运动干预影响女大学生情绪调节策略:执行功能的中介作用

张艺帆，殷恒婵，崔 蕾，谢怡然，李秀娟

情绪健康作为心理健康的重要组成部分，其核心是情绪调节。情绪调节是指，个体对情绪发生、体验和表达施加影响的过程，在情绪调节的各种策略中最常用，且最有效的策略是认知重评和表达抑制[1-2]。大量研究表明，运动有助于个体调节和维持良好的情绪，相关研究已证实其生理机制，即运动促进了多巴胺、内啡肽等神经递质的分泌[3]。而近期有研究指出，执行功能可能为运动改善情绪调节的潜在脑机制[4]。而执行功能是一种高级的认知过程，是指在完成复杂的认知任务时，对其他认知过程进行控制和调节的过程，其根本作用是产生协调有序，具有目标性的行为[5-7]。

执行功能可能是一种机制，在运动影响情绪调节过程中发挥作用。研究者提出这一假设，主要是基于执行功能、运动和情绪调节之间的关系，以及相关认知神经科学的证据。首先，大量研究表明，无论是急性还是长期性的方式，运动有助于改善个体执行功能、心境、情绪反应与情绪调节[8-10]。而执行功能与情绪调节的关系更为紧密，执行功能发展不良会引发各种情绪方面的问题，而执行功能较好的个体善于合理使用情绪调节策略[11]。根据情绪认知理论，情绪的产生受到环境事件、生理状况和认知过程3个因素的影响，其中认知是决定情绪性质的关键因素[12]，而执行功能作为一种调节其他认知过程的高级认知过程，通过调节认知活动，进而指导个体进行情绪评价。

其次，研究者先后提出了唤醒水平假说、脑可塑性假说和儿茶酚胺递质假说来解释运动改善个体的执行功能[7]。基于fMRI和近红外技术的研究表明，运动后激活的、增加血流量的脑区与执行功能的核心功能脑区，以及负责情绪调节的脑区，在腹侧与背侧前扣带回，腹外侧与背外侧前额叶皮质等重要脑区存在重叠[13-14]。

再者，运动后脑神经内分泌水平增加，导致脑部儿茶酚胺类递质变化，进而改善个体的执行功能，而儿茶酚胺类递质包括多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素，这些激素都是影响情绪的主要递质，对情绪的变化起核心作用[15]。总之，执行功能和情绪调节的脑机制存在部分重叠。

最后，认知神经科学的研究表明，不管是使用认知重评还是表达抑制策略，都会激活与前额叶相关的部分脑区，而前额叶正是执行功能的核心脑区[16-17]。这些证据都提示，运动、执行功能、情绪调节之间存在某种复杂的联系，但目前研究大多是探讨其中两者之间的关系；尽管近期有研究表明，执行功能在有氧适能和情绪调节之间起中介作用[4]，而来自正念的研究也认为，正念干预是通过提高执行功能，进而改善情绪调节[18]，但这些研究都缺乏运动参与的直接证据。因此，运动是否可以通过改善执行功能来影响情绪调节，目前尚不清楚。

鉴于此，本研究旨在探讨以下4个问题:（1）运动干预对大学生执行功能的影响；（2）运动干预对大学生情绪调节策略的影响；（3）执行功能与情绪调节策略的关系；（4）执行功能是否在运动对情绪调节策略的影响中起中介作用。为全面揭示运动改善情绪调节的机制提供理论和实践依据。

1 研究对象与方法

1.1 试验对象

本研究以52名女大学生为研究对象，平均年龄（19.36±1.17）岁，均为右利手；无色盲，正常视力或矫正视力大于0.8；3个月内无参与规律性运动；通过体质健康成绩筛选出生理状况适合参与本干预强度的参与者；所有被试签订试验协议书，承偌遵守试验要求。

1.2 试验分组

将52人随机分为试验组（26人）和对照组（26人），试验组进行8周运动干预，对照组在相同时间正常学习生活，并承诺在该期间不参与有规律的体育锻炼活动。

1.3 运动干预方案

研究表明，与简单重复性的运动相比，包含丰富的执行功能操作的复杂运动，具有丰富的环境刺激的运动情景，更能促进执行功能的提高。表面上看，有无认知参与的运动均能提高唤醒水平，但是只有包含丰富的执行功能操作的，具有丰富的环境刺激的，含有复杂挑战的运动需要更多认知的参与，能够激活更多的高级认知过程，如趣味游戏、团队合作项目[19]。因此，本研究以大学生热衷的减肥锻炼运动（中等强度有氧跑与抗阻运动）为主体，参考殷恒婵等[19]的研究成果，选择适合大学生群体的趣味游戏为辅助练习，旨在通过运动方案设计，提高干预效果。这样的方案设计既增加了运动干预的趣味性、复杂性，又与大学生日常的体育锻炼紧密结合，不失研究结果的生态性（见表1）。对有氧运动的监控主要从运动强度、时间和频率3个方面严格控制（见表2）。运动强度控制在中等强度，即（220-年龄）×（60%～69%）；运动时间每次为40 min，其中，有氧跑30 min，游戏和素质练习10 min；运动频率为每周3次。

表1 8周的运动干预方案Table1 Exercise Intervention Plan for Three Weeks

表2 运动方案的FITTTable2 The FITT of Exercise Intervention

1.4 执行功能、情绪调节策略的测量

执行功能的测量采用陈爱国开发的执行功能测量工具（效度大于0.85）[20]，通过E-prime1.1系统在计算机上完成。Flanker任务评价抑制功能，2-back任务评价刷新功能，More-odd shifting任务评价转换功能。

情绪调节策略采用情绪调节量表（ERQ）中文版进行测量，总量表的克朗巴赫α系数=0.96，分量表中，认知重评的克朗巴赫α系数=0.79，表达抑制克朗巴赫α系数=0.73，3个月后的重测克朗巴赫α系数=0.69[21]。王力等[22]引进ERQ并进行本土化研究，结果表明，重测信度（认知重评=0.82，表达抑制=0.79）和内部一致性信度（认知重评=0.85，表达抑制=0.77）良好，标准测量模型与实际数据的拟合程度良好。

1.5 中介效应检验方法

采用温忠麟等[23]提出的新中介效应程序进行中介效应检验。（1）检验回归系数c，如果显著，继续下面的第2步，否则停止分析。（2）做BARON和KENNY提出的部分中介检验，即依次检验系数a、b，如果都显著，意味着自变量对因变量的影响至少有一部分是通过中介变量实现的，进行第3步；如果至少有一个不显著，进行第4步。（3）做JUDD和KENNY完全中介检验中的第3个检验，检验系数c'，如果不显著，说明为完全中介作用；如果显著，说明为部分中介作用，检验结束。（4）用Bootstrap法直接检验H0:ab=0。如果显著，则中介效应显著，观察第3步检验中c'的显著性，判断中介效应为部分中介效应或完全中介效应，否则中介效应不显著，停止分析[23]。

1.6 试验程序

所有被试均在宽敞、明亮、安静的实验室内完成执行功能的测量任务和情绪调节问卷。试验程序分为前测和后测，前测在运动干预开始前的2天内完成，后测在运动干预结束后的2天内完成。

每次运动干预前随机选取3名被试佩戴polar心率表至运动结束，分别在安静时、5 min、15 min、25 min进行心率测量，以此来监控运动强度。

1.7 数据统计与分析

数据结果用平均值±标准差（M±SD）表示，采用SPSS20.0和Mplus7.4进行统计分析。首先，以执行功能、情绪调节策略为因变量，以时间（前测、后测）为被试内因素，组别（试验组、对照组）为被试间因素，进行重复测量方差分析，考察运动干预对执行功能、情绪调节策略的影响；其次，采用Spearman相关分析和多元逐步回归分析，分析执行功能与情绪调节策略的关系；最后，采用温忠麟等提出的新中介效应程序，在SPSS和Mplus上进行中介效应的检验。

2 结果与分析

2.1 试验组与对照组前测执行功能、情绪调节策略的同质性检验

对试验组和对照组的执行功能、情绪调节策略前测结果进行独立样本T检验。结果显示:抑制功能t＝0.65，P＝0.597＞0.05；刷新功能t=0.516，P=0.609＞0.05；转换功能t=-1.331，P=0.19＞0.05；认知重评t=1.045，P=0.302＞0.05；表达抑制t=-1.198，P＝0.238＞0.05。表明，干预前试验组与对照组在执行功能、情绪调节策略上差异无统计学意义。

2.2 运动干预前后大学生执行功能、情绪调节策略的描述性统计

对运动干预前后大学生各执行功能子功能、认知重评、表达抑制策略进行描述性统计（M±SD），执行功能的单位是反应时，反应时越短，表明执行功能越好（见表3）。

表3 运动干预前后女大学生执行功能、情绪调节策略的描述性统计Table3 Descriptive Statistics of Executive Function And Emotion Regulation Strategy Before And After Exercise Intervention

2.3 运动干预对大学生执行功能、情绪调节策略的影响

采用2（时间:前测、后测）×2（组别:试验组、对照组）重复测量方差分析，分别探究8周运动干预对大学生执行功能、情绪调节策略的影响。

2.3.1 运动干预对大学生执行功能的影响 抑制功能上，时间主效应非常显著[F（1，51）＝7.806，P＝0.008＜0.01]，表明抑制功能有随时间变化的趋势；组别主效应不显著[F（1，51）＝0.158，P＝0.693＞0.05]，表明试验组与对照组抑制功能不具有显著性差异；时间×组别交互效应显著性[F（1，51）＝6.282，P＝0.016＜0.05]，表明运动干预前后2组抑制功能的变化有显著性差异。进一步简单效应分析表明，后测试验组与对照组抑制功能不具有显著性差异（F＝1.754，P＝0.19＞0.05）；试验组前、后测抑制功能具有非常显著性差异（F＝14.047，P＝0.01），试验组后测抑制功能非常显著优于前测；对照组前、后测抑制功能不具有显著性差异（F＝0.041，P＝0.84＞0.05）。

刷新功能上，时间主效应具有非常显著性[F（1，51）＝18.79，P＝0.000＜0.01]，表明刷新功能有随时间变化的趋势；组别主效应不显著[F（1，51）＝0.543，P＝0.465＞0.05]，表明试验组与对照组刷新功能不具有显著性差异；时间×组别交互效应具有非常显著性[F（1，51）＝20.556，P＝0.000＜0.01]，表明运动干预前后2组刷新功能的变化有非常显著性。进一步简单效应分析表明，后测试验组与对照组刷新功能具有显著性差异（F＝4.965，P＝0.031＜0.05），试验组后测刷新功能显著优于对照组；试验组前、后测刷新功能具有非常显著性差异（F＝39.327，P＝0.000＜0.01），试验组后测刷新功能非常显著优于前测；对照组前、后测刷新功能不具有显著性差异（F＝0.02，P＝0.889＞0.05）。

转换功能上，时间主效应具有非常显著性[F（1，51）＝14.557，P＝0.000＜0.01]，表明转换功能有随时间变化的趋势；组别主效应显著[F（1，51）＝5.773，P＝0.021＜0.05]，表明试验组与对照组转换功能具有显著性差异；时间×组别交互效应具有非常显著性[F（1，51）＝13.276，P＝0.001＜0.01]，表明运动干预前后2组转换功能的变化有非常显著性差异。进一步简单效应分析表明，后测试验组与对照组转换功能具有非常显著性差异（F＝11.793，P＝0.001＜0.01），试验组后测转换功能非常显著优于对照组；试验组前、后测转换功能具有非常显著性差异（F＝27.816，P＝0.000＜0.01），试验组后测转换功能非常显著优于前测；对照组前、后测转换功能不具有显著性差异（F＝0.015，P＝0.904＞0.05）。

2.3.2 运动干预对大学生情绪调节策略的影响 认知重评得分上，时间主效应具有非常显著性[F（1，51）＝14.714，P＝0.000＜0.01]，表明认知重评策略有随时间变化的趋势；组别主效应非常显著[F（1，51）＝7.436，P＝0.009＜0.01]，表明试验组与对照组认知重评策略具有非常显著性差异；时间×组别交互效应具有非常显著性[F（1，51）＝11.951，P＝0.001＜0.01]，表明运动干预前后2组认知重评策略的变化有非常显著性差异。进一步简单效应分析表明，后测试验组与对照组认知重评具有显著性差异（F＝16.355，P＝0.00＜0.01），试验组后测认知重评显著优于对照组；试验组前、后测认知重评具有非常显著性差异（F＝26.593，P＝0.00＜0.01），试验组后测认知重评非常显著优于前测；对照组前、后测认知重评不具有显著性差异（F＝0.072，P＝0.79＞0.05）。

表达抑制得分上，时间主效应不具有显著性[F（1，51）＝1.232，P＝0.273＞0.05]，表明表达抑制策略不随时间变化而变化；组别主效应不显著[F（1，51）＝2.27，P＝0.139＞0.05]，表明试验组与对照组表达抑制策略不具有显著性差异；时间×组别交互效应不具有显著性[F（1，51）＝0.137，P＝0.713＞0.05]，表明运动干预前后2组表达抑制策略的变化不具有显著性差异。进一步简单效应分析表明，后测试验组与对照组表达抑制不具有显著性差异（F＝2.478，P＝0.123＞0.05）；试验组前、后测表达抑制不具有显著性差异（F＝0.274，P＝0.603＞0.05），对照组前、后测表达抑制不具有显著性差异（F＝1.095，P＝0.301＞0.05）。

2.4 执行功能与情绪调节策略的关系

2.4.1 执行功能与情绪调节策略的相关性分析 采用Spearman相关分析，估计执行功能与情绪调节策略的相关性。结果显示:认知重评与抑制功能反应时（r=-0.375，P＜0.01）和转换功能反应时（r=-0.258，P＜0.05）具有显著负相关，即抑制、转换功能与认知重评策略的使用存在显著的正相关关系；认知重评与刷新功能，抑制表达与抑制、刷新、转换功能相关关系均不显著（见表4）。

表4 执行功能与情绪调节策略的相关性分析Table4 Correlation Analysis of Executive Function And Emotion Regulation Strategy

2.4.2 执行功能与认知重评策略的回归分析 以认知重评为因变量，以抑制、刷新、转换功能为自变量，进行多元逐步回归分析。结果显示:执行功能3个子功能中，对认知重评具有显著预测力的功能有2个，预测力大小依次为，转换和抑制＞转换；转换和抑制功能的决定系数为0.224，回归模型整体性检验的F=9.519，P＝0.000＜0.01，因此，2个预测变量共可有效预测认知重评策略的22.4%。其中，对认知重评策略最具预测力的为转换功能，其预测力为14%；抑制功能预测力为8.4%（见表5）。

表5 执行功能与认知重评策略的回归分析Table5 Regression Analysis of Executive Function And Emotion Regulation Strategy

2.5 执行功能在运动改善调节策略的中介效应检验

2.5.1 抑制功能在运动改善认知重评策略的中介效应检验假设运动干预可以改善抑制功能，而认知重评策略会受到抑制功能的影响，则抑制功能是中介变量。以运动干预为自变量（设置为虚拟变量，以X表示），以认知重评策略的变化为因变量（Y），并假设抑制功能的变化为中介变量（M1），对抑制功能变化（M1）的中介效应进行分析（标准化）。

表明，逐步检验都是显著的，所以抑制功能的中介效应显著，由c'的显著性可知（t=2.274，P＜0.05），抑制功能为部分中介变量，中介效应占总效应的比例为0.356×0.291/0.424=24.44%（见表6）。提示，一方面，运动直接促进了认知重评策略的使用；另一方面，运动通过改善抑制功能，间接促进了认知重评策略的使用。

表6 抑制功能在运动影响改善认知重评策略的中介效应检验Table6 Mediation Effect of Inhibition on Cognitive Reappraisal

2.5.2 转换功能在运动改善认知重评策略的中介效应检验假设运动干预可以改善转换功能，而认知重评策略会受到转换功能的影响，则转换功能是中介变量。以运动干预为自变量，以认知重评策略的变化为因变量（Y），并假设转换功能的变化为中介变量（M2），对抑制功能变化（M2）进行中介效应分析（标准化）（见表7）。

表7 转换功能在运动影响改善认知重评策略的中介效应检验Table7 Mediation Effect of Switching on Cognitive Reappraisal

表明，逐步检验中第3步中，b的系数不显著（t=-1.931，P＞0.05），根据温忠麟等提出的检验程序，需要采用bootstraps法检验H0:ab=0的显著性（见表8），结果显示，95%置信区间上限和下限分别为-0.036和-2.311，不包括0。说明转换功能的中介效应显著，由c'的显著性可知（t=1.986，P＜0.05），转换功能为部分中介变量，中介效应占总效应的比例为0.457×0.288/0.424=31.04%。提示，一方面，运动直接促进了认知重评策略的使用；另一方面，运动通过改善转换功能，间接促进了认知重评策略的使用。

表8 Bootstrap法的转换功能中介效应分析Table8 Mediation Effect of Switching on Cognitive Reappraisal Analyzed by Bootstrap

3 讨论

3.1 8周运动干预对大学生执行功能、情绪调节策略的影响

方差分析结果显示，8周运动干预显著改善女大学生的抑制、刷新和转换功能，这与以往的研究结果一致、陈爱国等[20]采用Flanker、2-back、More-odd shifting任务，测量了30名大学生在一次性中等强度有氧运动前后，执行功能的变化，发现一次性中等强度的有氧运动可以改善大学生执行功能的3个子功能。颜军等[24]采用同样的任务，研究持续性健美操运动对执行功能的影响，发现12周和6周持续性健美操运动改善了女大学生的执行功能的3个子功能。

本研究结果还显示，8周运动干预显著促进女大学生认知重评策略的使用，该结果与已有研究结果一致。GILES等[25]研究发现，长期性的运动可以预测个体成功地完成认知再评价的过程。张媛媛等[26]采用情绪调节问卷（ERQ），分别调查了174名运动群体和275名非运动群体大学生情绪调节策略的特点，表明运动群体比非运动群体更倾向于使用认知重评策略。虽然该研究仅比较了运动群体和非运动群体在情绪调节策略上的差异，但研究结果可以为运动影响情绪调节的结论提供佐证，尤其是该研究在运动群体的划分上，以每周3次，每次30 min中等强度为标准。而本研究通过每周3次、每次40 min、运动强度为中等强度的8周运动干预，使试验组个体由非运动群体转变为运动群体，表明2项研究在结果上的一致性。

目前，尚未有研究探讨运动促进认知重评策略使用的机制。本研究通过访谈，试图对该机制进行初步探讨。本研究在后测时对参与者“是否在运动过程中产生负性情绪”，以及“是如何调节这种负性情绪”进行了询问。大多数参与者报告，在前10 min跑步过程中，会产生厌倦或其他负性情绪，而这种情绪随着时间的延长逐渐消失。尽管参与者表明在该过程中会使用多种调节策略，但几乎所有人都报告使用过认知重评策略，如“认为运动是减肥的必经途径”“运动后会使我心情愉悦，使我健康”“进而调节运动初期，身体处于生理惰性期，而产生的不适感”。这种长期的，有意识的情绪调节策略在特定刺激条件下重复激活，可以导致情绪调节策略的自动化[27]。而运动情境中认知重评的使用可能可以迁移到非运动情境中，使个体在负性事件的刺激下快速激活认知重评策略，进而促进认知重评策略的使用。

3.2 执行功能对情绪调节策略的预测作用

回归分析结果显示，抑制功能和转换功能可以显著预测认知重评的得分。相关神经科学的证据表明，认知重评策略与认知控制紧密相关，其涉及重构工作记忆中情绪事件的认知，以及监控重构认知与原有认知间冲突等一系列认知加工过程。该结果支持现有研究的结论，拥有更好执行功能的个体更倾向使用认知重评策略[28-30]。如A.GUL等[31]使用情绪调节问卷（ERQ）以及情感-性别转换任务，分别测量40名双相障碍患者和40名健康个体，发现个体在情感-性别转换任务的切换成本可以显著预测其认知重评策略的得分。B.M.WILKOWSKI等[32]研究了70名大学生完成竞争RT任务时的抑制愤怒与宽恕行为之间关系，采用Flanker范式测量了他们的冲突抑制能力，发现高抑制能力的个体更多地重评复仇动机，而不是抑制愤怒的外部表达。

本研究采用的奇偶转换任务范式是研究执行功能重要范式之一，体现了认知控制的灵活性，将认知资源从一个任务转移到另一任务，使个体快速转变以适应新的情况[33]，即在工作记忆中，共同竞争同一认知资源2任务之间的相互切换[34]。在认知重评过程中体现为，工作记忆中初次认知评价与竞争的再次评价之间的切换。本研究的另一个研究范式——Flanker任务是研究冲突抑制的重要范式之一，主要研究个体监控、解决2个同时激活但不兼容任务之间冲突的能力[35]。在认知重评过程中体现为，将初次认知评价与再评价之间的冲突，记录在前扣带皮层内[36]。当个体在背外侧前额叶皮层中募集到足够的认知资源便可解决冲突，以完成认知重评的全过程。

总而言之，认知重评是在优先任务和竞争中的其他任务间创造平衡的一种认知策略[2]，其认知过程需要抑制和转换功能的参与，因此抑制和转换功能可以显著预测认知重评的使用，抑制、转换功能好的个体更倾向于使用认知重评策略。

3.3 执行功能在运动干预改善情绪调节策略的中介效应

中介效应检验结果显示，抑制、转换功能在8周运动干预促进认知重评策略的使用中起部分中介作用，该结果与现有研究结果一致。

M.A.LOTT等[4]通过有氧心血管耐力测试、stroop测试和情绪调节检查表（ERC）自评，调查了326名8～12岁的儿童，表明执行控制在有氧适能（Aerobic Fitness）与情绪调节间起中介作用。儿童的脑表现出高度的可塑性，且执行功能为早期脑行为发展的重要机制。因而，有研究认为，儿童时期执行功能可能为运动改善情绪调节的相关脑机制[37]；但也有研究认为，执行功能在童年、青春期和早期成年期的情绪调节都非常重要，使个体合理使用各种策略（如分心、正念、重评）进行自上而下的调节[38]。本研究的对象为女大学生，研究结果初步表明，在成年早期，执行功能也可能是运动改善情绪调节策略的相关脑机制。

抑制、转换功能在运动促进认知重评策略中起部分中介作用，这提示，运动干预不仅通过改善抑制功能、转换功能，间接促进认知重评策略的使用，还有可能直接促进了认知重评的使用，或在该过程中，仍存在其他中介变量。除了有意识使用认知重评策略而产生迁移的原因外，神经递质类假说又提供了可能的解释，即个体在8周的运动过程中产生的胺、肽类激素改善了情绪调节和心境，由于这些激素的生理作用还未被完全揭示，因此运动干预也有可能通过促进个体相关神经递质的分泌，进而促进认知重评策略的使用。

本研究首次以横向与纵向相结合的方式探讨了执行功能在运动干预影响情绪调节策略的中介效应，揭示了运动干预通过改善抑制、转换功能，促进认知重评策略使用的中介作用机制，为全面揭示运动改善个体情绪调节策略的机制提供了理论和实践依据。今后的研究可继续探索更多的中介变量和调节变量，以探明运动改善个体情绪调节策略的机制，为合理采用运动手段改善个体情绪调节策略的使用，进一步促进个体良好的情绪体验和心理健康提供理论和实践基础。

4 结论

（1）8周运动干预显著改善了女大学生抑制、刷新和转换功能，并显著促进了认知重评策略的使用。（2）个体的抑制、转换功能可以显著预测其认知重评策略的使用。（3）抑制、转换功能在8周运动干预促进认知重评策略中起部分中介作用。

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