体育锻炼对青少年认知功能的影响

鲁慧敏 牟善文

(1.北京舞蹈学院 北京 100000;2.天津南开区阳光小学 天津 300080)

近些年，国家对于青少年素质教育全面发展的研究越来越深化，更多的研究指向了通过体育锻炼提高学生的身体形态、机能、素质等指标。对于运动生理学方面的研究还不够深入，忽略了对于青少年心理健康的影响。有条件的体育锻炼，能够使人们在平时的生活和学习中获得更多的益处，这些年关于青少年心理健康的相关研究越来越多，体育锻炼对认知功能的影响，也逐渐成为体育学者所研究的重点。尤其是我国老龄化逐渐严重，越来越多的老年人在平时的生活中，认知能力不断下降。未来的老年人痴呆症的发展人数快速增长。通过有效的体育锻炼促进和影响人们的认知能力，已成为不争的事实。在学校体育方面，传统的教育理念认为，体育成绩较好的学生，在文化课的学习上不够优秀。但是从历届的实验性研究中可以看出，学生的认知功能与体育锻炼的成绩呈正相关。通过青少年的体育锻炼，可以有效地促进学生的认知功能的提升以及学业成绩的提高。虽然说在各地方，学校通过体育锻炼提升学生成绩的效果不够明显，将体育锻炼纳入学生在日常的学习当中，仍处于相对较为艰难的地步，体育锻炼与认知功能的关系，可以有效地提升学生的体质健康以及学生在平时生活中健康的心理状态。我国对体育锻炼与青少年认知功能的研究较少，但越来越多的学者开始注重体育锻炼对青少年认知水平影响的研究。

认知功能主要是从3 个固定性的指标进行评判，由表1可知，首先是对于青少年的记忆能力的表现，记忆是指个体的头脑中编码、储存和提取外界认知信息的过程，是一个复杂的脑活动条件，同时也能检测青少年在认知功能上的强弱。依据记忆时间的长短，可以划分为瞬时记忆、短时和长时记忆。记忆的长短是大脑在进行各种信息加工过程中，对于信息认知的深刻程度。第二个体现认知功能的指标是注意个体在进行身体，心理活动过程中，对于某一项指定对象的指向和集中。注意作为大脑处理信息的一种活动状态，对于人体在实际的心理活动过程中，可以将2 个影响因素作为最基本的状态存在，主要是遗传因素和后天的多因素影响，对于注意在未来的发展都有着不可取代的提升。对于注意的不同状态，可以测算出人体在认知过程中的活动强弱。第三个体现认知功能的指标是以执行功能为主，这种执行功能是在单一与多元的问题上有不同的看法。个体在进行认知灵活性以及干扰控制，抑制时空的过程中，完成对执行功能的不同转化和控制，而这种转化和控制是客体在实行不同任务过程中，所表现出的有序行为。对于认知功能的3 个表现指标中，其中注意是指对于个体的广度认知以及在进行某一事物的注意稳定情绪。不会因为外界环境因素的影响而产生注意的转移，对于注意的转移，要根据个体所认知事物的稳定性，进行自身大脑神经的调节，一般大多数学者认为，注意是认知功能中相对较为不同的转变，这种注意的稳定性也可以通过后天的训练和随着年龄的增长而发生改变。在认知能力中记忆的内容包含有瞬时、短时和长时记忆。这些记忆的分类主要是根据记忆事物的时间长短有所不同。大脑由于受到外界刺激和影响，对事物和个体的记忆程度不同，同时也跟个体的脑组织灰质和髓质的褶皱程度有关。对于个体的记忆能力测试，可以有效反映出认知能力在不同程度上所发生的变化。最后，对于认知能力的判断指标，可以同个体的执行能力进行评判。

表1 认知功能的内容

1 体育锻炼与认知能力的关系

更多的人们认为体育锻炼对人体的身体健康，有很好的促进作用。但对于青少年的认知功能和学习成绩的影响，关注和研究的内容较少。体育锻炼与认知功能中的记忆，注意执行能力相关的影响，会根据个体在实际的活动过程中所表现出的不同内容与形式有所不同［1］。在青少年活动过程中，通过体育锻炼可以提升学生的记忆与注意功能，更好地提高学习成绩，以及完成教师所布置的各种学习任务，对于新鲜事物的接受能力也有很好的认识和了解。体育锻炼可以促进青少年大脑神经因子的活跃程度，很多研究表明，青少年在学习之前，通过30min 的中高强度的锻炼，可以提升学生在学习过程中对于事物的认知能力，而这种能力表现在记忆与集中注意的形式上［2］。青少年的认知能力主要表现在对于事物的学习以及在学习过程中的程度，这种程度主要是以智商的形式来表现，加拿大科学家最先研究了体育锻炼对青少年智障儿童的智商影响，通过20d的素质练习，没有证实体育锻炼能够影响儿童的智商，再通过一年时间的干预，普通青少年在智商以及学习能力上，明显高于未被干预的青少年。然而，在实际的实验测试过程中，大多数研究者证实了体育锻炼对于青少年的智力与注意力的影响，但是在实际的影响过程中并不明显［3］。

2 体育锻炼对个体认知能力影响

2.1 体育锻炼对老年人认知发展的预防作用

体育锻炼可以预防老年人认知减退，特别是在50岁以上的老人，通过规律性的体育锻炼，可以有效地促进老年人认知衰退以及老年痴呆的发生，防止老年人认知的衰退［4］。对于老年痴呆症患者进行长期的体育锻炼，也可以重新塑造大脑，对于新鲜事物认知能力的提升，特别是大脑周边海绵体体积的多少，直接影响到老年人对于记忆的功能。长期进行体育锻炼，对于老年人认知障碍以及大脑内部组织的重塑性都有很好的促进意义，对于维护老年人的正常认知功能都有很好的作用。认知能力作为心理学科，对老年人在实际的生活中不仅仅有健康预防的功能，更重要的是对于老年人的心理健康程度也有很好的改善。体育锻炼能够改善老年人的认知状态，缓解老年疾病的发生，同时也能够对老年人的身心有很好的促进。

2.2 体育锻炼对特殊人群认知发展的补偿作用

补偿作用是指对于特殊人群在功能和认知行为上都有很好的促进意义，可以使特殊人群对于事物认知过程中重新锻炼与了解内容，特别是对于有心理疾病的孤僻儿童以及身体健康较差的儿童，在语言发展以及智力思维形式上有一定问题的儿童，都有积极的补偿作用。特别是通过体育游戏的形式，可以促进有心理疾病的儿童对于自身兴趣爱好的提升，从而促进特殊儿童语言能力和思维能力的养成。在进行体育锻炼的过程中，孤僻儿童可以通过自身的兴趣参与活动锻炼。语言和思维形式，促进智力的发展。国内学者通过对于智障儿童和年轻的唐氏综合征患者的认知补偿作用进行研究，通过一定时间的体育锻炼，对100名智障学生进行运动干预，可以有效提升实验组对事物的认知和注意能力，以及通过运动干预对青年人的执行能力都有很好的作用［5］。

3 体育锻炼对儿童青少年认知发展的增益作用与条件

3.1 体育锻炼对青少年认知发展的增益作用

增益效果是指通过体育锻炼，对于正常青少年儿童在认知、智力方面都有很好的积极影响，体育锻炼能够有效提升青少年儿童的学习成绩，对于学生的记忆有很好的促进意义，特别是延时记忆。研究学者对于长期体育锻炼的青少年进行MRT成像技术的检测，能够看出体育锻炼对大脑某些认知功能以及结构有一定的改变，特别是通过长时间的体育锻炼，可以改善儿童青少年的脑容量以及提高大脑前叶皮层发育速度。执行能力是指儿童对于个体所分配的各种任务和命令，进行时间效率上的行动转化。研究人员通过不同的运动干预方案，对小学生进行了20 周的长时间锻炼，通过干预，可以有效促进小学生的执行能力［6］，特别是对于发育过程、中小学生的身体素质指标，以及在活动过程中执行的效率，都有积极的影响。

3.2 体育锻炼对认知发展增益作用的条件

体育锻炼对于正常儿童青少年的认知发展具有增加认知能力的作用，而这种作用在一定条件下进行，由图1可看出，儿童青少年进行不同强度的锻炼，需要结合着平时的学习内容进行干预，才能够有效提高认知发展能力。例如，通过对儿童进行不同游戏的认知学习干预，可以看出，手脑并用的游戏可以促进儿童在认知执行能力上显著的提升，通过体育锻炼有效地促进学习能力的转化。而在进行体育锻炼过程中，提高身体素质以及协调能力，可以提升青少年儿童的注意力和专注程度［7］。运动的强弱，对于儿童青少年的认知能力也有不同的影响。有研究显示，大强度的运动可以使个体产生运动性依赖，而这部分个体在进行学习时，显得较为迟钝，适量的运动可以促进运动神经元细胞的增长，而大强度的运动使机体的ATP消耗过量，降低中枢神经的兴奋程度，从而阻止认知能力的提升。

图1 体育锻炼对儿童青少年认知影响关系图

3.3 体育锻炼对于个体认知发展的期望

体育锻炼对于个体认知发展过程中的积极作用，被越来越多的学者所认识，通过不同的锻炼形式与方式，促进个体的体育运动，用以提高人们的认知能力。体育锻炼多元化发展的一个趋势，首先，对于老年人预防老年痴呆、智力减退的研究，也将成为学者对老年人体育锻炼活动的研究内容。其次，对于特殊人群认知能力补偿作用的研究，通过不同强度的体育锻炼，可以促进特殊人群对于语言以及智力等相关认知能力的养成。最后，对于正常儿童青少年在体育锻炼过程中所达到的认知活动提升，这种提升主要是以学习成绩以及学习能力提高为主要表现，在未来的发展趋势中，学者可以通过不同强度、不同形式、不同方式体育锻炼形式，促进儿童认知能力更好地提升［8］。通过不同的锻炼形式来促进个体对于认知过程中记忆、注意以及执行能力的转化，然而不是每一种锻炼的强度都适合提升个体认知能力。不同强度的锻炼与个体认知能力的关系，在未来的研究中将更加密切，选择出适合的运动强度和运动形式，促进个体认知活动的转化，也是在未来加强认知活动提升的关键。不论是对于个体，还是对于整体学校体育教育来说，选择合适的体育锻炼方案，对于人们个体认知活动的转化都具有很高的研究价值［9］。

未来的活动过程中，人们更重视体育锻炼在脑活动中影响，首先是通过运动改变大脑的机制、提高脑部活动对各影响因素的转化以及对于老年人衰老过程中脑部各种器官的影响。对于特殊儿童在认知和补偿过程中脑部活动的情况，都需要科学化的实验，进行生理机制的研究，通过体育锻炼单方面促进个体认知活动，加强人们相互之间的交流。体育锻炼与认知活动之间的作用需要更加细化，被人们所重视和提及［10］。对于体育锻炼的重要性，大家都认可，体育运动对于认知功能的改善，更加科学化地应用到人们的生活中，也是将来科学家所涉猎的内容。现阶段的脑机系统的研制，可以解决个体认知功能的改善问题，运用科学化的运动处方，结合科学的脑机接口，能够引导非正常个体对于认知功能的提升和认知功能的改善，对特殊儿童的认知转化有很好的改善。未来的人们对认知领域研究，将不只局限于体育锻炼的影响［11］。

4 结语

体育锻炼对儿童青少年在认知能力和学业提升方面的研究较为零散，并且有很多学者在研究过程中，没有系统、宏观地研究体育锻炼对学生成绩的影响。从脑科学生理学机制方面，对于个体认知能力的脑部活动影响研究较少，通过体育锻炼对个体的认知活动在不同的方面，如记忆的不同时间以及在记忆活动过程中脑部生理性的变化，都是未来各学科研究的重点，通过合理化的科学实验，选择出适合的锻炼模式，也是未来在我国学校体育发展过程中建立起的一套适合的课程体系，对不同人群，包括老人、特殊人群、正常的儿童，在进行运动干预过程中，需要有不同的运动方案，需要在未来的科学研究中进行细致化的研究。