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越野訓(xùn)練對(duì)老年視覺工作記憶影響ERP探究

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越野訓(xùn)練對(duì)老年視覺工作記憶影響ERP探究

研究目的

前期研究證實(shí):衰老導(dǎo)致視覺工作記憶(VisualWorkingMemory,VWM)能力的退行性變化:涉及在視覺空間中定位靶線索的能力,以及在多個(gè)目標(biāo)刺激下進(jìn)行視覺搜索及信息加工的效率。而定向越野訓(xùn)練可以有效延緩與年齡相關(guān)的VWM減退,主要基于兩個(gè)方面的訓(xùn)練:①有氧無氧相結(jié)合的混合供能方式訓(xùn)練;②時(shí)空壓力下對(duì)信息的高效認(rèn)知加工能力訓(xùn)練。通過定向越野訓(xùn)練,個(gè)體不僅需要高速奔跑,同時(shí)也要面臨時(shí)空壓力下的一系列VWM認(rèn)知任務(wù):地圖信息辨別、視覺搜索、注意轉(zhuǎn)換、方向辨別等。前期系列研究已經(jīng)較為一致地證實(shí)了,長(zhǎng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)和一次性急性有氧訓(xùn)練,都能改善VWM能力:包括記憶、注意、視覺搜索、信息處理等多個(gè)領(lǐng)域(Etnier,2016;DuRietz,2019)。即使是一次性急性有氧訓(xùn)練,也可以即時(shí)提高個(gè)體的VWM表現(xiàn)。此外,在控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的前提下,還適用于老年群體(Hogan,2015)。在無氧訓(xùn)練干預(yù)方面,Alves等人通過選擇性注意測(cè)試(Stroop實(shí)驗(yàn))和數(shù)字廣度實(shí)驗(yàn),實(shí)證了急性高強(qiáng)度間歇練習(xí)能顯著改善VWM中的選擇性注意(SelectiveAttention)和其他執(zhí)行功能。在運(yùn)動(dòng)后被試完成選擇性注意任務(wù)的反應(yīng)時(shí)間明顯縮短(AlvesCR,etal,2014)?;谝陨锨捌谘芯?,本研究預(yù)期:定向越野訓(xùn)練能有效改善與年齡相關(guān)的VWM能力的衰退。并嘗試探討這種改善的生理學(xué)依據(jù):研究采用線索回溯(retro-cue)范式和ERP技術(shù),采集分析14名老年定向越野精英和15名普通老年人的VWM能力。通過行為數(shù)據(jù)和腦電數(shù)據(jù)差異性水平,探究定向越野專項(xiàng)訓(xùn)練對(duì)中老年群體VWM的可塑性影響。

研究方法

1.研究對(duì)象:被試分為定向越野老年精英組和老年普通組,每組19人,共計(jì)38人(M=61.7,SD=0.4)。其中老齡定向精英組平均從事定向越野訓(xùn)練年限6年以上,普通組為同年齡段普通老年。所有被試均為右利手,無精神病史,視聽能力正常。所有被試均簽署知情同意書。并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后獲得一定報(bào)酬,本研究通過西南大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):采用E-prime2.0軟件編制實(shí)驗(yàn)程序,使用液晶電腦呈現(xiàn),屏幕分辨率為1024×768,屏幕刷新率為90Hz。被試頭戴腦電帽,雙眼與電腦顯示器的屏幕中心保持水平,眼睛距離顯示器70cm,執(zhí)行線索回溯任務(wù),以定向越野專門符號(hào)做為實(shí)驗(yàn)材料,實(shí)驗(yàn)分為VWM低負(fù)荷和VWM高負(fù)荷兩組。實(shí)驗(yàn)流程:在每個(gè)試次(trial)中,首先呈現(xiàn)指導(dǎo)語,呈現(xiàn)時(shí)間直至被試閱讀完畢后按鍵。然后屏幕中央出現(xiàn)注視點(diǎn)“+”持續(xù)400ms,接著呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料1200ms(VWM高負(fù)荷組線索刺激數(shù)量為6,VWM低負(fù)荷組線索刺激數(shù)量為2),接下來是800ms的間隔,之后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)單個(gè)的探測(cè)符號(hào),被試需要按鍵判斷這個(gè)單個(gè)VWM符號(hào)的圖形和位置是否與剛才的完全匹配(主任務(wù))。3.?dāng)?shù)據(jù)采集與分析:實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用博??礜euracle公司生產(chǎn)的32導(dǎo)濕電極腦電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并在屏蔽電磁干擾的房間中采集相關(guān)誘發(fā)電位。后期預(yù)處理剔除了9名偽跡過多的被試,最終14名老年定向精英(老年定向精英組)與15名普通老年(老年普通組)進(jìn)入最終分析。

研究結(jié)果

①行為結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示:老年精英組在執(zhí)行VWM任務(wù)時(shí),正確率顯著高于老年普通組,同時(shí)反應(yīng)時(shí)顯著低于普通老年組。尤其在執(zhí)行高負(fù)荷VWM任務(wù)時(shí),兩組差異極為顯著。②ERP結(jié)果顯示:在執(zhí)行高負(fù)荷VWM任務(wù)時(shí),老年精英組與老年普通組在O1(左側(cè)枕葉)和O2(右側(cè)枕葉)、PO4(右側(cè)枕葉)、F8(右側(cè)額葉)、FC6(右側(cè)額葉)的電位幅度差異極為顯著。在執(zhí)行低負(fù)荷VWM任務(wù)時(shí),老年精英組與老年普通組在O1(左側(cè)枕葉)、PO3(左側(cè)枕葉)、O2(右側(cè)枕葉)、PO4(右側(cè)枕葉)的電位幅度差異顯著。研究結(jié)論:①定向越野訓(xùn)練對(duì)于中老年群體視覺工作記憶具有顯著的改善,尤其體現(xiàn)在高負(fù)荷的認(rèn)知任務(wù)中;②定向越野訓(xùn)練對(duì)老年人大腦皮層的影響主要體現(xiàn)在枕葉(視覺功能皮層)和右側(cè)額葉與前額葉(注意、記憶等影響視覺工作記憶的其他皮層)。③定向越野訓(xùn)練減緩了前額葉因衰老引起的退行性變化,使得老年運(yùn)動(dòng)精英組被試在VWM任務(wù)時(shí)表現(xiàn)優(yōu)于普通老年組,這與以往的研究結(jié)論相同。④枕葉區(qū)域的差異表明,普通老齡組比老年精英組動(dòng)用了更多的認(rèn)知資源來進(jìn)行視覺信息處理加工。

作者:何垣鋒 朱琪琪 李碩 郭立亞 朱瑜 單位:西南大學(xué)

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