量调节了身体活动量与工作记忆表现关系。Lambourne[39]利用身体活动量问卷将41位成年人分成高、低两组，结果发现高身体活动量组阅读广度（RSPAN）的记忆长度优于低身体活动量组。Padilla等[40]采用电话问卷调查了58位成年人的运动习惯，据此分成积极与消极运动两组，结果发现积极运动组的心肺适能水平优于消极运动组，OSPAN记忆长度亦有较佳表现，说明有规律运动习惯的年轻人有较佳的心肺适能水平及工作记忆表现。 Kamijo等[41]以32位大学生为对象，依据最大摄氧量将其分成高、低心肺适能两组，采用斯腾伯格作业评价脑部信号，并通过ERP中的负电变化[简称CNV[42]，是一种稳定且相对持续的负向慢波，它可再细分为前端CNV （简称iCNV） 及末端CNV （简称tCNV），其中iCNV被认为与刺激定向有关，而tCNV则被认为与反应前的准备历程有关]来了解参与者在执行工作记忆前大脑准备历程，结果发现心肺适能水平对于工作记忆表现并无帮助，但在要求快速反应的情境下，低心肺适能组在额叶的tCNV振幅明显大于高心肺适能组，在中央脑区也同样达到显著水平，说明了相较于高心肺适能组，低心肺适能组需要投入较多的认知资源来准备响应外在需要较高认知要求的情境（快速情境），表示较佳的心肺适能水平有助于成年人在执行工作记忆前大脑运作准备历程的效率。 2.3 身体活动量与心肺适能水平对儿童工作记忆的影响 Scudder等[43]测量397位孩童的心肺适能水平以探讨其与Spatial N-back测验结果间的关系。结果显示心肺适能水平有助于在0-back反应速度及1、2-back反应正确率，表示心肺适能对于孩童在处理工作记忆中高认知负荷的情境效益较大。Vander等[44]使用三轴加速度计记录77位8～12岁孩童的周身体活动量，结果发现身体活动量与逆序记忆广度无关，故推测身体活动量对于孩童的帮助可能需要认知要求较高的工作记忆情境或测验才可明显看出。Drollette等[45]采用OPSAN、Spatial N-back及Sternberg三种不同工作记忆测验方式，针对儿童性别是否会调节孩童心肺适能与工作记忆表现的关系，排除了年纪、IQ及数学能力等干扰变量后，结果发现：反映儿童心肺适能水平只有男性表現有助于在三种不同工作记忆上的表现，特别是在需要较多认知要求的情境下的反应正确率上 （2-back及5-letter）;在高心肺适能水平下，男性孩童在上述情境下的工作记忆显著优于女性。 3 健身运动对工作记忆表现的急性效应研究 3.1 有氧急性运动对工作记忆的影响 彭艳芳等[46]以女大学生为对象，采用n-back范式测量运动前、中、后的工作记忆，结果发现运动干预组运动10 min后1-back任务反应时显著小于控制组，20min后1-back任务反应时显著大于控制组，30 min后1-back任务反应时及正确率显著高于控制组。这些结果肯定了急性有氧运动对低难度工作记忆任务影响效果更明显。Sibley等[47]对48名大学生采用RSPAN及OSPAN测验，并依据前测的工作记忆表现分成低、中低、中高及高4组，结果发现30 min中等有氧急性运动后，对于在前测工作记忆表现最低的组别有所帮助而在其他3组则并无效果。Budde 等[48]以最大心率为依据，将59位青少年随机分配成控制组、中等强度组及高等强度组，运动介入时间皆为12 min，结果发现工作记忆测验表现在中等强度上明显高于前测，而另外两组无此效果，睪固酮与皮质醇浓度唯独在高强度组有明显的提升;两组不同强度有氧运动后对于前测工作记忆表现较差的青少年皆有明显提升，而表现较好的参与者则无此效果。Hogan等[49]将144位19～93岁的参与者随机分成健身运动组与控制组。结果显示健身运动组经过15 min中等有氧运动后，Letter 2-back反应时间显著短于控制组且此效益不受年纪影响。 Tsujii等[50]使用近红外线光谱光学检测法（简称NIRS）对14名老年人10 min中低强度有氧运动后在执行工作记忆时的大脑前额叶脑血流量的变化进行分析，结果发现在数字延迟匹配任务的反应时间明显短于运动前，在脑血流量变化发现左侧前额叶的活化程度明显大于前测，但在右侧前额叶则无此效果，研究者推测是工作记忆的刺激来源属于语意的原因[51]。Li 等[52]采用功能性核磁造影术 （简称fMRI）对15名女大学生采用Letter N-back进行测验发现，20 min中等急性有氧运动后对工作记忆的表现无帮助，而fMRI发现有氧运动后2-back测验情境下相较于控制情境，大脑前额叶及枕叶部分区域特别活化（如右额中脑回、右舌状脑回以及左梭状回，这些区域与执行工作记忆有关[53]）而前扣带皮质（简称ACC） 及左侧额叶脑下回相较不活化，前者呈现出默认模式的大脑功能状态有助于目标取向时的认知要求[54]，即说明急性有氧运动后对于女性年轻人的工作记忆效益反应在大脑血液动力学上，而在行为表现上没有显著提升。 3.2 不同急性运动方式对工作记忆的影响 Pontifex等[55]将21名大学生以平衡次序将其分成急性有氧运动、急性阻力运动及控制情境三种处理方案，结果显示，正确率在不同情境及时间下并无明显差异，在反应时间上，有氧健身运动立即后及30 min后，对于在需要较多认知要求的情境下 （3-letter及5-letter） 较前测来得短，而在阻力运动后及控制情境并无发现，说明了急性运动型态对于工作记忆有选择性的影响，意即30 min中等急性有氧运动相较于阻力运动对于工作记忆较有正面的效益。 Hsieh等[56]将24名大学生及22名老年人以平衡次序方式将其分为运动组及控制组，结果显示：成年人在斯腾伯格作业测验中，In-set probe及Out-set probe 情境的反应时间明显短于控制组，老年人只有在Out-set probe情境有较短的反应时间。Gothe等[57]探讨瑜伽运动及有氧运动后对于Spatial N-back测验表现影响时发现：20 min瑜伽运動后工作记忆测验的反应正确率在三种情境下皆比前测及20 min中等有氧运动后高，而在反应时间上，在需要较多认知要求的情境（1、2-back），瑜伽运动后相较于有氧运动后来得低，说明了瑜伽运动相较于有氧运动对于工作记忆表现较有正面的影响，而中等有氧运动后于工作记忆表现并无帮助。 4 健身运动对工作记忆表现的长时效应研究 4.1 长期身体活动介入对老年人工作记忆的影响 Blumenthal等[58]将101位老年人随机分成有氧训练、瑜伽训练及控制组。4个月后发现，不论是有氧训练组或瑜伽训练组对于BDS 的记忆长度并无提升。Kramer [59]等参与者随机分派至有氧运动训练组及控制组，结果发现运动训练组在Letter及Spatial N-back的正确率及BDS的表现并无提升。Erickson等[60]结合MRI造影技术，将参与者随机分成有氧训练及控制组，干预1年后显示：实验组海马回体积增加约2%，控制组则下降约1.4%;空间工作记忆的反应正确率及速度提升率均优于控制组。进一步分析发现，心肺适能水平及BDNF分泌量的提升皆与海马回体积增加呈显著正相关，而海马回体积的增加与空间工作记忆表现亦有显著正相关。 Williams等[61]将参与者随机分配训练组及控制组，结果显示经过为期1年、2次/周及50 min/次的组合式体能训练后，训练组不仅肌力有显著提升，在BDS表现方面显著好于控制组。Nouchi等[62]将60位老年人随机分派成训练组及控制组，结果显示：4周干预训练后，控制组的训练内容对于BDS表现无帮助。Liu-Ambrose 等[63]招募到155位老年妇女，将其随机分成每周一次阻力训练组、每周两次阻力训练组及每周两次平衡及柔软度运动组。结果发现：阻力运动训练两组皆无法提升受试者的工作记忆表现，值得关注是，阻力运动训练两组经过训练后全脑体积较平衡及柔软度运动组小，这是否与脑组织中的淀粉样蛋白下降有关，此蛋白会随着老化而增加形成斑块而导致阿兹海默症的发生[64]。Gothe等[65]将参与者随机分派至瑜伽训练组与控制组。结果发现，瑜伽训练组在2-back的反应正确率较控制组高，这可能是瑜伽运动着重于身体的控制、稳定呼吸频率及强调心灵平静，而执行需要较多认知要求的工作记忆测验中恰恰需要有较佳专注力。 4.2 长期身体活动介入对中青年人工作记忆的影响 Hansen等[66]选择了37位男性军人，探讨心肺适能水平、心率变异度（简称HRV） 与工作记忆表现的关系，结果发现训练组经4周有氧训练后，VO2max及HRV后测皆大于控制组，2-back的反应正确率也较前侧来得高。HRV是由自律神经系统来调控，表示心脏适应外在环境变化的能力，HRV越高代表心脏功能越佳[67]，且有助于在执行功能上的表现以及与前额叶皮质的活化，而工作记忆的表现已被证实与前额叶活化有关，因此研究者推测HRV可能是影响工作记忆表现的因素之一。儿茶酚胺氧甲基转移酶（简称COMT）是一种酵素，在多巴胺代谢中扮演重要角色，先前研究指出个体基因形态若属于Met allele在认知表现上是优于Val allele，推测是因为Met allele的个体拥有最佳的多巴胺含量[68]。为了解有氧运动训练是否会受到年轻人COMT基因多态性的影响，Tunbridge等[69]将77位年轻人分成有氧运动训练组及控制组后，再依各组参与者的儿茶酚氧甲基转移酶的基因多态性分为Val allele及Met allele两组。结果表明有氧运动训练4个月后，Val allele组2-back反应时间较训练前短，而Met allele组无此效果，即有氧运动对于工作记忆的效果会受到COMT基因型态所调节。 4.3 长期身体活动介入对儿童工作记忆的影响 陈爱国等[70]以9～13岁聋哑儿童为对象，将其随机分为实验组和对照组，采用2-back任务测评干预前后聋哑儿童工作记忆行为表现，并结合fMRI评测干预前后儿童工作记忆脑激活模式变化。结果表明：实验组2-back任务的行为好于控制组，脑左侧背外侧前额叶、左侧额下回、左侧额中回、左侧中央后回、左侧颞叶内侧、左侧颞上回、左侧海马和右侧后扣带回等脑区的激活增强优于控制组。Kamijo等[71]将36位7～9岁的孩童随机分成体适能训练组及控制组，结果发现实验组除了VO2max明显高于控制组升，工作记忆整体的正确率也明显提升;训练组额叶区iCNV振幅前、后测的改变量显著高于控制组，额叶区的tCNV振福并无明显差异。 5 结论 身体活动量及心肺适能水平有助于老年人工作记忆表现，其可能机制是健身活动引起海马回体积、前额叶灰质密度及神经运作效率的改变;多数研究支持中等强度有氧运动对工作记忆有正向效果，对大脑血液动力学亦有正向影响，而单次的瑜伽运动及中等阻力运动对于成年人工作记忆表现亦获得支持;有氧运动及综合式的体能训练至少为期1年才可看出效益，而瑜伽运动的效益似乎反应在需要高认知要求的测验情境中，说明了在探讨长期健身运动对于老年人工作记忆的影响时，须考虑运动处方以及作业方式;相较于老年群体，中青年群体因处于认知的颠峰期，身体活动量、心肺适能及长期有氧运动训练对于工作记忆的效益主要体现在难度较高的情境或测验上;而健身运动对工作记忆的效益很可能受个体性别、基因形态的影响。 6 问题及展望 6.1 研究存在的问题 1）针对老年人横断性研究的结果基本一致，即身体活动量及心肺适能水平对工作记忆表现有正向效益，其可能机制是通过较佳的大脑神经运作方式、海马回体积及前额叶皮质灰质密度改变来实现的;针对中年人、青年人及孩童人群，身体活动量有助于较困难的工作记忆测验或情境下的表现。但BDNF基因形态及DHA含量可能调节了中年人身体活动量与工作记忆表现间的关系，而心肺适能水平对于年轻人及孩童在工作记忆的帮助反映在神经运作历程上及较高认知要求的情境下的表现，有关这方面的推猜有待于进一步确证;性别可能调节了孩童心肺适能与工作记忆表现间的关系，男性较易受到心肺适能水平的帮助，但横断式研究仅能作为说明变量之间的关系，是不能作因果推论的，若要揭示健身运动对工作记忆的深层关系，介入性研究是关键。 2）从健身运动对于工作记忆表现的急性效应看，多数研究以有氧运动形态为主，人群多半是老年人及年轻人，对于孩童的研究文献太少。就急性效应而言，中等有氧运动对于工作记忆表现大多有正面影响或反应在大脑血液动力学上。但值得关注的是对于原本工作记忆能力较差的年轻人帮助较明显，其相关原因未知;且中等急性阻力运动对于年轻人工作记忆表现帮助较大，瑜伽运动的效益是否优于有氧运动，同样未能获得明确的定论，需要未来更多研究去探明。 3）从健身运动介入的长时效应看，研究采用同样的BDS测验、同样的干预时间（1年）及相似的实验设计，但研究结果发现综合体能训练对于老年人工作记忆表现效益大于单独采用阻力运动。从运动介入时间观点看，同样的强度（中等）、頻率（3次/周），1年的有氧运动介入效果明显优于6个月及4个月，而1年（2次/周）的综合体能训练效果优于1个月（3次/周）的训练，产生这些研究结果的相关机制依然不十分清楚。针对瑜伽运动的研究发现，同样3次/周，8周的干预效果明显优于4个月，学者们认为可能原因是工作记忆测验难度不一样，即Letter 2-back相较于BDS （简单记忆广度） 的认知要求来得高，似乎瑜伽运动的效益反应在需要投入较高认知要求的情境中。对于年轻人群体，为期1个月或4个月，3小时/周或3次/周的有氧运动皆有助于在高认知要求情境下 （2-back） 的表现。这只能推测有氧运动对于年轻人工作记忆的影响，很可能会受到COMT基因形态所调节。总之，长期介入性研究相较于横断性研究文献的确少很多，且多数是针对老年人群体，对于何种运动处方（时间、频率、强度、形态）更能促进工作记忆表现的探索依旧很有限，需要后续更多研究才能归纳出不同年龄层的最佳运动处方。 6.2 未来研究展望 1）在横断式研究方面，由于上述研究在测量身体活动量大多采取自陈式量表，建议后续能采用客观测量方式，如加速度计，更能有效了解身体活动量与工作记忆表现之关系;目前大多以身体活动量及心肺适能为主，未来可针对不同体适能成分及不同身体活动形态作探讨。 2）在运动介入研究方面，可针对不同年龄层作探讨，目前研究较少针对中年人、青少年以及孩童，建议未来可针对这些族群作讨论;在探讨不同运动处方时，目前研究主要以有氧运动训练为主，其他运动形式研究相较来得少，加上不同年龄层所需要的强度、频率及持续时间可能并不相同，这些都可以作为后续探讨的研究方向。 3）不论采用何种研究方式，可结合电生理仪器来了解其中的神经生理机制，但因工作记忆测验方式多种多样，测得的成分并不完全相同，故可针对不同工作记忆测验或成分作系列性研究探讨，从而可能更有效了解健身运动与工作记忆的关系。 参考文献： [1]Fuster， J. M. Network memory[J]. Trends in Neurosciences，1997， 20（10）：451-459. [2]Baddeley， A. Working memory. Philosophical Transactions of the Royal Society ofLondon[J]. Biological Sciences， 1983，302（1110）：311-324. [3]Becker， J. T.， & Morris， R. G. Working memory （s）[J]. Brain and Cognition，1999， 41（1）：1-8. [4]Janowsky， J. S.， Chavez， B.， & Orwoll， E. Sexsteroids modify working memory[J]. Journal of Cognitive Neuroscience， 2000，12（3）：407-414. [5]Conway， A. R.， Kane， M. J.， & Engle， R. W. Working memory capacity and its relation to general intelligence[J]. Trends in Cognitive Sciences， 2003，7（12）：547-552. [6]Alloway， T. P. How does working memory work in the classroom？[J]. Academic Journals， 2006， 1（4）：134-139. [7]Gathercole， S. E.， Alloway， T. P.， Willis， C.， & Adams， A.-M.Working memory in children with reading disabilities[J]. Journal of Experimental Child Psychology， 2006（93）：265-281. [8]Willcutt， E. G.， Doyle， A. E.， Nigg， J. T.， Faraone， S. V.， & Pennington， B. F. Validity of the executive function theory of attention-deficit/hyperactivity disorder：a meta-analytic review[J]. Biological Psychiatry， 2005（57）：1336-1346. [9]Alloway， T. P.， & Alloway， R. G. Investigating the predictive roles of working memory and IQ in academic attainment[J]. Journal of Experimental Child Psychology， 2010（106）：20-29. [10]Salthouse， T. A.， Babcock， R. L.， & Shaw， R. J. Effects of adult age on structural and operational capacities in working memory[J]. Psychology and Aging，1991（6）：118-127. [11]嚴翊，王正珍，谢敏豪.运动与心血管风险[J].北京体育大学学报，2013，36（8）：40-44. [12]郭吟，陈文鹤.肥胖症与运动减肥效果的影响因素[J].上海体育学院学报，2010，34（3）：64-66. [13]Hillman， C. H.， Erickson， K. I.， & Kramer， A. F. Be smart， exercise your heart：exercise effects on brain and cognition[J]. Nature Reviews Neuroscience，2008（9）：58-65. [14]Khan， N. A.， & Hillman， C. H. The relation of childhood physical activity and aerobic fitness to brain function and cognition：a review[J]. Pediatric Exercise Science，2014（26）：138-146. [15]Colcombe， S.， & Kramer， A. F. Fitness effects on the cognitive function of older adults a meta-analytic study[J]. Psychological Science， 2003（14）：125-130. [16]Guiney， H.， & Machado， L. Benefits of regular aerobic exercise for executive functioning in healthy populations[J]. Psychonomic Bulletin and Review，2013（20）：73-86. [17]Verburgh， L.， Knigs， M.， Scherder， E. J.， & Oosterlaan， J. Physical exercise and executive functions in preadolescent children， adolescents and young adults：A meta-analysis[J]. British Journal of Sports Medicine，2014（48）：973-979. [18]McMorris， T.， Sproule， J.， Turner， A.， & Hale， B. J. Acute， intermediate intensity exercise， and speed and accuracy in working memory tasks：a meta-analytical comparison of effects[J]. Physiology and Behavior，2011，102（34）：421-428. [19]王骏濠，蔡佳良.不同身体活动量老年人执行工作记忆情境下的认知电生理表现[J].大专体育，2009（105）：121-128. [20]Miyake， A.， & Shah， P. Models of working memory：Mechanisms of active maintenance and executive control[M].New York：Cambridge University Press，1999. [21]Salway， A. F.， & Logie， R. H. Visuospatial working memory， movement control and executive demands[J]. British Journal of Psychology， 1995（86）：253-269. [22]Diamond， A. Executive functions[J]. Annual Review of Psychology，2013（64）：135-168. [23]Conway， A. R.， Kane， M. J.， Bunting， M. F.， Hambrick， D. Z.， Wilhelm， O.， & Engle， R. W. Working memory span tasks：A methodological review and users guide[J]. Psychonomic Bulletin and Review， 2005（12）：769-786. [24]Owen， A. M.， McMillan， K. M.， Laird， A. R.， & Bullmore， E. N-back working memory paradigm：A meta‐analysis of normative functional neuroimaging studies[J]. Human Brain Mapping， 2005（25）：46-59. [25]Marvel， C. L.， & Desmond， J. E. Functional topography of the cerebellum in verbal working memory[J]. Neuropsychology Review， 2010（20）：271-279. [26]Redick， T. S.， & Lindsey， D. R. Complex span and n-back measures of working memory：A meta-analysis[J]. Psychonomic Bulletin and Review，2013（20）：1102-1113. [27]Weuve， J.， Kang， J.， Manson， J.， Breteler， M.， Ware， J.， & Grodstein， F. Physical activity， including walking， and cognitive function in older women[J]. Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation and Prevention，2005（292）：1454-1461. [28]Erickson， K. I.， Prakash， R. S.， Voss， M. W.， Chaddock， L.， Hu， L.， Morris， K. S.， . Kramer， A. F. Aerobic fitness is associated with hippocampal volume in elderly humans[J]. Hippocampus， 2009（19）：1030-1039. [29]Szabo， A. N.， McAuley， E.， Erickson， K. I.， Voss， M.， Prakash， R. S.， Mailey， E. L.， Kramer， A. F. Cardiorespiratory fitness， hippocampal volume， and frequency of forgetting in older adults[J]. Neuropsychology，2011（25）：545-553. [30]Curtis， C. E.， & D'Esposito， M.Persistent activity in the prefrontal cortex during working memory[J]. Trends in Cognitive Sciences，2003（7）：415-423. [31]Raz， N.， Lindenberger， U.， Rodrigue， K. M.， Kennedy， K. M.， Head， D.， Williamson， A.，Acker， J. D. Regional brain changes in aging healthy adults：General trends， individual differences and modifiers[J]. Cerebral Cortex， 2005（15）：1676-1689. [32]Weinstein， A. M.， Voss， M. W.， Prakash， R. S.， Chaddock， L.， Szabo， A.， White， S. M.， Kramer， A. F. The association between aerobic fitness and executive function is mediated by prefrontal cortex volume[J]. Brain， Behavior， and Immunity，2012（26）：811-819. [33]Hatta， A.， Nishihira， Y.， Kim， S. R.， Kaneda， T.， Kida， T.， Kamijo， K.， et al. Effects of habitualmoderate exercise on response processing and cognitive processing in older adults[J]. Japanese Journal of Physiology，2005， 55（1）：29-36. [34]Chang， Y. K.， Huang， C. J.， Chen， K. F.， & Hung， T. M. Physical activity and working memory in healthy older adults：An ERP study[J]. Psychophysiology， 2013（50）：1174-1182. [35]Wang， C. H.， Tsai， C. L.， Tseng， P.， Yang， A. C.， Lo， M. T.， Peng， C. K.， Liang， W. K. The association of physical activity to neural adaptability during visuo-spatial processing in healthy elderly adults：A multiscale entropy analysis[J]. Brain and Cognition，2014（92）：73-83. [36]Pencea， V.， Bingaman， K. D.， Wiegand， S. J.， & Luskin， M. B. Infusion of brain-derived neurotrophic factor into the lateral ventricle of the adult rat leads to new neurons in the parenchyma of the striatum， septum， thalamus， and hypothalamus[J]. The Journal of Neuroscience， 2001（21）：6706-6717. [37]Erickson， K. I.， Banducci， S. E.， Weinstein， A. M.， Macdonald， A. W.， 3rd， Ferrell， R E.， Halder， I.， Manuck， S. B. The brain-derived neurotrophic factor Val66Met polymorphism moderates an effect of physical activity on working memory performance[J]. Psychological Science，2013（24）：1770-1779. [38]Leckie， R. L.， Manuck， S. B.， Bhattacharjee， N.， Muldoon， M. F.， Flory， J. M.， & Erickson， K. I. Omega-3 fatty acids moderate effects of physical activity on cognitive function[J]. Neuropsychologia，2014（59）：103-111. [39]Lambourne， K. The relationship between working memory capacity and physical activity rates in young adults[J]. Journal of Sports Science & Medicine，2006（5）：149-153. [40]Padilla， C.， Perez， L.， & Andres， P. Chronic exercise keeps working memory and inhibitory capacities fit [J]. Frontiers in Behavioral Neuroscience，2014（8）：49-55. [41]Kamijo， K.， O'leary， K. C.， Pontifex， M. B.， Themanson， J. R.， & Hillman， C. H.The relation of aerobic fitness to neuroelectric indices of cognitive and motor task preparation[J]. Psychophysiology， 2010（47）：814-821. [42]Brunia， C.， & Van Boxtel， G. Wait and see[J]. International Journal of Psychophysiology， 2001（43）：59-75. [43]Scudder， M. R.， Lambourne， K.， Drollette， E. S.， Herrmann， S. D.， Washburn， R. A.， Donnelly， J. E.， & Hillman， C. H.Aerobic capacity and cognitive control in elementary school-age children[J]. Medicine and Science in Sports & Exercise， 2014（46）：1025-1035. [44]Vander Niet， A. G.， Smith， J.， Scherder， E. J.， Oosterlaan， J.， Hartman， E.， & Visscher， C. Associations between daily physical activity and executive functioning in primary school-aged children[J]. Journal of Science and Medicine in Sport， 2014（18）：673-677. [45]Drollette， E. S.， Scudder， M. R.， Raine， L. B.， Davis Moore， R.， Pontifex， M. B.， Erickson， K. I.， & Hillman， C. H. The sexual dimorphic association of cardiorespiratory fitness to working memory in children[J]. Developmental Science， 2015（25）：1-19. [46]彭艷芳，周成林.急性有氧运动对女大学生工作记忆影响的时程特点[J].中国运动医学杂志， 2016，35（5）：473-477. [47]Sibley， B. A.， & Beilock， S. L. Exercise and working memory：An individual differences investigation[J]. Journal of Sport & Exercise Psychology，2007（29）：783-791. [48]Budde， H.， Voelcker-Rehage， C.， Pietrassyk-Kendziorra， S.， Machado， S.， Ribeiro， P.， & Arafat， A. M. Steroid hormones in the saliva of adolescents after different exercise intensities and their influence on working memory in a school setting[J]. Psychoneuroendocrinology，2010（35）：382-391. [49]Hogan， C. L.， Mata， J.， & Carstensen， L. L. Exercise holds immediate benefits for affect and cognition in younger and older adults[J]. Psychology and Aging，2013（28）：587-594. [50]Tsujii， T.， Komatsu， K.， & Sakatani， K. Acute effects of physical exercise on prefrontal cortex activity in older adults：a functional near-infrared spectroscopy study[J]. Advances in Experimental Medicine and Biology，2013（765）：293-298. [51]Brahmbhatt， S. B.， McAuley， T.， & Barch， D. M. Functional developmental similarities and differences in the neural correlates of verbal and nonverbal working memory tasks[J]. Neuropsychologia，2008（46）：1020-1031. [52]Li， L.， Men， W. W.， Chang， Y. K.， Fan， M. X.， Ji， L.， & Wei， G. X. Acute aerobic exercise increases cortical activity during working memory：a functional MRI study in female college students[J].PLoS One， 2014，9（6）：199-222. [53]Haller， S.， Bartsch， A. J.， Radue， E. W.， Klarhfer， M.， Seifritz， E.， & Scheffler， K. Effect of fMRI acoustic noise on non-auditory working memory task：comparison between continuous and pulsed sound emitting EPI. Magnetic Resonance Materials in Physics[J]. Biology and Medicine， 2005（18）：263-271. [54]Greicius， M. D.， Krasnow， B.， Reiss， A. L.， & Menon， V. Functional connectivity in the resting brain：a network analysis of the default mode hypothesis[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences， 2003（100）：253-258. [55]Pontifex， M. B.， Hillman， C. H.， Fernhall， B.， Thompson， K. M.， & Valentini， T. A. The effect of acute aerobic and resistance exercise on working memory[J].Medicine and Science in Sports & Exercise，2009（41）：927-934. [56]Hsieh， S. S.， Chang， Y. K.， Hung， T. M.， & Fang， C. L. The effects of acute resistance exercise on young and older males' working memory[J]. Psychology of Sport and Exercise，2016（22）：286-293. [57]Gothe， N.， Pontifex， M. B.， Hillman， C.， & McAuley， E. The acute effects of yoga on executive function[J]. Journal of Physical Activity and Health，2013（10）：488-495. [58]Blumenthal， J. A.， Emery， C. F.， Madden， D. J.， George， L. K.， Coleman， R. E.， Riddle， M. W.， Williams， R. S. Cardiovascular and behavioral effects of aerobic exercise training in healthy older men and women[J]. Journal of Gerontology， 1989，44（5）：147-157. [59]Kramer， A. F.， Hahn， S.， McAuley， E.， Cohen， N. J.， Banich， M. T.， Harrison， C.， Colcombe， A.Exercise， aging and cognition：Healthy body， healthy mind. In A. D. Fisk & W. Rogers （Eds.）， Human factors interventions for the health care of older adults[M]. Mahwah， NJ：Erlbaum，2001. [60]Erickson， K. I.， Voss， M. W.， Prakash， R. S.， Basak， C.， Szabo， A.， Chaddock， L.， White， S. M. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences， 2011（108）：3017-3022. [61]Williams， P.， & Lord， S. R. Effects of group exercise on cognitive functioning and mood in older women[J]. Australian and New Zealand Journal of Public Health， 1997（21）：45-52. [62]Nouchi， R.， Taki， Y.， Takeuchi， H.， Sekiguchi， A.， Hashizume， H.， Nozawa， T.， Kawashima， R.Four weeks of combination exercise training improved executive functions， episodic memory， and processing speed in healthy elderly people：Evidence from a randomized controlled trial[J]. Age （Dordr）， 2014（36）：787-799. [63]Liu-Ambrose， T.， Nagamatsu， L. S.， Graf， P.， Beattie， B. L.， Ashe， M. C.， & Handy， T. C. Resistance training and executive functions：a 12-month randomized controlled trial[J]. Archives of Internal Medicine， 2010（170）：170-178. [64]Fox， N.， Black， R.， Gilman， S.， Rossor， M.， Griffith， S.， Jenkins， L.， & Koller， M. Effects of Aβ immunization （AN1792） on MRI measures of cerebral volume in Alzheimer disease[J]. Neurology， 2005（64）：1563-1572. [65]Gothe， N. P.， Kramer， A. F.， & McAuley， E. The effects of an 8-week Hatha yoga intervention on executive function in older adults. The Journals of Gerontology. Series A[J]. Biological Sciences and Medical Sciences， 2014（69）：1109-1116. [66]Hansen， A. L.， Johnsen， B. H.， Sollers III， J. J.， Stenvik， K.， & Thayer， J. F. Heart rate variability and its relation to prefrontal cognitive function：the effects of training and detraining[J]. European Journal of Applied Physiology， 2004（93）：263-272. [67]Thayer， J. F.， & Lane， R. D. A model of neurovisceral integration in emotion regulation and dysregulation [J]. Journal of Affective Disorders， 2000（61）：201-216. [68]Ahern， G. L.， Sollers， J. J.， Lane， R. D.， Labiner， D. M.， Herring， A. M.， Weinand， M. E.， Thayer， J. F. Heart rate and heart rate variability changes in the intracarotid sodium amobarbital test[J]. Epilepsia， 2001（42）：912-921. [69]Tunbridge， E. M.， Harrison， P. J.， & Weinberger， D. R. Catechol-o-methyltransferase， cognition， and psychosis：Val 158 Met and beyond[J]. Biological Psychiatry， 2006（60）：141-151. [70]陳爱国，金柳，朱丽娜，等. 11周运动干预对聋哑儿童工作记忆的影响：来自行为和脑成像研究的证据[J].中国运动医学杂志，2016，35（12）：1132-1138. [71]Kamijo， K.， Pontifex， M. B.， O'Leary， K. C.， Scudder， M. R.， Wu， C. T.， Castelli， D. M.， & Hillman， C. H. The effects of an afterschool physical activity program on working memory in preadolescent children[J]. Developmental Science， 2011（14）：1046-1058. |
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