引言

心肺適能對認知能力的影響：作為體質(zhì)健康中最重要的要素，心肺適能對認知有重要的積極影響。研究表明，兒童心肺健康與認知能力有關(guān)，與區(qū)域腦結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。較低的有氧適能對大腦結(jié)構(gòu)和功能存在潛在的有害影響，這些影響構(gòu)成其學(xué)業(yè)表現(xiàn)的各個方面。我國學(xué)者李明珠、蔣長好等人表示有氧耐力更好的兒童，認知控制能力較高，學(xué)業(yè)表現(xiàn)和認知能力水平更好。有氧適能可能會影響認知過程及其神經(jīng)基礎(chǔ)，但作用方式說法不一。

Hillman表示相對于有氧適能水平低的同齡人，水平高的兒童表現(xiàn)出更快的信息處理速度，但也有研究表示有氧適能與更好的反應(yīng)準確性相關(guān)，而沒有觀察到反應(yīng)速度的差異。認知是多種因素共同影響的結(jié)果，心肺適能對其的作用也可能與其他因素有關(guān)。Voelcker等人發(fā)現(xiàn)心血管健康與肌肉力量相結(jié)合時，對老年人認知的影響效果更強。然而，Irene等人在最近的一項對超重肥胖兒童的研究中發(fā)現(xiàn)，心肺適能可能獨立地與大量的皮層和皮層下的大腦結(jié)構(gòu)有關(guān)，心肺耐力的提高可能會積極影響?yīng)毺氐拇竽X區(qū)域和學(xué)術(shù)指標的發(fā)展，從而抵消兒童時期超重和肥胖對大腦結(jié)構(gòu)的有害影響，與肌肉適能水平無關(guān)。

此外，我國有研究發(fā)現(xiàn)有氧能力對兒童認知的作用受血清鈣濃度的影響，二者存在交互作用。除了兒童青少年，還有很多研究關(guān)注中老年人、等認知下降特殊人群身上在老年人中，體質(zhì)健康主要與執(zhí)行功能控制過程相關(guān)，Voelcker等人研究發(fā)現(xiàn)，心血管健康與更好的執(zhí)行控制過程相關(guān)，如注意力資源的分配、引發(fā)的沖突評估或刺激編碼更快。

但有研究表明心肺適能與老年人執(zhí)行功能和情景記憶之間的正相關(guān)關(guān)系，在年輕人中沒有統(tǒng)計學(xué)意義。縱向研究中也表現(xiàn)出心肺適能與認知能力之間的正向關(guān)系。Niederer等人表示在幼兒中，基線時較高的有氧適能和運動技能與隨訪時更好的空間工作記憶和/或注意力有關(guān)。在一項針對122,1727名年輕人的大型研究中，15歲到18歲之間的心血管健康變化預(yù)測了18歲時的認知能力，18歲時的心血管健康預(yù)測了日后的智力和教育成就。

身體成分對認知能力的影響：兒童身體成分與認知、執(zhí)行功能三者關(guān)系密切。3~5歲幼兒超重、肥胖會對認知能力、認知靈活性、工作記憶、執(zhí)行功能、學(xué)習(xí)成績和心理健康水平等產(chǎn)生消極影響（認知靈活性、工作記憶是執(zhí)行功能核心子功能之一，前者生理機制與大腦前額葉有關(guān)，后者指認知的過程中，在頭腦中暫時存儲與加工信息的能力，是個體認知活動的關(guān)鍵能力），且肥胖與反應(yīng)時無關(guān)。在小學(xué)生中，內(nèi)臟脂肪與認知存在負相關(guān)關(guān)系，良好的身體質(zhì)量指數(shù)對閱讀能力、數(shù)學(xué)成績、算術(shù)認知能力有積極影響。此外，一個出生隊列研究表明在調(diào)整教育和經(jīng)濟因素后，體重指數(shù)的增加對中年認知功能和認知儲備存在負面影響。

肌肉適能對認知能力的影響：Eveland表示肌肉適能可作為兒童數(shù)學(xué)成績的預(yù)測指標，兒童的下肢肌力與學(xué)業(yè)成績存在正相關(guān)關(guān)系。Voelcker等研究人員報告說肌肉力量與德國老年人的認知能力呈正相關(guān)，此外，65歲以后運動能力下降與認知能力下降有關(guān)。生理機制：學(xué)齡前兒童神經(jīng)系統(tǒng)處于發(fā)育狀態(tài)，處于不成熟或者逐漸成熟狀態(tài)，這一發(fā)育特點導(dǎo)致其神經(jīng)系統(tǒng)易被自身或環(huán)境狀態(tài)等影響。較低水平的健康體適能狀態(tài)可能會改變幼兒正常的神經(jīng)發(fā)育軌跡以及增加認知障礙的風(fēng)險，以至于對成年期及以后的生活、學(xué)習(xí)等方面產(chǎn)生不良的影響。對于體質(zhì)健康和大腦結(jié)構(gòu)之間的獨特關(guān)系，有以下幾種可能的解釋：

(1)更好的體質(zhì)健康水平可以通過對大腦結(jié)構(gòu)細胞增殖和生存，突觸可塑性，神經(jīng)發(fā)生，以及保護大腦免受腦損傷等基本生物過程的有益作用來保護大腦結(jié)構(gòu)。(2)體質(zhì)健康通過改變大腦結(jié)構(gòu)的體積產(chǎn)生作用。Chaddock等人發(fā)現(xiàn)具有高水平心肺功能的青春期前兒童有更大的海馬體和基底神經(jīng)節(jié)，特別是硬膜和蒼白球的體積。

(3)可能與大腦結(jié)構(gòu)的形狀有關(guān)。Ortega等人表明心肺適能通過塑造皮質(zhì)下腦核的形狀來影響大腦，而不一定是增加體積。所有的健康體適能成分成分都與皮質(zhì)下腦核的形狀顯著相關(guān)，這些聯(lián)系既有積極的，也有消極的，兒童時期健康水平的提高與伏隔、杏仁核、尾狀核、海馬、蒼白球、殼核和丘腦某些區(qū)域的擴張和收縮有關(guān)，心肺健康主要與擴張有關(guān)，而握力主要與收縮有關(guān)。

(4)有氧適能與上游神經(jīng)電過程(與刺激參與相關(guān))和下游過程(與動作監(jiān)控相關(guān))及神經(jīng)營養(yǎng)因子（比如BDNF）的改變有關(guān)。有氧運動可誘導(dǎo)年輕小鼠特定腦區(qū)DNA復(fù)制增加。然而，對于這一機制的說法也存在爭議。此外，在老年人中，額葉活動的增加常被解釋為克服與年齡有關(guān)的變化所必需的一種代償機制，研究發(fā)現(xiàn)，體質(zhì)健康水平高的老人似乎能更有效地利用現(xiàn)有資源，其上額葉和中額葉區(qū)域的額葉活動減少但表現(xiàn)更好，即完成任務(wù)所需的資源更少，可能表明了一個事實，更健康的受試者的大腦可能看起來更年輕。

總體而言，體質(zhì)健康對認知能力的積極影響已得到較充分的證實，然而以學(xué)齡前兒童為研究對象的大部分研究為證據(jù)等級不高的橫斷面研究，縱向研究極少；其次，雖有少量的縱向研究設(shè)計，但隨訪時間較短，且二者研究也存在諸多不足，比如很大一部分研究未將體質(zhì)健康作為一個整體來研究，只針對心肺耐力和身體成分兩個方面，研究不全面，部分研究存在體質(zhì)測試方法不符、以學(xué)業(yè)成績反映認知等問題，設(shè)計合理性存在爭議。

最后，二者間的獨立效應(yīng)還有待進一步驗證?；谀壳把芯楷F(xiàn)狀，有相關(guān)研究采用縱向追蹤研究，旨在（1）探討學(xué)齡前兒童體質(zhì)健康與其三年后認知能力之間的縱向關(guān)聯(lián)關(guān)系；（2）進一步探討這兩者間關(guān)系是否獨立于基線認知水平存在。研究結(jié)果將進一步豐富學(xué)齡前兒童體質(zhì)健康與未來認知能力關(guān)系的認識，為生命早期認知發(fā)展研究提供參考。

與已有體質(zhì)健康與認知能力研究結(jié)果比較：橫斷面研究中發(fā)現(xiàn)，學(xué)齡前兒童良好的體質(zhì)健康及心肺適能水平對認知能力存在積極影響。這與研究的橫斷面研究結(jié)果相一致。DonnellyJE等人在關(guān)于體質(zhì)健康、體力活動與認知能力三者關(guān)系的綜述中表示，現(xiàn)有的橫斷面研究表明體質(zhì)健康和認知活力之間的關(guān)系可能最早是在兒童中建立的。學(xué)齡前兒童的健康狀況能夠預(yù)測智力成熟度。增加體育教育的時間可以促進生命早期的認知效益。健康水平更高的兒童有更大的皮層激活和相應(yīng)的認知表現(xiàn)。

Hogan,M表示體質(zhì)健康可以通過提高注意力系統(tǒng)的效能來增強認知能力。鐘云輝等人在對兒童體質(zhì)、執(zhí)行功能和學(xué)業(yè)成績的三者關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，體質(zhì)健康對小學(xué)生學(xué)業(yè)成績有積極影響。作為體質(zhì)健康中最重要的要素，心肺適能對認知也有重要的積極影響。研究表明，心肺適能的改善對年輕人的抑郁、焦慮、情緒狀態(tài)和自尊有短期和長期的積極影響，似乎也與較高的學(xué)業(yè)成績有關(guān)，但其可信度還有待進一步考量。兒童心肺健康與認知能力有關(guān)，與區(qū)域腦結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。

較低的有氧適能對大腦結(jié)構(gòu)和功能存在潛在的有害影響，這些影響構(gòu)成其學(xué)業(yè)表現(xiàn)的各個方面。我國學(xué)者李明珠、蔣長好等人表示有氧耐力更好的兒童，認知控制能力較高，學(xué)業(yè)表現(xiàn)和認知水平更好。IreneEsteban-Cornejo等人在最近的一項對超重肥胖兒童的研究中發(fā)現(xiàn)，心肺適能可能獨立地與大量的皮層和皮層下的大腦結(jié)構(gòu)有關(guān)，心肺耐力的提高可能會積極影響?yīng)毺氐拇竽X區(qū)域和學(xué)術(shù)指標的發(fā)展，從而抵消兒童時期超重和肥胖對大腦結(jié)構(gòu)的有害影響，與肌肉適能水平無關(guān)。除心肺適能外，眾多研究證實兒童身體成分與認知、執(zhí)行功能三者關(guān)系密切。

結(jié)語

3~5歲幼兒超重、肥胖會對認知功能、認知靈活性、工作記憶、執(zhí)行功能、學(xué)習(xí)成績和心理健康水平等產(chǎn)生消極影響（認知靈活性、工作記憶是執(zhí)行功能核心子功能之一，前者生理機制與大腦前額葉有關(guān)，后者指認知的過程中，在頭腦中暫時存儲與加工信息的能力，是個體認知活動的關(guān)鍵能力），且在小學(xué)生中，內(nèi)臟脂肪與認知存在負相關(guān)關(guān)系，良好的身體質(zhì)量指數(shù)對閱讀能力、數(shù)學(xué)成績、算術(shù)認知能力有積極影響。而Eveland-Sayers,B.M表示肌肉適能也可作為兒童數(shù)學(xué)成績的預(yù)測指標，兒童的下肢肌力與學(xué)業(yè)成績存在正相關(guān)關(guān)系。

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