老年人选择性注意运动干预及评估方法

李莎 冯洁 任杰

(上海体育学院，上海 200438)

据2010年第六次人口普查结果显示，我国60岁及以上人口占全国总人口的13.26%，比2000年高2.93%。随着年龄的增长，老年人的认知功能会逐渐衰退，出现认知老化的现象。认知老化是指个体在步入老年后其认知功能逐渐衰退的现象〔1〕。研究显示，认知老化具有加工速度减慢(感觉运动和中枢加工)、工作记忆衰退、抑制无关刺激能力减弱的特点〔2〕。随着年龄的增长，老年人的注意力会逐渐降低，造成这一现象的原因与整体认知功能的老化有关。而注意的选择作为其重要特征，受到越来越多学者的关注。本文对老年人的选择性注意的运动干预及评估方法进行综述。

1 认知老化与注意

目前，认知老化的心理机制包括加工资源理论和执行衰退理论。加工资源理论认为认知资源包含加工速度、工作记忆、抑制功能和感觉功能4项指标，这些指标可用来反映个体的心理加工能力或心理能力〔1〕。但相关研究发现，当前仍缺少对认知老化加工资源理论的全面验证，4项指标对认知老化影响的层级关系也尚未明确〔3〕。执行衰退理论认为执行功能包含注意转换、抑制优势反应、监控记忆过程等，且与年龄呈负相关〔4〕，即随着年龄的增长，执行功能会逐渐衰退。

认知老化常伴随老年人执行功能衰退、抑制功能下降，具体表现为个体更容易受到与任务无关的信息干扰〔5〕。传统观点认为，人们随年龄增长所出现的注意力分散是普遍的现象，但近年来的研究表明，注意力分散很大程度上取决于呈现相关信息和非相关信息的感觉通道〔6〕。然而在视觉注意力、听觉注意力和干扰之间，与年龄相关的注意力分散的具体模式仍是一个受争论的问题〔7〕。

2 老年人选择性注意

2.1选择性注意 在日常生活中，选择性注意较为常见，如在过马路时，人们时常会同时面临多个选择，包括红绿灯、车流、行人等，需要尽快进行决策。当个体在面对同时呈现的两种及以上刺激时，选择注意其中的一种刺激，而忽略其他刺激的行为就是选择性注意〔8〕。选择性注意是用来描述优先选择某些信息进行详细处理而忽略其他信息的过程〔9〕，包括对相关刺激的优先处理和对无关刺激的忽略〔10〕。执行控制中自上而下的机制在进行选择性注意时起重要作用〔11,12〕。因此，选择性注意功能可作为反映个体执行功能的重要指标，在个人的学习、生活中发挥重要作用。

早期对选择性注意的研究主要基于Broadbent-Treisman过滤器-衰减模型，通常采用双耳分听范式，与“鸡尾酒效应”类似。该范式分别向被试者的左耳和右耳播放不同的信息，并要求被试者口头重复或追随注意其中一只耳朵的信息〔13〕。该研究表明，被试者可完整地说出追随耳所听到的信息，但却无法记住非追随耳的信息。

然而，实际应用中相比较听觉通道，有关视觉的选择性注意在个体的日常生活中更为常见。前期对视觉选择性注意的研究中，Neisser等〔14〕采用在同一个显示屏上叠加放出两种不同游戏的录像，并要求被试者只追踪一个游戏录像中的特殊事件，即抛球或接球。结果发现被试者只能选择性地注意到相关录像画面中的一种。

在当前有关选择性注意机制的研究中，很多研究者更倾向探讨选择性注意的抑制机制，认为其特点可表现在负启动(NP)现象、返回抑制(IOR)现象和注意瞬脱等现象上〔8〕。

2.2不同成长阶段的选择性注意特征 近年来，探讨选择性注意在不同年龄段人群中的特征研究有较大进展。选择性注意在个体发展过程中，会发生较大的变化〔15〕。已有的研究表明，年幼的儿童(4岁及以前)常无法过滤掉与任务或目标无关的信息，而将注意力分配在相关和不相关的信息上〔16〕。在Robinson等〔16〕全年龄段人群选择性注意的研究中，探讨儿童、年轻人和老年人在面对不同干扰物时所表现出来的差异表明与目标刺激不相容的干扰物在儿童身上的处理成本比在年轻人和老年人身上要高。这种注意力的分散会导致个体所处理的信息比需要的更多〔17〕，也在一定程度上降低信息处理的效率〔18〕。然而这样的干扰对选择性注意所产生的影响在4～7岁的儿童中会发生很大的改善〔19〕。有研究者将4～5岁的儿童和成年人进行了对比，通过变更检测任务探讨与年龄相关的选择性注意发展〔17〕。该探测任务在有外部提示和无提示图形两种条件下进行，研究结果表明无提示图形时，儿童的表现优于成年人，但有外部提示图形时成年人表现得更好。随着身心的不断发展，个体的执行功能也逐渐得到完善，其选择性注意的能力也随之提高。但当认知出现衰退时，要求仅注意相关信息变得愈发困难。尽管老年人在与任务相关的视觉刺激上能保持较好的集中力〔20〕，但在进行与任务不相关抑制信息的加工方面表现出较大的缺陷〔21〕。

当干扰以与目标相同的感觉通道呈现时(即单模态干扰)，老年人较易受到影响〔22〕。当干扰以视觉形式出现时，老年人也较易受到影响〔23，24〕。一项探索性的研究要求在重叠的随机圆点图案中基于颜色进行选择，结果显示老年人的表现较差，注意力调节存在缺陷〔25〕。相较于年轻人，老年人的选择性注意有所下降。且老年人之间的选择性注意功能也存在一定的差异性。在大部分研究中，老年人的年龄跨度都较大，分布在60～80岁的范围内〔26〕。Zhuravleva等〔26〕对老年人的年龄段进行分组，将65～79岁为年轻老年人组，80～99岁为耄老老年人组，探讨两组老年人之间的选择性注意是否存在差异。该实验选取了执行功能较强的15例年轻老年人和23例耋耄老年人，采用事件相关电位技术(ERP)，比较两组被试者对相关和不相关视觉刺激的不同反应，来探讨耋耄老年人与年龄相关的加工速度的下降和选择性注意的下降。该研究结果表明，与年轻老年人相比，耋耄老年人的N1成分和注意消极(SN)成分减少，但注意积极(SP)成分保存完好。耋耄被试者的持续性SP表明，与年轻老年人相比，自上而下的功能相对保持，而他们明显减弱的N1成分则突出了早期自下而上视觉处理退化在选择性注意力缺陷中的潜在影响。因此，如何延缓伴随年龄的认知老化现象、提高老年人的生活品质，是当前很多研究者重视的问题。要解决这一问题可从认知老化的影响因素着手。目前有关认知老化影响因素的研究结果表明，其可分为两大类，一是被动因素，包括人口学特征、早期经历、遗传因素、社会互动环境和社会历史文化信息；二是主动因素，包括生活方式和习惯、认知活动与训练、对衰老的态度和自我效能〔27，28〕。在诸多因素中，受教育程度和体育锻炼是影响认知老化的主要因素，而体育锻炼作为主动因素，可通过有效的干预改变。

当前许多研究显示，运动训练和体育锻炼可在一定程度上对认知功能起维持、巩固甚至改善的作用〔29〕。此外，研究表明，运动锻炼与大脑中支持选择性注意和记忆的区域(包括海马体和前扣带皮层)的体积增长有关〔30〕。因此，运动对老年人的选择性注意功能产生影响。

3 不同类型的锻炼对选择性注意的影响

长期进行身体活动会对老年人的认知功能产生积极的影响〔31〕。长期的有氧运动可提高涉及注意力和记忆力任务的表现〔32,33〕，长期的阻力运动可改善老年人的记忆力、选择性注意等方面〔34,35〕。此外，急性运动对认知功能的影响也受到不少研究者的关注。研究表明，20 min的有氧运动可改善反应时间〔36〕和认知的灵活性〔37〕，而30 min的急性抗阻运动对执行功能也有积极影响〔38〕。许多研究表明，急性运动对认知功能的积极影响主要体现在需要更多注意力和执行能力的任务上〔39,40〕。

尽管运动对老年人选择性注意的影响尚未明确，但国内外已有大量研究表明，不同的运动类型会对人的认知功能产生不同的影响。运动技能分为闭锁性运动技能和开放性运动技能，其中开放性运动需要根据外部环境的变化做出相应的控制和调整，在运动中存在反馈的过程。闭锁性运动技能是处在一个相对稳定且可预测的环境中，不需要进行反馈，且可根据个体的步调进行〔41〕。这两种不同类型的运动均会在一定程度上对注意产生影响。有研究指出，开放性运动需要多方面的运动技能和较高的执行功能，其与闭锁性运动可能会对老年人的注意力和视觉空间能力所涉及的认知领域产生不同的影响〔41,42〕。

在对老年人视空间注意的研究中，有研究者按照被试者日常运动习惯，将其分成了开放性运动组、闭锁性运动组和无运动对照组，通过视空间注意范式结合脑电图对3组被试者的行为表现进行评估〔43〕。该实验由3种随机混合的条件组成，包含有效条件，即目标出现在由线索指示的刺激框中；无效条件，即目标物出现在不同于提示所示的对侧刺激框内；中性条件，即在没有任何提示的情况下出现目标。研究结果发现，无论是在有效条件下还是在无效条件下，开放性运动组的反应时间最短，而无运动组的反应时间最长〔43〕。可见，运动组的认知水平均高于无运动组，而开放性运动组的认知表现最好。说明长期进行开放性运动可在一定程度上减缓与年龄相关的视空间注意力衰退的速度。越来越多的研究表明，即便是急性的闭锁式运动，也能对选择性注意带来益处。Dunsky等〔44〕研究发现，急性快走运动可有效提高注意力水平。Walsh等〔45〕则通过d2注意力测试，比较被试者选择性注意水平在单次高强度间歇运动(HIIE)前后的差异。结果显示，急性的HIIE有助于提高选择性注意和视觉处理速度。

在开放性运动的相关研究中，主要是探讨球类运动对选择性注意的影响。这方面的研究大多为运动员与普通人之间的对比研究和不同球类运动员之间的差异性研究。有研究者通过ERP，对乒乓球专项运动员与普通大学生在视空间注意上的差异进行探讨〔46〕。研究结果发现，相较于普通大学生，乒乓球专项运动员正极激活的强度和范围更大，负极激活的幅度和范围更小。说明乒乓球运动员对视觉刺激更加敏感。此外，不同球类运动员受其运动项目特征的影响，在注意力水平上也存在一定的差异。Bastug等〔47〕就在其研究结果中证明了这一差异。该研究分为网球、乒乓球和羽毛球3组，通过d2注意测试和字母消除任务比较了3组运动员在注意力和集中力方面的表现。结果表明，在这3组不同持拍类项目的运动员中，其整体的注意力表现虽然并不存在显著差异，但从平均值来看，羽毛球运动员的注意力表现优于另外两组，而网球运动员则在集中力方面表现最佳。

4 老年人选择性注意的评估方法

4.1地图搜索和电话搜索测试 当完成较为复杂的实验任务时，老年人的行为表现会受多种神经机制的影响。因此，研究者所选取的评估方法会受到一定条件的制约。Leeuw等〔48〕对高龄老年人注意的测试方法进行了汇总分析，认为针对高龄老年人的选择性注意研究可采用地图搜索测试和电话搜索测试。地图搜索测试是一种有时限的视觉搜索任务，该任务要求被试者在一张较为复杂的地图上圈出指定标志，如加油站的标志或是餐厅的标志，地图上共有80个指定标志〔48〕。最终的得分通过被试者在 2 min内圈出的指定标志数量来计算。电话搜索则是要求被试者在一个虚拟的电话簿中查找多个目标符号。根据被试者在各个目标上花费时间的平均数来计算其最终得分。

4.2老年人选择性注意的心理学实验范式 由于选择性注意会受到不同执行功能的影响，因此研究者会采用不同的心理学实验范式来探讨老年人的选择性注意。当前对于选择性注意的研究，有研究者采用了倒数n项测试(n-back)任务〔7〕，更多的学者则运用了侧抑制(Flanker)任务〔49〕。n-back任务范式，即通过认知的连续加工对刺激进行反应，将被试者对刺激做出反应的反应时间和正确率作为评价指标，以评估被试的认知刷新能力〔50〕。根据实验的需求，可设定为1-back，2-back，3-back等，一般而言，n-back中的n值越大，任务的难度越大，对被试者的要求越高。在对感官模式内和跨感官模式条件下老年人的选择性注意研究中，Rienäcker等〔7〕使用了视觉和听觉的n-back任务。其包括6种条件，视觉任务和听觉任务各3种实验条件。视觉任务包括无干扰的视觉1-back和2-back任务、有视觉干扰的视觉1-back和2-back任务和有听觉干扰的视觉1-back和2-back任务；听觉任务包括无干扰的听觉1-back和2-back任务、有视觉干扰的听觉1-back和2-back任务和有听觉干扰的听觉1-back和2-back任务。视觉刺激选取红色或绿色的数字，这些数字的范围是1～9。听觉刺激则采用报数的形式，数字的范围与视觉刺激中的数字范围相同。

然而，n-back任务对被试者的工作记忆也存在较高的要求，仅根据n-back任务所得到的有关选择性注意的结果难以排除工作记忆对其产生的影响，因此用该实验范式来解决选择性注意的问题仍存在一定争议。在当前研究中，研究者多采用Flanker任务〔49〕，并认为Flanker任务可更好地表现个体的选择性注意能力。Flanker任务，即侧抑制任务，要求被试者对1个被干扰物包围的目标(如箭头的方向)做出反应〔51〕。周围的物体与目标物可能是一致的(指向与目标的方向相同)，起到促进作用；也可能是不一致的(指向与目标相反的方向)，起到干扰作用。Robinson等〔16〕通过调整后的Flanker任务，探讨知觉负载和年龄的相关性差异对视觉选择性注意的影响。要求被试者对两个不同的视觉目标做出反应，并忽略在此期间的听觉或视觉干扰。两个不同的视觉目标对应两个按钮，要求被试者在看到目标物体时按下对应的按钮。同时，研究者在该实验中设置了两类知觉负载，将高知觉负载设为6个，低知觉负载设为1个，同时目标物周围的干扰物存在与目标物兼容或不兼容的两种情况。

早期对于选择性注意的研究，主要是与听觉相关〔13〕。近年来的研究开始涉及视觉和跨模态感知方面，并将其与知觉负载理论相联系，探讨不同被试者在视觉和听觉模态下及在不同知觉负载条件下的选择性注意表现。

4.3ERP评估方法 近年来，随着科研条件的改善和提高，越来越多的学者开始采用ERP对被试者的选择性注意能力进行评估。ERP是一种脑诱发电位，通过对大脑皮层特定的刺激可产生相应的生物电反应。该方法的优势在于其拥有高时间分辨率，时间同步性高，可更加精准地记录不同脑区的活动变化。Zhuravleva等〔26〕就采用了ERP，记录被试者在刺激出现时的脑活动，并对被试者在不同时间下的多个ERP成分进行分析。

综上，结合国内外对老年人选择性注意的研究，其研究对象可分成健康人群和患有某种疾病的特殊人群两类。在健康的老年人群体中，规律性运动群体和无运动群体、开放式运动经验群体和闭锁式运动经验群体间存在选择性注意差异。而患有认知障碍疾病的群体，则会有一定程度的选择性注意功能损伤〔52〕。因此在相关实验任务的设计上，需要考虑研究对象的多方面因素，包括年龄、受教育程度、认知功能水平等。国内外学者大多会在进行实验前，先使用简明精神状态检查量表(MMSE)或蒙特利尔认知评估量表(MoCA)对研究对象整体的认知功能进行排查〔53～55〕，以确保所选取的被试认知功能水平正常，从而避免实验结果受到被试者的认知功能水平的影响。

长期运动可以保持老年人的身体活动水平，有助于减缓老年人认知功能的下降〔56〕，进而在一定程度上提高其选择性注意的表现。部分急性运动也能提高老年人的选择性注意功能。而从运动的类型来看，相比较闭锁性运动和无运动经验的老年人，有开放性运动经验的老年人，其选择性注意的表现更好。在当前的研究中，有关运动对老年人选择性注意的干预研究仍较少，进行不同运动项目的老年人之间的选择性注意差异也尚未明确。在后续的研究中，可参考从事不同运动类型运动员的选择性注意特征，从中选取适宜老年人进行的运动项目，进而探讨阶段性的运动干预对老年人选择性注意的影响。