长期游泳训练的儿童与普通儿童执行功能的比较

贺笑一

长期游泳训练的儿童与普通儿童执行功能的比较

贺笑一

目的：探讨长期游泳训练对7-11岁儿童执行功能的影响。方法：选取游泳组11名和普通组10名儿童为研究对象，通过进行GO/NOGO任务执行功能ERP的测试比较。结果：与对照组比较，游泳组GO和NOGO的反应时间快，正确率高，差异均有统计学意义（P＜0.05和P＜0.01）。游泳组和对照组脑电图CPz点NOGO.N2的波幅分别为（-13.38±6.80）μV和（-12.02±8.89）μV，组间比较差异有统计学意（P＜0.01）。结论：接受长期游泳训练的儿童在抑制性控制方面强于普通儿童。

长期游泳训练；儿童；GO/NOGO测试；N2波幅；执行功能

10.16730/j.cnki.61-1019/g8.2016.09.033

1.引言

执行功能是涉及目标行为控制的一种综合体。具体来讲，执行功能是对个体意识和行为进行监督和控制的各种操作过程，包括自我调节、认知灵活性、反应抑制、计划等。执行功能的训练内容主要是工作记忆和抑制控制。近几年来一些研究成果揭示了运动干预可以改善儿童的执行功能，尤其国内学者陈爱国等人近年来“剂量效应”的理论研究，揭示了短时不同运动项目、不同运动强度、每次干预时间等因素与执行功能关系的报道较多，但通过长期复杂运动技能为主的目标定向训练，是否可以提高儿童执行功能的研究尚未见报道，为此，本文选择了长期游泳训练与不接受任何训练两组差异大的儿童，采用脑电事件相关电位（event related potentials，ERP）的研究模式，通过GO/NOGO任务诱发大脑额叶抑制的记录方法，比较长期游泳训练和不接受任何训练的儿童在抑制控制功能方面的差异，探讨长期运动与不运动对儿童执行功能的影响，为培养、提高儿童的执行能力提供科学依据。

2.研究对象与方法

2.1研究对象

游泳组：挑选长期在市业余体校进行游泳训练2年以上，年龄在7-11岁的11名健康儿童，要求测试者须长年坚持游泳训练，每周2-4次（平均3次），单次训练时长1-2h（平均1.5h），运动强度500m以上。

对照组：不参加任何长期或短期体育训练的健康儿童10名。

2.2问卷调查

对受试儿童进行基本情况问卷调查，问卷内容包括：①生长发育史、学习情况、性格特点和兴趣爱好；②从事的体育运动项目及精细运动有关项目的情况，如乐器、舞蹈、绘画、电脑等；③家庭结构和经济状况以及父母的文化程度等。所有受试者采用学龄儿童智力量表进行智商评定（IQ＜90）。经过篩查，排除不符合测试条件的受试者，最后确定游泳组11人，对照组10人，受试者的基本情况见表2-1。

表2-1受试者的基本情况

2.3测试方法

2.3.1测试设备和设置：采用32导联ERP系统，采用氯化钾溶液作为电极，佩戴迅速，便于调节；输入阻抗≥200MΩ，频带宽度0-1000Hz，精确度≤70 nV/bit。刺激生成系统脑电采集（包括电极阻抗测试）等由系统自动校准数据，采集过程中所有事件均自动检测并记录，反应代码和刺激代码可有效分离。

2.3.2刺激呈现：根据张劲松的刺激模式［1］采用GO/NOGO的刺激模式呈现。每一个刺激由并排的两个绿色大写英文字母组成。英文字母组中可能出现的字母除了X外还包括Y、N、K、H、V这5个字形相近的字母。按拉丁方组合排序，一共呈现120个刺激。要求受试者看到屏幕上出现包含X的刺激后，尽快按鼠标左键，为GO；没有X的刺激为不按键，为NOGO。GO和NOGO概率各为50%。在每个刺激之前呈现一个“+”作为定位，呈现时间200 ms，“+”与随后的刺激之间的间隔为1000ms，每个刺激呈现200 ms，应答窗口为1300 ms。每个循环120次，测试总时间为5 min，循环2次，受试者共需完成240次刺激任务，循环间休息2 min。

2.3.3所有被试在完成执行功能的测量任务时都处于宽敞、明亮、安静的环境，主试在进行执行功能任务测试时首先引导被试练习（受试者均为右利手，无色盲），直至其掌握熟练以后，先给予受试者10次刺激的练习，才开始正式测试。

2.3.4记录和分析：根据张劲松的记录分析指标［2］①反应时间：自靶刺激（GO）或非靶刺激（NOGO）出现至受试者按键的时间。②正确率：GO刺激呈现后在反应窗中按键者为正确，未按键者为错误；NOGO刺激呈现后无反应者为正确，按键即为错误。③N2波幅：取中线Fz、FCz、Cz、CPz以及中线左右F3和F4共6个点进行研究［3］。

2.3.5采用统计分析软件包SPSSl9.0进行统计分析，计量数据用x±s表示，组间比较采用团体t检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

3.结果

3.1两组测试儿童的年龄、语言智商、操作智商的比较，差异均无统计学意义（P＞O.05）见表3-1。

表3-1两组儿童一般资料比较（x±s）

3.2反应时间和正确率比较，游泳组的反应时间和正确率均高于对照组（P＜0.05和P＜0.01）见表3-2。

3.3N2波幅比较，游泳组在GO-N2和NOGO-N2的波幅上都高于对照组（P＜0.05）见表3-3。

表3-2两组反应时间和正确率比较（x±s）

表3-3两组GO·N2和NOGO-N2波幅比较（x±s，μV）

4.讨论

执行功能（executive function）是指对各种基本认知过程进行控制和调节，产生协调有序、具有目标性行为的高级认知过程［4］。GO/NOGO任务模式是评价大脑注意和抑制功能的一种方式，在执行任务的过程中对两种情况的判断和行动，需要受试者高度集中注意力，动用脑力资源，根据随机呈现的刺激任务决定行动或抑制行动，在两者之间的快速转化中来体现受试者对行为的调控和抑制冲动的能力［4］。从游泳组和实验组的试验数据中可以看出，长期游泳训练的运动干预，使其的反应能力和控制正确率的能力明显高于没有接受过任何训练的普通组儿童，ERP大脑皮层的激活程度也高于普通组儿童，究其原因：一、由于游泳是多个身体部位共同参与、以复杂运动动作为主目标定向的运动。在训练过程中反复的练习需要集中注意力、迅速变换动作、调整身体姿势、全身动作的协调平衡等都含有执行功能的因素，所以长期游泳训练对提高儿童执行功能有着良好地促进作用。二、运动训练与小脑关系较为密切，小脑系统尤其新小脑除了动作控制作用之外，还可以影响到神经认知系统功能，如注意力系统、工作记忆及语言学习。脑区前额叶系统是认知能力的重要部位，它主要参与动作协调的控制，而协调性运动又可广泛激活与认知功能相关的神经系统，从而提高信息处理能力和神经认知能力。据Moffitt等专家对同一城市、同一年出生的1000名儿童跟踪调查了32年，发现儿童早期生命阶段的抑制控制能力的培养到成年后抑制控制水平的保留率达到96%［5］。3-11岁儿童有较好的抑制控制，例如讲秩序、做事专注并持之以恒、少冲动，成人后往往身心健康，遵纪守法，幸福感更高。综上所述，从本研究的数据对比分析中发现，复杂运动训练不仅能提高儿童的身体健康水平，同时因其对大脑的刺激的增多，增强了7 -11岁儿童的抑制控制能力，更有利于儿童认知能力的健康发展。

［1］.［2］张劲松等.乒乓球与游泳训练儿童的执行功能比较研究【J】.上海交通大学学报（医学版）2009-0782-03.

［3］陈爱国等.不同持续时间的中等强度篮球运动对儿童执行功能的影响［J］.首都体育大学2015：03.007.

［4］陈爱国等.短时中等强度有氧运动改善儿童执行功能的磁共振成像研究［J］.体育科学.2011.10期.

［5］ARCELO F，SUWAZONO S，KNIGHT R T.Prefrontalmodulation of visual processing in humans［J］.Nature Neuroscience，2000，3（4）：399-403.

［6］赵中艳.不同类型跳绳对小学生执行功能影响的实验研究.

［7］蒋长好.有氧锻炼对执行控制和脑功能的影响【J】心理科学进展2013，VOL.21.No.10，1844—1850.

贺笑一（1960-），女，汉族，河北人，本科，研究方向：游泳、羽毛球教学与训练，副教授，西安电子科技大学体育部。