短时太极（八法五步）对大学生执行功能影响的及脑机制研究

【作者】 申其淇； 殷恒婵； 崔蕾； 侯金美； 夏彤； 张静怡； 王东岭； 杨源；

【机构】 北京师范大学体育与运动学院；

【摘要】 研究目的:党和国家历来高度重视人民健康,体育是建设健康中国的重要组成部分,体育运动对身心脑健康促进的具有重要作用。执行功能作为对其他认知过程进行控制和调节的高级认知过程,是个体认知和社会功能的核心,是学习、推理、问题解决等智力活动的重要成分,与个体的身心脑健康发展和社会适应等息息相关。研究发现,执行功能在个体的整个生命周期都是可塑的,大学生是国家的建设者和接班人,良好的执行功能对大学生的社会成就、生活质量等十分重要,其处于"成年初显期",是个体重新分化的关键时期,要经历认知、情感和行为方面的多重变化,探索提升其执行功能的有效途径及机制,对青少年脑智提升、对全民健康提升具有重要意义。运动心理学领域的研究发现,有氧运动是提升个体执行功能的有效途径。太极拳是具有鲜明中华传统文化特征的健身养生运动。研究发现,太极拳对个体的执行功能可能存在积极影响。本团队前期采用脑电技术研究发现,短时太极(八法五步)均能够提升个体的抑制功能、促进脑功能的优化。那么,短时太极(八法五步)是否对个体执行功能是否有同样效果?此外,已有太极拳与执行功能的脑机制研究大多仅从运动干预前、后两个时间点探讨,尚未阐明太极拳对执行功能影响的神经机制,关键问题在于未能揭示太极拳运动状态中脑功能活动的实时变化特征。随着便携式功能性近红外光谱(f NIRS)技术的发展,探索身体运动过程中脑血流动力学的变化已成为可能。本研究以大学生为对象,综合运用体育学、心理学、脑科学测量方法与技术,探索短时太极拳对大学生执行功能,揭示太极拳运动状态中脑功能活动的实时变化特征,阐明太极拳提升个体执行功能的脑机制。为采用太极拳促进大学生身心脑健康发展提供新的科学证据,为采用运动手段改善大学生执行功能、促进脑健康提供更精准、更细致的科学路径。有助于传承与发展中华优秀传统文化,助力大学生脑智提升、全民健康提升,服务"健康中国"国家战略。研究方法:以90名大学生为研究对象,采用2(组别:太极拳组、运动对照组)×2(时间:前测、后测)混合实验设计,太极组拳进行一次性太极(八法五步)运动干预,健步走组进行一次性健步走干预,对照组进行正常学习生活。在干预前、后采用Flanker任务、3-back任务、More-odd shifting任务,采用f NIRS技术检测太极(八法五步)、健步走运动过程中脑血流动力学变化,采用小波相干分析探究运动过程中脑功能连接强度的变化及差异。研究结果:(1)在执行功能上,一次性太极(八法五步)干预能够显著提升刷新功能,一次性太极(八法五步)对抑制功能、转换功能均无显著性差异。运动对照组、空白对照组对执行功能各子功能均无显著性影响。(2)在运动状态中的脑功能连接上,太极拳组运动状态中的功能连接强度均显著高于运动对照组。具体是整套太极(八法五步)、原地间太极(八法五步)、行进间太极(八法五步)均显著提升了右侧背外侧额上回-右侧中央前回、右侧背外侧额上回-左侧颞上回、右侧中央前回-右侧颞上回、右侧中央后回-右侧颞上回、右侧颞上回-左侧缘上回脑区的功能连接;整套太极拳和原地间均提高了右侧内测额上回-右侧中央前回、右侧内测额上回-右侧中央后回、右侧内测额上回-左侧颞上回、左侧背外侧额上回-右侧缘上回、左侧背外侧额上回-右侧颞上回、左侧背外侧额上回-左侧缘上回、左侧内测额上回-右侧中央前回、左侧内测额上回-右侧缘上回、左侧内测额上回-右侧颞上回、左侧内测额上回-左侧缘上回、左侧内测额上回-左侧中央后回、左侧内测额上回-左侧颞上回、右侧背外侧额上回-右侧中央后回、右侧背外侧额上回-右侧颞上回、右侧中央前回-右侧缘上回、右侧中央前回-左侧颞上回;行进间提高了右侧内测额上回-右侧颞上回、左侧背外侧额上回-右侧中央前回、左侧背外侧额上回-右侧中央后回、左侧背外侧额上回-左侧颞上回、左侧内测额上回-右侧中央后回、右侧中央前回-右侧中央后回。研究结论:(1)短时太极(八法五步)能够显著提升刷新功能,对抑制功能有提升趋势;短时健步走运动对执行功能无影响,短时健步走运动对执行功能各子功能无影响。(2)太极(八法五步)运动状态中的功能连接强度高于健步走,太极(八法五步)运动状态中增强了12个感兴趣区(内侧额上回、背外侧额上回、中央前回、缘上回、中央后回、颞上回)间的功能连接,且多为两侧前额叶(内侧额上回、背外侧额上回)-两侧额、颞、顶叶(中央前回、缘上回、中央后回、颞上回)的功能连接。(3)短时太极(八法五步)提升刷新功能的脑机制可能是由于:运动过程中运动区与前额叶皮层脑功能活动同步性增强、信息传输效率提升,进而提升了刷新功能。更多还原