间歇性跳绳在改善儿童认知中发挥的作用

（天津师范大学体育科学学院 天津300387）

1、研究对象与方法

1.1、研究对象与分组

本文以间歇性跳绳对儿童认知影响效果为研究对象。试验对象为天津市某小学二年级的学生90名，年龄均在8-9岁之间。将其按性别1:1随机分为3组。第1组为高强度间歇跳绳组，第2组为中强度间歇跳绳组，第3组为对照组，不进行跳绳干预。

已有的研究表明，个体的一些身体状况以及家庭经济情况等因素会影响儿童认知的发展。因此，在试验之前需要对受试者的身体状况（健康状况、智力情况、视力情况、体质情况）以及家庭经济情况进行调查，以选取符合本试验要求的受试者，并尽可能地避免这些因素对试验结果的影响。通过对影响儿童执行功能发展的人口统计学变量进行描述和分析发现，试验组与对照组之间在身体质量指数、智力情况、体质情况以及心理能力情况均不存在显著差异（P＞0.05），各组受试者的人口统计学变量具有同质性，可以进行比较研究。

表1 受试学生人口统计学变量的描述性统计结果（M±SD）

1.2、运动方案

（1）运动强度的确定。

①跳绳组合的确定：在预实验中，随机选取30名受试者（高强度间歇跳绳组15人，中强度间歇跳绳组15人）根据他们的实际情况尝试不同数量（30个/组、40个/组、50个/组）和不同节奏（2个/秒、1个/秒、2个/秒）的跳绳组合，每种组合共测试10次，每次结束时记录下受试者即时心率。每两次跳绳之间的间隔时间根据受试者的主观疲劳感觉程度最终确定为1分钟。为了能够达到既定的运动强度，同时保证每次干预时两组的干预时间尽可能相等，最终确定高强度间歇跳绳组每组跳30个，节奏为20快（2个/秒）+10慢（1个/秒），此时受试者心率在170次/分-190次/分之间；中强度间歇跳绳组每组跳30个，节奏为1.2/秒。此时受试者心率在150次/分-169次/分之间。跳绳节奏通过录音的形式记录下来用于之后运动干预的语音提示；

②跳绳组合及运动强度的验证：60名受试者（高强度间歇跳绳组30名，中强度间歇跳绳组30名）佩戴心率表，分别在语音提示下进行20次的跳绳干预，每组之间间歇1分钟，并记录受试者的心率情况。结果发现，高强度间歇跳绳组受试者心率在170次/分-190次/分之间，中强度间歇跳绳组受试者的心率在150次/分-169次/分之间。这表明两种跳绳组合满足试验要求。

（2）运动方案的具体实施。

在进行运动干预之前进行10分钟左右的热身运动（方式为间歇跳绳），10分钟后开始进行正式的运动干预。2个组分别在不同的锻炼环境中完成跳绳30次/每组×20组的训练。高强度间歇跳绳组完成跳绳的节奏为：前20下快速（每秒约2个），后10下（每秒约1个）；中强度间歇跳绳组完成跳绳的节奏为：匀速完成30个（约每秒1.2个/个）；每组之间的间歇时间为1分钟，间歇方式为原地休息。受试者佩戴心率表全程监控运动强度。

1.3、执行功能测量

实验中所有操作程序都通过电脑的E-prime1.1系统来实现，具体测量执行功能的任务设计程序如下：More-odd shifting任务：要求被试对数字1到9（5除外）进行数字大小判断或奇偶数判断。首先，呈现黑色数字，让被试者判断数字大于5还是小于5（“大/小”判断）。然后，呈现绿色数字，让被试判断数字是奇数还是偶数（“奇/偶”判断）。最后，如果数字是黑色，就进行“大/小”判断，如果数字是绿色，就进行“奇/偶”判断（“大/小—奇/偶”转换）。正式测验分6小段，采用ABCCBA的顺序。A和B段不需要转换，各16次；C段需要转换32次，其中包含16次转换过程。第一次进行A或B段前练习8次，C段前练习8次。测验成绩为转换条件与不转换条件下的平均反应时相减，差异越小，转换能力越好。

1.4、试验程序

整个试验包括任务前测、运动干预和任务后测3个部分组成。前测：先让受试者在安静环境里休息2分钟，然后在计算机上使用认知任务测量受试者的认知功能。运动干预部分：按设计的运动方案进行运动干预。后测：运动完之后10分钟（受试者心率恢复到正常心率左右）使用与前测相同的认知任务再次测量受试者。

2、结果与分析

表2 中、高强度间歇运动干预对儿童认知影响的主体间效应检验

采用重复测量方差分析不同强度间歇运动干预对儿童认知的影响。结果发现，时间和组别交互作用效应边缘性显著，F（2，87）=3.188，P=0.051；时间因素主效应显著，F（2，87）=5.967，P=0.023＜0.05；组别因素主效应不显著，F（2，87）=0.340，P=0.714＞0.05。进一步对组别因素采用LSD多重比较分析不同组别变化幅度差异，结果发现，中强度间歇跳绳组儿童的odd-shifting任务的反应时与运动干预前有显著性差异（P＜0.001），说明中强度间歇跳绳干预能够显著提高儿童的认知。高强度间歇跳绳组儿童odd-shifting任务的反应时与运动干预前存在显著性差异（P＜0.05），说明高强度间歇跳绳能够显著提高儿童的认知。进一步多重比较发现，中强度间歇跳绳组的odd-shifting任务的反应时与高强度间歇跳绳组存在显著性差异（P＜0.05），说明相比高强度间歇跳绳，中强度间歇跳绳能够更好的改善儿童的认知。

3、讨论

本研究以8-9岁儿童为研究对象,揭示了两种不同强度间歇跳绳对儿童认知的影响。研究结果显示，中强度间歇跳绳对儿童的认知表现出更好的改善效果。本研究再次证明了运动强度是运动影响执行功能各子功能发展的重要因子，这与以往的研究结果是一致的。从神经生理学角度看，运动干预可以通过改善脑功能局部一致性、脑区网络功能连接以及脑激活模式等脑功能指标进而促进儿童执行功能的发展。本研究采用的中、高强度的间歇跳绳能够激活大脑中与运动相关的初级感觉皮层、辅助运动皮质以及小脑等区域，而这些脑区在运动干预的影响下会加强与认知相关的脑区的功能连接。

4、结论

中、高强度间歇运动干预后受试者在三个执行功能测量任务中均表现出不同的水平，其中HIIT有效改善了儿童的抑制功能，MIIT有效改善了儿童执行功能的三个子功能。与非绿色锻炼环境相比，在绿色锻炼环境中进行HIIT能够更有效地改善儿童抑制功能。不同锻炼环境下MIIT对儿童执行功能的三个子功能均有积极影响，且无明显差异。