定向運動練習改善注意缺陷多動障礙兒童執行功能的研究

宋楊，劉陽，楊寧，王長在

（1.天津財經大學 體訓部，天津 300222；2.陜西師范大學 體育學院，陜西 西安 710119 ；3.山東青年政治學院 體育部，山東 濟南 250103；4.中山紀念中學，廣東 中山 528454）

注意缺陷多動障礙(attention deficit hyper activity dis-order，ADHD)是以注意渙散、多動和沖動為主要特征的心理障礙,是兒童成長期間比較常見的一種精神障礙[1]，這種心理障礙多發生在 6～12歲兒童。Barkley[2]通過系列研究提出ADHD執行功能缺損理論，證實執行功能損害是ADHD的核心缺陷。ADHD兒童執行功能的工作記憶、抑制和計劃受損是比較突出的問題[3]，會表現出不同程度的執行功能異常。因此,針對ADHD兒童設計有效的認知預防和干預措施，有助于ADHD兒童的執行功能改善。

定向運動干預訓練對于ADHD兒童注意力缺陷、認知障礙等問題干預具有明顯的“靶向性訓練”特點[4-8]。鑒于此，本研究設計多種形式定向練習課程，進行10周有關定向注意訓練、定向記憶訓練、戶外定向情境轉換訓練等多種不同任務水平的認知練習干預，探討定向運動干預對ADHD兒童及正常兒童執行功能的影響，分析比較ADHD兒童與正常兒童執行功能的差異，揭示定向運動項目與ADHD兒童執行功能的關系，為促進ADHD兒童運動康復干預提供路徑；設計有效的運動干預訓練方案，為執行功能缺陷的ADHD兒童的康復與治療提供可靠的理論依據和方法。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

1)ADHD兒童的選取。

采用DSM-IV診斷標準和Conner's量表進行診斷來確定[9-10]。標準為：(1)排除廣泛性發育障礙、精神發育遲緩等神經系統疾病；(2)所有被試者均進行韋氏兒童智力測驗，智力測試結果≥80；(3)所有被試者均未經過藥物治療；(4)所有測試需被試者及其監護人同意[11]。

2)實驗設計。

依據ADHD兒童選取標準，選取44名ADHD兒童(24男，20女)，40名正常兒童(20男，20女)，平均年齡9.7歲，隨機分為定向教學條件下22名ADHD兒童(12男，10女)和20名正常兒童(10男，10女)，共42人；正常教學條件下22名ADHD兒童(12男，10女)和20名正常兒童(10男，10女)，共42人。

1.2 研究方法

1)執行功能測量。

采用陳愛國等[12]開發的兒童執行功能測試工具(效度＞0.85)，執行功能任務測量包含抑制控制(Flanker任務)、記憶刷新(1-back任務)、注意轉換(More-odd shifting任務)3個維度，測試程序編程通過E-Prime2.0軟件實現。每進行一項任務測試之前，先由操作者指導被試者進行熟練度練習，直至能夠熟練掌握再開始進入正式測試，實驗時間約需21 min。

2)定向運動干預方案。

設計不同任務難度的運動干預方案(見圖1)，充分考慮定向運動項目練習內容、干預機制、運動量與強度，本研究采用中等運動強度(220-年齡)×(60%～69%)，持續運動過程中通過佩戴polar心率表進行心率監控，平均心率控制在 120～140次/min，確保達到目標運動強度[13]，每次運動持續時間25～35 min，進行定向運動練習干預各10周(包括前后測各1周)，執行功能前后測指標和測試工具相同。

圖1 不同難度等級定向運動練習圖

3)數理統計與分析。

實驗測試數據由 E-Prime2.0軟件采集，并通過SPSS21.0軟件進行統計學分析。

2 研究結果與分析

2.1 兩類兒童執行功能發育特征

對ADHD兒童和正常兒童的執行功能發育進行獨立樣本T檢驗，以了解ADHD兒童的執行功能水平特征。結果發現，ADHD兒童與正常兒童抑制功能、轉換功能、刷新功能存在顯著性差異(P＜0.05，表 1)，即ADHD兒童和正常兒童執行功能發育水平具有顯著性差異。

表1 兩類兒童執行功能發育特征(x±s) ms

2.2 定向教學和正常教學條件下兩類兒童執行功能前測成績檢驗

對定向教學和正常教學條件下ADHD兒童進行前測分析：抑制功能F(1，43)=0.119、轉換功能F(1，43)=0.153、刷新功能F(1，43)=0.390，3個維度的測試結果均P>0.05，說明干預前定向教學和正常教學ADHD兒童的執行功能水平無顯著性差異。

對定向教學和正常教學條件下正常兒童進行前測分析：抑制功能F(1，39)=0.500、轉換功能F(1，39)=0.594、刷新功能F(1，39)=0.758，3個維度的測試結果均P>0.05，說明干預前定向教學和正常教學正常兒童執行功能水平無顯著性差異。

2.3 運動干預對兩類兒童執行功能的影響

采用2(被試類型：正常兒童、ADHD兒童)×2(干預方式：定向教學、正常教學)×2(測試時間：前測、后測)混合實驗設計。被試類型和干預方式為被試間變量，測試時間為被試內變量，因變量為反應時。分析定向運動練習對ADHD兒童和正常兒童執行功能的影響效果(表 2)。

表2 定向運動練習干預對兩類兒童執行功能影響的方差數據表

抑制功能測試：干預方式主效應顯著(F(1，167)=6.264，P＜0.05)，表明定向教學與正常教學條件下抑制功能具有顯著性差異；被試類型主效應非常顯著(F(1，167)=29.408，P＜0.01),表明正常兒童與 ADHD兒童抑制功能具有顯著性差異；測試時間主效應非常顯著(F(1，167)=16.964，P＜0.01)，表明抑制功能有隨測試時間變化趨勢；干預方式×測試時間的交互作用非常顯著(F(1，167)=26.185，P＜0.01)，表明定向教學與正常教學條件下前后抑制功能變化具有顯著性差異；被試類型×干預方式×測試時間的交互作用顯著，(F(1，167)=4.073，P＜0.05)，表明不同干預方式正常兒童和ADHD兒童干預前后抑制功能變化具有顯著性差異。

轉換功能測試：干預方式主效應非常顯著(F(1，167)=23.493，P＜0.01)，表明定向教學與正常教學條件下轉換功能具有顯著性差異；被試類型主效應非常顯著(F(1，167)=73.883，P＜0.01)，表明正常兒童與ADHD兒童轉換功能具有顯著性差異；測試時間主效應非常顯著(F(1，167)=33.016，P＜0.01),表明轉換功能有隨測試時間變化趨勢；干預方式×測試時間的交互作用非常顯著(F(1，167)=27.274，P＜0.01)，表明定向教學與正常教學條件下前后轉換功能變化具有顯著性差異；被試類型×干預方式×測試時間的交互作用顯著(F(1，167)=4.176，P＜0.05)，表明不同干預方式正常兒童和ADHD兒童干預前后轉換功能變化具有顯著性差異。

刷新功能測試：干預方式主效應非常顯著(F(1，167)=63.881，P＜0.01)，表明定向教學與正常教學條件下刷新功能具有顯著性差異；被試類型主效應非常顯著(F(1，167)=11.106，P＜0.01)，表明正常兒童與ADHD兒童轉換功能具有顯著性差異；測試時間主效應非常顯著(F(1，167)=43.889，P＜0.01)，表明刷新功能有隨測試時間變化趨勢；干預方式×被試類型的交互作用顯著(F(1，167)=14.271，P＜0.01)，表明不同干預方式的不同兒童刷新功能具有顯著性差異；干預方式×測試時間的交互作用非常顯著(F(1，167)=50.371，P＜0.01)，表明定向教學與正常教學條件下前后刷新功能變化具有顯著性差異；被試類型×干預方式×測試時間的交互作用顯著(F(1，167)=5.852，P＜0.05)，表明不同干預方式正常兒童和ADHD兒童干預前后刷新功能變化具有顯著性差異。

1)運動干預對ADHD兒童執行功能的影響。

被試類型×干預方式×測試時間出現了交互作用，進一步進行簡單效應檢驗，結果發現，定向教學條件下ADHD兒童干預前后抑制功能的變化具有顯著性差異(F(1，43)=24.824，P<0.01)，正常教學條件下抑制功能反應時不存在顯著性差異(F(1，43)=1.984，P＞0.05)，表明定向運動條件下對ADHD兒童抑制功能具有改善作用。

定向教學條件下ADHD兒童干預前后轉換功能的變化具有顯著性差異(F(1，43)=30.092，P＜0.01)，正常教學條件下抑制功能反應時不存在顯著性差異(F(1，43)=2.213，P＞0.05)，表明定向運動條件下對ADHD兒童的轉換功能具有改善作用。

定向教學條件下ADHD兒童干預前后刷新功能的變化具有顯著性差異(F(1，43)=34.117，P＜0.01)，正常教學條件下刷新功能反應時不存在顯著性差異(F(1，43)=0.963，P＞0.05)，表明定向運動條件下對ADHD兒童的刷新功能具有改善作用。

2)運動干預對正常兒童執行功能的影響。

被試類型×干預方式×測試時間出現交互作用，進一步進行簡單效應檢驗，結果發現，定向教學條件下正常兒童干預前后抑制功能的變化具有顯著性差異(F(1，39)=9.525，P＜0.01)，正常教學條件下抑制功能反應時不存在顯著性差異(F(1，39)=0.046，P＞0.05)，表明定向教學條件下對正常兒童的抑制功能具有改善作用。

定向教學條件下正常兒童干預前后轉化功能的變化具有顯著性差異(F(1，39)=17.871，P＜0.01)，正常教學條件下轉換功能反應時不存在顯著性差異(F(1，39)=2.380，P＞0.05)，表明定向條件下對正常兒童的轉換功能具有改善作用。

定向教學條件下正常兒童干預前后刷新功能的變化具有顯著性差異(F(1，39)=60.132，P＜0.01)，正常教學條件下刷新功能反應時不存在顯著性差異(F(1，39)=0.213，P＞0.05)，表明定向教學條件下對正常兒童的刷新功能具有改善作用。

3)定向教學條件下對ADHD兒童、正常兒童執行功能的影響。

干預方式×測試時間出現了交互作用，進一步進行簡單效應檢驗，結果發現：ADHD兒童與正常兒童抑制功能變化具有顯著性差異(F(1，83)=30.449，P＜0.01)，且ADHD兒童抑制功能的提高幅度顯著高于正常兒童。

定向教學條件下，ADHD兒童與正常兒童轉換功能變化具有顯著性差異(F(1，83)=36.325，P＜0.01)，且ADHD兒童轉換功能的提高幅度高于正常兒童。

定向教學條件下，ADHD兒童與正常兒童刷新功能變化具有顯著性差異，(F(1，83)=66.023，P＜0.01)，且ADHD兒童刷新功能提高幅度顯著高于正常兒童。

綜上結果表明定向運動練習干預方案對ADHD兒童、正常兒童執行功能水平均具有積極作用，且ADHD兒童的執行功能改善效果優于正常兒童。

3 討論

3.1 定向運動對ADHD兒童執行功能的影響

本研究設計的 10周定向運動干預方案不僅對正常兒童的執行功能有提高作用，且對ADHD兒童的執行功能也顯著提高，揭示了定向運動與ADHD兒童的關系。本研究設計的運動方案之所以有效改善兒童執行功能，是因為設計的干預方案內容符合兒童群體身心特點，根據兒童執行功能發展特點，選擇適宜的運動強度、時程效應、運動形式等。

設計的定向運動干預方案主要通過以下設計改善ADHD兒童執行功能：(1)從路線設計方面，每個級別的定向運動都包括方位轉換與抑制、路線決策與抑制、地圖信息記憶與注意等方面內容，達到靶向訓練的效果，進而有效促進ADHD兒童執行功能發展。在運動難度設計方面，參與者需要從定向運動低級難度逐步過渡到高級別難度，ADHD兒童認知的高度參與逐步加深，從而達到靶向訓練和提升ADHD兒童執行功能水平。劉陽等[6]對32名ADHD兒童進行定向運動練習干預，對前后認知能力測試比較，發現通過長期定向運動練習對 ADHD兒童注意分配與注意廣度、視覺工作記憶具有明顯的改善作用，說明定向運動是需要參與者認知高度參與的運動項目。本研究設計的五級定向運動練習圖需要參與者的空間轉移，路線選擇與抑制、圖形記憶與刷新需要認知高度參與。(2)從情景設計上來看，每次的定向運動訓練內容包含定向運動的理論學習、體能訓練和比賽，呈現出多情景和多轉變的特點，整個運動中需要多種認知成分交互變換、共同協作才可完成，蘊含著豐富的執行控制過程。如在識圖過程中對無關信息的抑制，尤其對非目標點的抑制，要求參與者更強的抑制參與。隨著定向運動級別難度的提升，需要抑制的實景信息就越多，從而鍛煉抑制能力。另外，定向運動練習要求參與者快且準確的識別地圖方位，地圖關鍵信息(如方向的變換)與記憶符號的轉換、存儲和提取，五級定向運動練習設計使ADHD兒童和正常兒童認知參與程度循序漸進，從而鍛煉并提升轉換功能。在本研究中，通過識記地圖信息、多點記憶搜索目標等練習，兒童需不斷主動儲存不同目標點方向，選擇最佳路線，通過反復練習，提升ADHD兒童和正常兒童的刷新功能。(3)從運動強度和項目特點上來看，不同運動強度運動干預會對執行功能產生不同的影響[14-18]。本研究采用中等運動強度( 220-年齡)×(60%～69%)，持續運動過程中通過佩戴 polar心率表進行心率監控，平均心率控制在120～140次/分，確保達到目標運動強度。而從定向運動本身的項目特點出發，不難發現定向運動是一項需要判斷力和反應力、頑強的意志品質、視覺空間能力高度參與的運動項目，對身體、智力正處在生長發育階段的青少年來說，定向運動項目具有比其他體育項目所無法比擬的優勢。定向運動干預訓練方案設計的運動強度與運動時間使參與者能保持最佳的生理喚醒。根據“倒U假設”，適度喚醒與最佳認知能力有關，而喚醒水平低于或高于最佳水平將降低有益效果[19-20]。

3.2 定向運動練習對兩類兒童執行功能影響的差異

本研究設計運動干預方案對ADHD兒童、正常兒童的執行功能有積極作用，且ADHD兒童執行功能的改善效果優于正常兒童。ADHD兒童、正常兒童執行功能表現出來的差異性可從關注度、投入度、認知負荷、腦機制等方面解釋，定向運動項目是在大自然中進行，類似尋寶的練習讓ADHD兒童以期待、好奇的心態投入到定向運動訓練。兒童自我體驗感的提高和積極的情緒促進了神經喚醒水平的提高，從而改善了執行功能[21]。相關研究證實，工作記憶中儲存與提取過程可提升ADHD兒童的專注度[22]。從腦機制來說，ADHD兒童和正常兒童的神經通路可能是不一樣的，ADHD屬于一種神經發展障礙，定向運動干預方案的認知負荷滿足了ADHD兒童的認知記憶容量，可以有效改善ADHD兒童的注意分散等癥狀。兒童大腦具有很強的發展可塑性，經過定向運動靶向性訓練，對練習者的注意、記憶等認知能力被激活，促進大腦的不同區域之間良好協調,從而達到改善腦功能的目的。此外，ADHD兒童執行功能提升效果較正常兒童提升幅度大，這與干預前正常兒童和ADHD兒童存在發育差異有關，ADHD兒童的執行功能具有更大的提升潛力。

綜上所述，研究認為設計的定向運動干預方案對ADHD兒童和正常兒童的執行功能均具有積極影響。ADHD兒童執行功能的改善效果優于正常兒童。