体力活动对绝经后妇女的执行功能影响特点及机制研究

发布时间：2019-10-18 13:45

【摘要】：执行功能是大脑皮层负责并协调其他一切认知过程的最高层次认知活动,表现为个体有效启动并完成意图性活动的一种执行控制能力。与老年人日常生活联系密切,执行功能衰退较一般认知能力出现早且影响最为明显,如未能及时干预则可逐渐发展成认知功能障碍,严重影响老年人生命质量。世界卫生组织预测到2020年,全球将会有2900万痴呆患者,其中2/3为AD患者。特别值得关注的是绝经后妇女AD的发病率比同年龄的男性高2-3倍。因此,如何有效地帮助绝经后妇女减缓认知(执行)功能衰退是现今老年医学研究领域关注的一个重要问题。相关研究已证实,在大脑正常衰老进程中,通过积极体力活动的生活方式干预可以促进特定脑区(如海马等)神经元突触和树突形成的新环路,有效补偿年老化带来的神经结构缺陷,进而延缓执行功能衰退。以往研究中,对能够有效实现这一积极作用的体力活动水平存在不一致结果,体力活动是否对执行功能(抑制、刷新、转换)三个子成分均产生促进效益以及对执行功能的影响特点和脑加工机制有待进一步探究。鉴于此,本研究以认知年老化、执行控制和信息加工相关理论为背景,以体力活动与执行加工过程为主线,选取上海市中心城区20余个社区的40名55-65岁正常绝经后健康女性被试为实验对象,结合Go-Nogo、N-back、More-odd Switching任务,采用事件相关脑电位技术,对不同体力活动水平绝经后妇女完成执行任务的行为及执行加工过程进行研究,探讨体力活动对绝经后妇女执行功能(抑制控制、记忆刷新、注意转换)的影响特点及神经生理学机制,以进一步充实认知年老化与执行控制的相关理论,为体力活动有效延缓绝经后妇女执行功能衰退提供科学依据。本研究结果显示:(1)在抑制控制任务中,两组被试均有较高的Nogo抑制成功率,且高度活跃组的Go反应的速度显著快于中度活跃组。在冲突监控阶段,高度活跃组在顶区诱发的N2潜伏期有显著Go-Nogo效应,中央-顶区诱发Go-N2波峰和Nogo-N2波峰均大于中度活跃组;同时,在抑制加工阶段,高度活跃组的Nogo-P3潜伏期显著短于中度活跃组,且Nogo-P3波峰有显著Go-Nogo效应,顶区诱发的P3波峰更大,潜伏期更短。(2)在记忆刷新任务中,高度活跃组在高、低负荷任务中的反应速度和行为准确性均快而优于中度活跃组。在图形信息编码、匹配、刷新和短时储存过程中,两组被试的P3波幅均随记忆负荷增加而下降。中度活跃组对认知负荷较为敏感,即3-back-P3潜伏期显著长于1-back。而高度活跃组受记忆负荷影响小,对认知资源的动员、分配和运用能力强,即1-back、3-back的P3波峰以及额-中央-顶区D-N450波幅均大于中等活跃组。(3)在注意转换任务中,高度活跃组的Switch和Non-switch行为准确率、反应速度及global cost均优于中度活跃组。两组被试均受任务负荷影响,即中央-顶-枕区诱发的Switch-P3波峰均大于Non-switch-P3波峰。在Non-switch任务中,高度活跃组Non-switch-P3潜伏期长于switch-P3和中度活跃组的Non-switch-P3。当任务难度加大(由重复变为转换)时,高度活跃组的认知加工策略高效,利用较少的认知资源即可较好完成转换任务。而中度活跃组即便动员了较多认知资源(顶区P3波幅增大),提高决策速度(switch-P3潜伏期缩短),其行为准确率和反应时仍受到限制。研究结论:(1)体力活动可有效提高绝经后妇女对复杂生活环境的适应能力,其表现在觉察干扰信息的速度快、认知资源使用策略优、抑制加工过程效率高等方面。(2)体力活动可有效提高绝经后妇女的工作记忆负荷,反映在对不同记忆负荷的知觉认知需求适应力强,对记忆内容编码-匹配-刷新-短时储存过程的执行加工策略灵活,对认知资源的调配和运用效率高效等方面。(3)体力活动可有效提高绝经后妇女的注意转换与协调能力,体现在多任务转换加工过程中对工作记忆和抑制功能的协调能力强,认知资源调配与加工策略优,应对不同反应规则的转换灵活等方面。(4)体力活动可有效促进绝经后妇女执行功能,高度活跃的体力活动更有助于形成快而准的动作反应能力,形成额-中央-顶区大脑皮层快而优的激活与执行加工策略,从而对绝经后妇女执行功能产生更明显的促进作用。本研究证实了积极体力活动有效延缓绝经后妇女执行功能衰退的效果,为揭示体力活动保护绝经后妇女执行功能的神经生理学机制提供了理论依据,从而进一步丰富了体力活动与认知老化、执行控制相关理论。同时,本研究通过探讨不同体力活动绝经后妇女完成抑制控制、记忆刷新、注意转换任务的行为表现和执行加工特点,从行为学和神经心理学层面证实了体力活动对执行功能(抑制控制、记忆刷新、注意转换)起促进作用,且高度活跃体力活动绝经后妇女拥有更强的抑制-刷新-转换能力和快而准的执行行为优势。该效益产生于体力活动促进了绝经后妇女额-中央-顶区大脑皮层在干扰环境中信息觉察与加工速度,优化了应对不同知觉需求的认知加工策略,以及抑制-刷新-转换三个子结构的协同效应。其次,本研究结合ERP技术和执行控制相关的神经心理学任务对执行功能的三个重要子成分进行了全面探讨,为解释以往研究的不一致结论提供了客观依据,从方法和技术上为今后认知年老化干预研究提供了借鉴,为体力活动干预认知年老化的可行性与有效性提供了理论参考。
【学位授予单位】：上海体育学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：G804.8

【参考文献】