不同体育锻炼强度对大学生工作记忆负荷的影响

1.问题的提出记忆是人脑对过去经验的保持和再现[1]。记忆是一个复杂的心理过程，包括识记、保持与再认，能有效地提高人们学习、生活和工作效率，在心理发展中具有重要作用。人们通过记忆来学习社会历史经验，例如：通过长辈的言传身教来学习各种技能，与别人的言语交际和阅读来学习各种知识。根据信息储存时间的长短可将记忆分为感觉记忆、短时记忆和长时记忆。工作记忆对信息进行暂时性加工和储存，为个体提供一个头脑工作空间，其容量有限。早期研究者认为工作记忆就是短时记忆，介于感觉记忆与长时记忆之间。人们在工作记忆中对信息进行归类、编码和组装，将信息与长时记忆中的信息发生联系，对信息进行复述，进而将信息转化为长时记忆，用于提取并解决当前问题。工作记忆是思维过程基础的支撑结构，被研究者们视为记忆系统的中央处理芯片;[1-2]。人的一生中工作记忆的发展呈先上升后下降趋势，初中时期的工作记忆达到最高为 11.04 组块，大学时期下降至 9.40 组块[3]。大学生年轻有活力，是推动社会进步的栋梁之才，被国家、社会与学校寄予了很高的期望，而大学生的工作记忆处于下降阶段，如何提高大学生的工作记忆引起了研究者的广泛关注。大量研究的表明，体育锻炼对人的认知功能具有积极促进作用，体育锻炼能够提高智力、控制能力以及延缓认知老化，改善个体的记忆力。但体育锻炼的认知效益受锻炼强度、锻炼方式、锻炼频率、持续时间以及任务难度程度的影响。通过体育锻炼如何提高工作记忆，成为锻炼心理学研究的热点。目前关于体育锻炼对大学生工作记忆的研究少之甚少，且没有得出系统的结论。........2.文献综述认知是个体知晓和认识事物过程的总称，包括感知觉、记忆、注意、理解、推理和判断等方面的能力[2]，实际上认知是大脑对外界信息进行提取、储存、整理与处理的基本功能，通过体育锻炼可以激活大脑的认知水平，认知功能的提高有利于改善工作记忆。在个体认知发展过程中，注意力起重要的作用，注意力水平的提高，可有效地提高个体的学业水平；已有的研究表明，体育锻炼能够改善个体的注意力，注意力的集中促使记忆力水平得到提高，主要表现在提高工作记忆能力。执行功能是人们在完成复杂的任务时，对各种认知活动进行控制与调节，包括记忆、判断、推理与决策等，目前研究者一致认为执行功能有三个子成分：抑制、刷新、转换。刷新是指个体重新学习或组织获得的信息，即工作记忆能力。已有的研究认为，体育锻炼对个体的刷新能力具有促进作用，有利于提高工作记忆能力。工作记忆介于感觉记忆与长时记忆之间，是记忆的重要组成部分。以往的研究一致认为，积极参加体育锻炼有利于提高个体的记忆力，改善工作记忆能力。综上所述，注意力、执行功能、记忆力与工作记忆从属于认知功能，是认知的重要组成成分。注意力水平的提高可有效地增加记忆力，记忆力水平的提高更有利于加快个体完成执行任务的速度，提高工作记忆容量。体育锻炼对认知功能的促进作用具有选择性的影响，具体表现在注意力水平、执行功能、记忆能力以及工作记忆的提高。2.1 工作记忆概述20 世纪 70 年代以后，人们对记忆的研究更多地偏向于工作记忆能力，工作记忆这个概念最初是 Baddeley Hitch（1974）提出来的。工作记忆指在解决认知任务的过程中,用于信息加工的同时，保持与当前任务相关信息的系统或机制[2]。工作记忆是个体处理复杂认知活动时必不可少的一部分，也是其他认知活动的基础。工作记忆是联结记忆系统各组成部分的桥梁，是个体心理活动的中心。由于工作记忆与人的意识联系紧密，有研究者认为，工作记忆即人当前的意识现实，是记忆的基础，含盖的范围更广一些，因此受到国内外许多研究者的青睐；工作记忆作为认知活动的中枢，成为认知心理学和认知神经科学研究的热点课题之一，还渗透到锻炼心理学领域。.......2.2 工作记忆的测量方法2.2.1 样本延迟匹配任务延迟匹配样本任务（delayed matching-to-sample tas，DMST）又称延迟反应任务，最早是由 Sternberg（1966）年研究短时记忆范式的变式[9]。该样本范式主要包括：呈现样本、延迟、呈现靶刺激三个阶段，分别对应者对刺激进行编码、信息保持和信息的提取三个不同的加工阶段，完整地反应了工作记忆的全部过程。在实验过程中，要求被试在靶刺激呈现时，判断靶刺激是否含有之前呈现过的样本刺激，并做出相应的按键反应[9]。样本延迟匹配最初主要应用于对短时记忆的研究，演变后主要用于研究工作记忆，该范式最重要的是，它可以通过控制所呈现的样本刺激容量的多少来控制记忆负荷这一自变量，此外延迟匹配样本范式具有较好的时效性，能够很好地与事件相关电位技术相结合。2.2.2 n-bac 范式n-bac 范式最早是由 irchner（1958）提出来的，是一种连续加工的任务类型，主要用于工作记忆、执行功能、注意加工等认知功能的研究[9]。n-bac 任务是让实验参与者浏览一系列逐渐呈现的刺激材料（字母、数字、空间位置等），然后要求实验参与者从第 n 个刺激材料起开始判断，与之前呈现过的倒数第 n 个刺激材料是否相匹配[9]。n-bac 任务包含对刺激材料短暂的储存，还包含不断地对刺激材料加工与更新。连续刷新任务（running memory tas）最早是由 Mirris 与 ohns（1990）提出的。这种任务需要工作记忆不断刷新。要求在屏幕中央逐个呈现一系列刺激材料（数字、字母等），系列长度从 3-8 个项目随机呈现，要求参与者在一系列的刺激材料呈现结束后，报告这一系列的最后 3 个项目[9]。该任务中由于参与者不知道系列何时结束，所以必须不断地记忆出现的项目与前面的两个项目，随着呈现项目数量的不断增加，参与者需要不断地刷新记忆内容[9]。这种刷新是中央执行功能的体现，该范式主要用来对工作记忆的中央执行功能研究。.........3.研究目的与意义........ 163.1 研究目的........ 163.2 意义.... 163.2.1 理论意义........163.2.2 实践意义........164.研究方法........ 174.1 被试.... 174.2 实验设计........ 174.3 实验工具........ 174.3.1E-prime;软件.......174.3.2 脑电记录........194.4 实验程序........ 194.5 数据处理方法............194.5.1 行为数据处理与统计分析....194.5.2 ERP 数据处理与统计分析....195.结果与分析.... 205.1 运动强度监控结果....205.2 锻炼强度对工作记忆负荷任务影响的行为结果....215.3 锻炼强度对工作记忆负荷影响的 ERP 结果...........255.结果与分析5.1 运动强度监控结果锻炼干预组被试需要进行 25min 的功率自行车运动，在这期间进行 7 次心率监控相应的报告 7 次主观疲劳程度，分别在锻炼过程中的 5min、8min、11min、14min、17min、20min、25min 记录当时的心率和主观疲劳感觉。安静组静坐 25min，心率和主观疲劳感觉的记录与锻炼干预组相同。以锻炼强度为自变量，心率与RPE 自我感觉程度指数为因变量，进行重复测量方差分析，结果如下，锻炼干预组与安静组被试的锻炼强度从心率 p=0.00，RPE 自我感觉指数p=0.00 综合这两个指标说明四组之间存在极显著性的差异，分析可得锻炼强度：大强度组>中等强度组>小强度组>安静组，有氧锻炼干预对被试是有效果的，且存在显著的差别。在正确率上，不同的锻炼强度对工作记忆类型不存在显著性差异，具体表现为，无论是在言语工作记忆任务还是空间工作记忆任务，锻炼组被试完成任务的正确率都略高于安静组，不同强度组之间不存在明显的差异，这说明有氧锻炼提高了被试完成工作记忆任务的正确率。锻炼强度组间主效应不显著（F（3,15）=1.28，p>0.05）,说明不同的锻炼强度之间被试工作记忆在正确率不存在显著性的差异。组内工作记忆类型主效应显著（F（1,15）=18.87，p<0.01），进一步分析，被试在言语工作记忆上正确率低于空间工作记忆，工作记忆负荷主效应不显著（F（1,15）=4.94，p>0.05），以上说明工作记忆负荷对被试的工作记忆成绩不存在显著性差异。.........结论1.体育锻炼对大学生工作记忆具有选择性的影响，空间工作记忆优于言语工作记忆。2.锻炼强度对大学生工作记忆负荷具有促进作用，锻炼强度与工作记忆呈偏倒U;型，小强度、中等强度的有氧锻炼对大学生工作记忆负荷具有促进作用，中等强度下的效果最佳，大强度的有氧锻炼抑制大学生工作记忆的发展。3.体育锻炼能够改善大学生工作记忆，扩大工作记忆容量，提高加工速度。..........参考文献（略）