Ćwiczenie poprawia funkcję wykonawczą i osiągi oraz zmienia aktywację mózgu u dzieci z nadwagą: Randomizowana, kontrolowana próba (2011)

Psychol Zdrowia. Rękopis autora; dostępny w PMC od 1 stycznia 2012 r.
Opublikowany w końcowym edytowanym formularzu jako:
PMCID: PMC3057917
NIHMSID: NIHMS245691
Ostateczna, zredagowana wersja tego artykułu jest dostępna pod adresem Psychol zdrowia
Zobacz inne artykuły w PMC, że cytować opublikowany artykuł.

Abstrakcyjny

Cel

W eksperymencie tym sprawdzano hipotezę, że ćwiczenia poprawią funkcje wykonawcze.

Wnętrze

Dzieci w wieku od 7 do 11 lat prowadzące siedzący tryb życia i z nadwagą (N = 171, 56% kobiety, 61% rasy czarnej, wiek M ± SD 9.3 ± 1.0 lat, wskaźnik masy ciała (BMI) 26 ± 4.6 kg/m2, BMI z-score 2.1 ± 0.4) losowo przydzielono do grupy wykonującej program ćwiczeń trwających 13 ± 1.6 tygodni (20 lub 40 minut dziennie) lub do grupy kontrolnej.

Główne miary wyników

Zaślepione, standaryzowane oceny psychologiczne (System Oceny Poznawczej i Testy Osiągnięć Woodcocka-Johnsona III) oceniały funkcje poznawcze i osiągnięcia w nauce. Funkcjonalny rezonans magnetyczny mierzył aktywność mózgu podczas wykonywania zadań wykonawczych.

Efekt

Analiza zamiaru leczenia ujawniła korzyści wynikające z zależności od dawki ćwiczeń w zakresie funkcji wykonawczych i osiągnięć w matematyce. Zaobserwowano również wstępne dowody zwiększonej obustronnej aktywności kory przedczołowej i zmniejszonej obustronnej aktywności tylnej kory ciemieniowej w wyniku ćwiczeń.

Wnioski

Zgodnie z wynikami uzyskanymi u osób starszych, zaobserwowano wyraźną poprawę funkcji wykonawczych i zmian w aktywacji mózgu pod wpływem ćwiczeń. Wyniki poznawcze i osiągnięcia dostarczają dowodów na reakcję na dawkę i rozciągają dowody eksperymentalne na dzieciństwo. Badanie to dostarcza informacji na temat efektów kształcenia. Oprócz tego, że ma znaczenie dla utrzymania wagi i zmniejszenia zagrożeń dla zdrowia podczas epidemii otyłości u dzieci, aktywność fizyczna może okazać się prostą, ważną metodą poprawy aspektów funkcjonowania umysłowego dzieci, które są kluczowe dla rozwoju poznawczego. Informacje te mogą skłonić wychowawców do podjęcia energicznej aktywności fizycznej.

Słowa kluczowe: funkcje poznawcze, ćwiczenia aerobowe, otyłość, antysakkada, fMRI

Funkcja wykonawcza wydaje się być bardziej wrażliwa na trening aerobowy niż inne aspekty poznania (Colcombe i Kramer, 2003). Funkcja wykonawcza stanowi nadzorczą kontrolę funkcji poznawczych w celu osiągnięcia celu i odbywa się za pośrednictwem obwodów kory przedczołowej. Planowanie i wykonywanie sekwencji działań składających się na zachowanie ukierunkowane na cel wymaga alokacji uwagi i pamięci, selekcji i hamowania reakcji, wyznaczania celów, samokontroli, samokontroli oraz umiejętnego i elastycznego stosowania strategii (Eslingera, 1996; Lezak, Howieson i Loring, 2004). Hipotezę funkcji wykonawczej zaproponowano w oparciu o dowody wskazujące, że ćwiczenia aerobowe selektywnie poprawiają wydajność osób starszych w zakresie zadań związanych z funkcjami wykonawczymi i prowadzą do odpowiedniego wzrostu aktywności kory przedczołowej (Colcombe i in., 2004; Kramer i in., 1999). Rozwój poznawczy i nerwowy dzieci może być wrażliwy na aktywność fizyczną (Diamond, 2000; Hillman, Erickson i Kramer, 2008; Kolb i Whishaw, 1998). Teoretyczne wyjaśnienia powiązań między zachowaniem motorycznym a rozwojem poznawczym w dzieciństwie rozciągają się od hipotetycznych sieci mózgowych po konstrukcję reprezentacji percepcji i działania (Rakison i Woodward, 2008; Sommerville i Decety, 2006).

Metaanaliza badań nad ćwiczeniami fizycznymi u dzieci wykazała poprawę funkcji poznawczych podczas ćwiczeń; jednakże wyniki randomizowanych badań były niespójne (Sibley i Etnier, 2003). Selektywny wpływ ćwiczeń na funkcje wykonawcze może wyjaśniać mieszane wyniki eksperymentów uzyskane u dzieci (Tomporowski, Davis, Miller i Naglieri, 2008). Badania wykorzystujące zadania poznawcze wymagające funkcji wykonawczych wykazały korzyści płynące z ćwiczeń (Davis i wsp., 2007; Tuckmana i Hinkle’a, 1986), podczas gdy osoby stosujące mniej czułe środki tego nie zrobiły (Lezak i in., 2004, s. 36, 611–612; np, Ismail, 1967; Zervas, Apostolos i Klissouras, 1991). Wstępny raport z tego badania, przeprowadzony na mniejszej próbie, wykazał korzystny wpływ ćwiczeń na funkcje wykonawcze (Davis i wsp., 2007). Ostateczne wyniki przedstawiono tutaj.

U dzieci intensywna aktywność fizyczna wiąże się z lepszymi ocenami (Coe, Pivarnik, Womack, Reeves i Malina, 2006; Taras, 2005), sprawność fizyczna z osiągnięciami w nauce (Castelli, Hillman, Buck i Erwin, 2007; Dwyer, Sallis, Blizzard, Lazarus i Dean, 2001; Wittberg, Northrup, Cottrell i Davis zgodzili się) i nadwagę z gorszymi osiągnięciami (Castelli i in., 2007; Datar, Sturm i Magnabosco, 2004; Dwyer i in., 2001; Shore i in., 2008; Taras i Potts-Datema, 2005). Najsilniejszym wnioskiem, jaki można wyciągnąć w odniesieniu do wpływu aktywności fizycznej na osiągnięcia w nauce, jest jednak to, że nie pogarsza ona osiągnięć, nawet jeśli zabiera czas w klasie (Dwyer, Coonan, Leitch, Hetzel i Baghurst, 1983; Sallis i in., 1999; Shephard i in., 1984). Ponieważ nadwaga jest oznaką chronicznego braku aktywności (Must i Tybor, 2005), dzieci z nadwagą prowadzące siedzący tryb życia mogą odnieść większe korzyści z ćwiczeń niż dzieci szczupłe.

Podstawową hipotezą tego badania było to, że siedzący tryb życia i dzieci z nadwagą, którym przydzielono ćwiczenia, poprawią bardziej niż dzieci w stanie kontrolnym funkcje wykonawcze, ale nie inne procesy poznawcze, takie jak odporność na rozproszenie uwagi, procesy przestrzenne i logiczne oraz sekwencjonowanie. Wtórna hipoteza głosiła, że ​​między ćwiczeniami a funkcjami poznawczymi można zaobserwować zależność dawka-odpowiedź. Zbadano wpływ na osiągnięcia w nauce. Na podstawie wcześniejszych badań u dorosłych, które wykazały zmiany w funkcjonowaniu mózgu związane z wysiłkiem fizycznym, w podgrupie uczestników zbadano wpływ aktywności w obwodach kory przedczołowej za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI).

Metoda wykonania

Główne badanie

Uczestnicy

W latach 2003–2006 rekrutowano uczniów ze szkół do badania wpływu ćwiczeń aerobowych na zdrowie dzieci. Do badania kwalifikowały się dzieci, które miały nadwagę (BMI ≥85 percentyla) (Ogden i in., 2002), nieaktywna (brak programu regularnej aktywności fizycznej > 1 godz./tydz.) i nie cierpiała na żadne schorzenia, które mogłyby mieć wpływ na wyniki badania lub ograniczać aktywność fizyczną. Zrandomizowano 7 dzieci w wieku 11–56 lat (61% dziewczynki, 39% rasy czarnej, 9.3% rasy białej, wiek M ± SD 1.0 ± 26.0 lat, wskaźnik masy ciała (BMI) 4.6 ± XNUMX kg/mXNUMX2, BMI z-score 2.1 ± 0.4, poziom wykształcenia rodzica (tj. głównego opiekuna) 5.0 ± 1.1, gdzie 1 = mniej niż 7. klasa, 2 = 8. lub 9., 3 = 10. lub 11., 4 = absolwent szkoły średniej, 5 = niektórzy szkoła wyższa, 6 = absolwent uczelni, 7 = studia podyplomowe). Jedno dziecko zostało wykluczone z badania posttestowego z powodu hospitalizacji psychiatrycznej, która miała miejsce po randomizacji. Dzieci zachęcano do wykonania testu końcowego niezależnie od tego, czy przestrzegały zaleceń interwencyjnych. Do badania włączono jedenaścioro dzieci przyjmujących leki na zespół deficytu uwagi (i przyjmowało je jak zwykle; n = 4 pod kontrolą, n = 4 w małej dawce i n = 3 w grupie otrzymującej dużą dawkę), aby zmaksymalizować możliwość uogólnienia. Dzieci i rodzice wypełnili pisemną świadomą zgodę. Badanie zostało sprawdzone i zatwierdzone przez Instytucjonalną Komisję Rewizyjną Medical College of Georgia. Testy i interwencja miały miejsce w Medical College of Georgia. Schemat przepływu uczestnika przedstawiono w Rys. 1.

Rys. 1 

Schemat przepływu uczestnika.

Projekt badania

Statystyk przydzielał losowo dzieci do ćwiczeń aerobowych o niskiej dawce (20 minut dziennie) lub dużej dawki (40 minut dziennie) lub do grupy kontrolnej niećwiczącej. Randomizację stratyfikowano ze względu na rasę i płeć. Zadania ukrywano do czasu zakończenia podstawowych testów, a następnie przekazano je koordynatorowi badania, który poinformował o tym uczestników. Warunek kontrolny nie zapewniał zajęć pozaszkolnych ani transportu. Warunki ćwiczeń były jednakowe pod względem intensywności i różniły się jedynie czasem trwania (tj. wydatkiem energetycznym). W badaniu trwającym 3 lata wzięło udział pięć kohort.

Interwencja ćwiczeń aerobowych

Dzieci przydzielone do ćwiczeń były dowożone na zajęcia pozalekcyjne każdego dnia szkolnego (stosunek uczniów do instruktorów około 9:1). Nacisk położono na intensywność, przyjemność i bezpieczeństwo, a nie na rywalizację i doskonalenie umiejętności. Zajęcia zostały wybrane w oparciu o łatwość zrozumienia, zabawę i wywoływanie przerywanych, energicznych ruchów i obejmowały bieganie, skakankę oraz zmodyfikowaną koszykówkę i piłkę nożną (Gutin, Riggs, Ferguson i Owens, 1999). Podręcznik programu jest dostępny na żądanie. Do obserwacji dawki zastosowano monitory tętna (S610i; Polar Electro, Oy, Finlandia; okres 30 sekund). Codziennie rejestrowano średnie tętno każdego dziecka podczas sesji i przyznawano punkty za utrzymanie średniego tętna > 150 uderzeń na minutę. Punkty wymieniano na cotygodniowe nagrody. Dzieci przydzielone do grupy otrzymującej wysoką dawkę codziennie wykonywały dwa 20-minutowe ataki. Dzieci otrzymujące niską dawkę przeprowadziły jedną 20-minutową walkę, a następnie 20-minutowy okres siedzących zajęć (np. gry planszowe, karciane, rysowanie) w innym pokoju. W tym okresie nie udzielano korepetycji. Każda sesja rozpoczynała się pięciominutową rozgrzewką (umiarkowana aktywność sercowo-naczyniowa, rozciąganie statyczne i dynamiczne). Ataki kończyły się przerwą na wodę, lekkim ochłodzeniem wysiłku sercowo-naczyniowego i rozciąganiem statycznym.

Podczas 13 ± 1.6 tygodni interwencji (odpowiednio 13 ± 1.5, 13 ± 1.7 w warunkach niskiej i wysokiej dawki) frekwencja wyniosła 85 ± 13% (85 ± 12, 85 ± 14). Średnie tętno wynosiło 166 ± 8 uderzeń na minutę (167 ± 7, 165 ± 8). Dzieci osiągały średnie tętno > 150 uderzeń na minutę przez większość dni (ogółem 87 ± 10%; 89 ± 8, 85 ± 12 odpowiednio w warunkach małej i dużej dawki). Czas trwania okresu interwencji, średnia frekwencja, częstość akcji serca i proporcja czasu, w jakim osiągnięto docelowe tętno, były podobne w różnych warunkach ćwiczeń, a czas między wartością wyjściową a badaniem końcowym był podobny we wszystkich warunkach eksperymentalnych (19 ± 3.3, 18 ± odpowiednio 2.6, 18 ± 2.5 tygodnia w warunkach kontrolnych, w warunkach niskiej i wysokiej dawki).

Środki

Standaryzowany zestaw psychologiczny oceniał funkcje poznawcze i osiągnięcia na początku i po teście. Większość dzieci (98%) była oceniana przez tego samego testera, o tej samej porze dnia i w tym samym pomieszczeniu na początku badania i po teście. Testerzy nie byli świadomi stanu eksperymentalnego dziecka. Przeanalizowano standardowe wyniki. W sumie 5 kohort dostarczyło danych dotyczących funkcji poznawczych, a 4 kohorty – danych dotyczących osiągnięć. Średnie mieściły się w normalnym zakresie (Tabela 1).

Tabela 1 

Poznawczya i osiągnięcieb wyniki (M ± SE) według grup na początku badania i po teście oraz skorygowane średnie po teście

Standaryzowany, oparty na teorii (Das, Naglieri i Kirby, 1994; Naglieriego, 1999) zastosowano ocenę poznawczą o doskonałych właściwościach psychometrycznych, System Oceny Poznawczej (Naglieri i Das, 1997). System oceny poznawczej został ustandaryzowany na dużej reprezentatywnej próbie dzieci w wieku 5–17 lat, które są bardzo podobne do populacji Stanów Zjednoczonych pod względem szeregu zmiennych demograficznych (np. wieku, rasy, regionu, środowiska społecznego, klasyfikacji edukacyjnej i wykształcenia rodziców). Jest to silnie powiązane z osiągnięciami w nauce (np.r = 71), chociaż nie zawiera przedmiotów podobnych do osiągnięć (Naglieri i Rojahn, 2004). Wiadomo, że reaguje na interwencje edukacyjne (Das, Mishra i Poole, 1995) i daje mniejsze różnice rasowe i etniczne niż tradycyjne testy inteligencji, co czyni go bardziej odpowiednim do oceny grup znajdujących się w niekorzystnej sytuacji (Naglieri, Rojahn, Aquilino i Matto, 2005).

System Oceny Poznawczej mierzy zdolności umysłowe dzieci definiowane na podstawie czterech powiązanych ze sobą procesów poznawczych: Planowania, Uwaga, Równoczesne i Sukcesywne. Każda z czterech skal składa się z trzech podtestów. Jedynie skala Planowania mierzy funkcję wykonawczą (tj. tworzenie i stosowanie strategii, samoregulację, intencjonalność i wykorzystanie wiedzy; niezawodność wewnętrzną). r = 88). Skala Planowania ma większą rzetelność niż neuropsychologiczne testy funkcji wykonawczych (Królik, 1997). Pozostałe skale mierzą inne aspekty funkcji poznawczych, a tym samym mogą określić, czy wpływ ćwiczeń u dzieci jest silniejszy w przypadku funkcji wykonawczych niż w przypadku innych procesów poznawczych. Testy uwagi wymagają skupionej, selektywnej aktywności poznawczej i odporności na rozproszenie (rzetelność wewnętrzna). r = 88). Podtesty Symultaniczne obejmują pytania przestrzenne i logiczne, które zawierają treść niewerbalną i werbalną (rzetelność wewnętrzna). r = 93). Zadania kolejne wymagają analizy lub przypomnienia sobie ułożonych w kolejności bodźców i ułożenia dźwięków w odpowiedniej kolejności (rzetelność wewnętrzna). r = 93). Wstępne wyniki dotyczące tego środka zostały opublikowane (Davis i wsp., 2007). Jednemu dziecku błędnie podano wersję testu dla 8-latków na początku badania, gdy dziecko miało 7 lat.

Osiągnięcia szkolne dzieci mierzono za pomocą dwóch wymiennych form Testów Osiągnięć Woodcocka-Johnsona III (McGrew i Woodcock, 2001), które zostały losowo zrównoważone. Przedmiotem zainteresowania były klastry szerokiego czytania i szerokiej matematyki. Dane dotyczące osiągnięć dostarczyło 4 dzieci w XNUMX kohortach.

Analiza statystyczna

Zamiar analizy różnic między grupami badanymi pod kątem kowariancji w zakresie funkcji poznawczych i osiągnięć po teście końcowym, z uwzględnieniem wyniku wyjściowego. Analizy przeprowadzono z wykorzystaniem ostatniej obserwacji przeniesionej w przypadku 7 dzieci, które nie dostarczyły danych po teście. Współzmienne (kohorta, rasa, płeć, wykształcenie rodziców) zostały uwzględnione, jeśli były powiązane ze zmienną zależną. Zbadano skale planowania, jednoczesnego, uwagi i sukcesji, a także klastry szerokiego czytania i szerokiej matematyki. a priori przeprowadzono kontrasty, testując trend liniowy i porównując grupę kontrolną z dwiema grupami ćwiczącymi, wraz z ortogonalnymi kwadratami oraz kontrastami o niskiej i wysokiej dawce. Istotność statystyczną oszacowano na poziomie α = 05. Istotne analizy powtórzono, wyłączając 11 dzieci przyjmujących leki na deficyt uwagi oraz 18 siedmiolatków, którym ze względu na wiek podano nieco inną wersję Systemu Oceny Poznawczej. Oszacowano, że wielkość próby wynosząca 62 osoby na grupę zapewnia 80% mocy do wykrycia różnicy między grupami wynoszącej 6.6 jednostki.

Badanie dodatkowe FMRI

Uczestnicy

Dwudzieścioro dzieci z ostatniej kohorty badania wzięło udział w pilotażowym badaniu fMRI, składającym się ze skanów mózgu na początku badania (kontrola n = 9, ćwiczenie n = 11) i po teście (kontrola n = 9, ćwiczenie n = 10). Z badania wykluczono dzieci leworęczne oraz osoby noszące okulary. Jedna sesja posttestowa w grupie ćwiczeniowej została odrzucona. Nie stwierdzono znaczących różnic w charakterystyce pomiędzy tą podzbiorem (9.6 ± 1.0 lat, 40% kobiet, 40% rasy czarnej, BMI 25.3 ± 6.0, BMI z-ocena 1.9 ± 0.46) i pozostała część próby. Do analiz fMRI łączono grupy ćwiczące z niską i dużą dawką (ćwiczenia trwające 14 ± 1.7 tygodnia).

Projekt i procedura

Obrazy uzyskano za pomocą systemu MRI GE Signa Excite HDx 3 Tesla (General Electric Medical Systems, Milwaukee, WI). Bodźce wzrokowe prezentowano za pomocą gogli kompatybilnych z MRI (Resonance Technologies, Inc., Northridge, Kalifornia), a ruchy gałek ocznych monitorowano za pomocą systemu śledzenia wzroku, który pozwolił badaczom zobaczyć, czy badani nie spali i byli zaangażowani w zadanie. Badani nosili zatyczki do uszu, a ich głowy unieruchomiono za pomocą poduszki próżniowej. Przed pozyskaniem danych MRI jednorodność magnetyczną optymalizowano za pomocą zautomatyzowanej procedury podkładki podkładkowej, która określa wartości podkładek niskiego rzędu poprzez dopasowanie metodą najmniejszych kwadratów map pola magnetycznego i automatycznie stosuje wartości podkładek niskiego rzędu jako prądy offsetowe prądu stałego w X, Przebiegi gradientu Y i Z. Obrazy funkcjonalne uzyskano przy użyciu sekwencji obrazowania planarnego ze zepsutym echem gradientowym (czas powtarzania (TR) 2800 ms, czas echa (TE) 35 ms, kąt odchylenia 90°, pole widzenia (FOV) 280 × 280 mm2, matryca 96 × 96, 34 plastry, grubość plastra 3.6 mm). Następnie uzyskano obrazy strukturalne za pomocą trójwymiarowej sekwencji szybkiego echa gradientowego (TR 3 ms, TE 9.0 ms, kąt odchylenia 3.87°, FOV 20 × 240 mm2, matryca 512 × 512, 120 plastrów, grubość plastra 1.3 mm). Obrazy strukturalne o wysokiej rozdzielczości wykorzystano do normalizacji obrazów funkcjonalnych do standardowej przestrzeni stereotaktycznej do analiz (Talairach i Tournoux, 1988).

Zadanie antysaccade

Dane z obrazowania funkcjonalnego uzyskano, gdy badani wykonywali inny pomiar funkcji wykonawczych, zadanie przeciwsakkadowe (McDowell i in., 2002). Prawidłowe działanie przeciwsakkadowe wymaga zahamowania dominującej odpowiedzi na bodziec wzrokowy i wygenerowania odpowiedzi na lokalizację tego sygnału w lustrzanym odbiciu (strona przeciwna, ta sama odległość od fiksacji centralnej). Po początkowym okresie fiksacji (25.2 s) paradygmat blokowy zmieniał się pomiędzy wartościami wyjściowymi (N = 7 bloków; 25.2 sek. krzyża prezentowanego przy centralnym unieruchomieniu) i eksperymentalne (N = 6 bloków; 25.2 s, składające się z 8 prób z antysakkadami, łącznie 48 prób) (czas trwania 5.46 minuty; 117 objętości; pierwsze 2 objętości pominięto w analizie w celu uwzględnienia stabilizacji magnetyzacji). Na początku badania poinstruowano pacjentów, aby wpatrywali się w krzyż. Podczas prób z antysakkadą badani byli pouczani, aby wpatrywali się w centralny krzyżyk, aż ten się uruchomi, a następnie wskazówka na obrzeżach zasygnalizowała badanym, aby jak najszybciej spojrzeli na lokalizację wskazówki w lustrzanym odbiciu, bez patrzenia na samą wskazówkę. Przed każdą sesją skanera badani uczestniczyli w dwóch oddzielnych sesjach ćwiczeń, aby upewnić się, że zrozumieli instrukcje. Personel mający kontakt z dziećmi podczas badania nie był świadomy zadania dziecka.

Analiza obrazu

Analizy przeprowadzono zgodnie z wcześniej opublikowanymi danymi z naszego laboratorium (Camchong, Dyckman, Austin, Clementz i McDowell, 2008; Camchong, Dyckman, Chapman, Yanasak i McDowell, 2006; Dyckman, Camchong, Clementz i McDowell, 2007; McDowell i in., 2002) za pomocą oprogramowania AFNI (Cox, 1996). W skrócie, dla każdej sesji objętości rejestrowano w reprezentatywnej objętości, aby skorygować drobne ruchy głowy (i obliczono 6 regresorów: 1 dla a) obrotowego i b) translacyjnego ruchu głowy w każdej z 3 płaszczyznach). Następnie do każdego zestawu danych zastosowano filtr Gaussa o pełnej szerokości 4 mm i połowie maksimum. Dla każdego woksela obliczono procentową zmianę sygnału zależnego od poziomu utlenowania krwi w stosunku do linii podstawowej dla każdego punktu czasowego. Uzyskaną procentową zmianę w czasie wyznaczono jako dryf liniowy i skorelowano z trapezoidalną funkcją odniesienia modelującą warunki bazowe (fiksacja) i eksperymentalne (antysakkada), wykorzystując 6 parametrów ruchu jako regresory szumu. Dane następnie przekształcono w ujednoliconą przestrzeń w oparciu o Atlas Talairach i Tournoux (Talairach i Tournoux, 1988) i ponownie próbkowany do wokseli 4 × 4 × 4 mm.

Aby zidentyfikować obwody nerwowe wspierające działanie antysakkadowe (Rys. 2), dane zebrano według grup i punktów czasowych w celu analizy wariancji. Aby zabezpieczyć się przed fałszywymi alarmami, do pomiaru zastosowano metodę progową klastrów wywodzącą się z symulacji Monte Carlo (w oparciu o geometrię zbioru danych). F mapa (Ward, 1997). Na podstawie tych symulacji, mądry rodzinny alfa przy p = 05 zostało zachowane przy progu pojedynczego woksela p = 0005 i wielkość klastra wynosząca 3 woksele (192 µl). Powstałe klastry F mapę wykorzystano do identyfikacji regionalnej zmiany sygnału zależnej od poziomu utlenowania krwi.

Rys. 2 

Widoki osiowe przedstawiające procentową zmianę sygnału zależną od poziomu utlenowania krwi związaną z działaniem antysakkadowym na podstawie analizy jednej próbki na trzech różnych poziomach mózgu. Dane z 39 sesji (20 dzieci na początku badania i 19 po teście). ...
Analizy regionu zainteresowania

Dla każdego regionu korowego, który wykazywał znaczącą aktywność w skupieniu F mapa (przednie pole oka, dodatkowe pole oka, kora przedczołowa, tylna kora ciemieniowa), kula (promień 8 mm, podobna do Kiehl i in., 2005; Morris, DeGelder, Weiskrantz i Dolan, 2001) znajdował się w środku masy, a dwustronna aktywność zapadła się na półkulach. Obliczono średnie procentowe zmiany sygnału na linii bazowej i po teście dla każdego obszaru zainteresowania dla każdego uczestnika i przeanalizowano wyniki różnic. Ze względu na nienormalne rozkłady wartości obszaru zainteresowania, warunki eksperymentalne porównano za pomocą metody Manna-Whitneya U test (dokładne prawdopodobieństwa dwustronne).

Efekt

Dane psychometryczne

Płeć została powiązana z planowaniem po teście (chłopcy, 101.3 ± 12.1 vs. dziewczęta, 105.2 ± 12.7, t = -2.0, p = 044) i Uwaga (99.8 ± 12.2 vs. 107.5 ± 12.5, t = -4.1, p < 001) wyników. Rasę powiązano z posttestem symultanicznym (biały, 109.3 ± 13.6 vs. czarny, 104.0 ± 10.9, t = 2.9, p = 004) i szeroka matematyka (109.0 ± 9.3 vs. 102.0 ± 10.1, t = 4.2, p < 001) wyników. Wykształcenie rodziców zostało skorelowane z planowaniem po teście (r = .18, p = 02), odczyt ogólny (r = .27, p = 001) i ogólna matematyka (r = .27, p = 001) wyników. Te współzmienne uwzględniono w odpowiednich analizach.

Statystycznie istotne apriorycznie kontrast liniowy wskazywał korzyści wynikające z reakcji na dawkę ćwiczeń na funkcje wykonawcze (tj. planowanie, Rys. 3; L = 2.7, 95% przedział ufności (CI) 0.6 do 4.8, t(165) = 2.5, p = 013). The apriorycznie kontrast porównujący grupę kontrolną z grupami ćwiczącymi był również znaczący, pokazując, że ekspozycja na niską lub wysoką dawkę programu ćwiczeń skutkowała wyższymi wynikami w zakresie planowania (L = −2.8, CI = −5.3 do −0.2, t(165) = 2.1, p = 03). Zgodnie z oczekiwaniami nie wykryto żadnych efektów w skalach uwagi, jednoczesnych i kolejnych. Dla klastra Broad Math statystycznie istotne apriorycznie kontrast liniowy wskazywał na korzyść ćwiczeń w odpowiedzi na dawkę w zakresie osiągnięć w matematyce (Rys. 3; L = 1.6, CI 0.04 do 3.2, t(135) = 2.03, p = 045). Kontrast porównujący warunki ćwiczeń z warunkami kontrolnymi nie był istotny statystycznie (p = 10). Nie wykryto żadnych efektów w klastrze Broad Reading.

Rys. 3 

Funkcja wykonawcza (planowanie) w teście końcowym, skorygowana pod kątem płci, wykształcenia rodziców i wyniku wyjściowego oraz średnich osiągnięć matematycznych (SE) w teście końcowym, skorygowana pod kątem rasy, wykształcenia rodziców i wyniku wyjściowego, pokazująca wpływ ćwiczeń aerobowych na dawkę ...

Warunki niskiej i wysokiej dawki nie różniły się i nie wykryto trendów kwadratowych. Oprócz wyniku wyjściowego jedynymi istotnymi współzmiennymi w analizach funkcji poznawczych i osiągnięć była płeć w analizie uwagi (p < 001) i ścigaj się w kategorii Broad Math (p = 03). Wyniki były podobne po wykluczeniu dzieci z zaburzeniami koncentracji uwagi (kontrasty liniowe w Planowaniu, t(154) = 2.84, p = 005, ogólna matematyka, t(125) = 2.12, p = 04) i 7-latków (Planowanie, t(147) = 2.92, p = 004, ogólna matematyka, t(117) = 2.23, p = .03).

Dane neuroobrazowe

Sygnał zależny od poziomu utlenowania krwi związany z antysakkadą (zanikający w całej grupie i punkcie czasowym) ujawnił korowe obwody sakadyczne (w tym przednie pola oka, dodatkowe pola oka, tylna kora ciemieniowa i kora przedczołowa); Rys. 2), co jest dobrze określone u dorosłych (Luna i in., 2001; Sweeney, Luna, Keedy, McDowell i Clementz, 2007). Analizy obszarów zainteresowania wykazały różnice grupowe w zmianach sygnału od wartości początkowej do końcowej, które były istotne w dwóch obszarach: obustronna kora przedczołowa (środek masy we współrzędnych Talairacha (x, y, z): prawy = 36, 32, 31; lewy = − 36, 32, 31) i obustronna tylna kora ciemieniowa (prawa = 25, -74, 29; lewa = -23, -70, 22). W szczególności grupa ćwicząca wykazała zwiększoną obustronną aktywność kory przedczołowej (Rys. 4, lewy panel; U = 20, p = 04) i zmniejszona aktywność w obustronnej tylnej korze ciemieniowej (Rys. 4, prawy panel; U = 18, p = 03) w porównaniu z grupą kontrolną. Analizy obszarów zainteresowań obszarów motorycznych (przednie i dodatkowe pola oka) nie wykazały istotnych różnic między grupami.

Rys. 4 

Wykresy pudełkowe według warunków eksperymentalnych pokazujące zmianę aktywacji od wartości początkowej do końcowej. Lewy panel: kora przedczołowa. Prawy panel: tylna kora ciemieniowa.

Dyskusja

W eksperymencie sprawdzano wpływ około 3 miesięcy regularnych ćwiczeń aerobowych na funkcje wykonawcze u dzieci prowadzących siedzący tryb życia z nadwagą, za pomocą ocen poznawczych, miar osiągnięć i fMRI. To wieloaspektowe podejście ujawniło zbieżne dowody na to, że ćwiczenia aerobowe poprawiają wydajność poznawczą. Mówiąc dokładniej, zaślepione, standaryzowane oceny wykazały konkretne korzyści w zakresie reakcji na dawkę ćwiczeń w zakresie funkcji wykonawczych i osiągnięć w matematyce. Zaobserwowano zwiększoną aktywność kory przedczołowej i zmniejszoną aktywność tylnej kory ciemieniowej w wyniku programu ćwiczeń.

Podsumowując, wyniki te są zgodne z wynikami u dorosłych dotyczącymi dających się wykazać zmian w zachowaniu i aktywności mózgu pod wpływem ćwiczeń (Colcombe i in., 2004; Pereira i in., 2007). Dodają także dowody na reakcję na dawkę, co jest szczególnie rzadkie w próbach wysiłkowych z dziećmi (Strong i in., 2005) i dostarczają ważnych informacji na temat efektów kształcenia. Warunek wysokiej dawki spowodował, że średnie wyniki Planowania wyniosły 3.8 punktu, czyli jedną czwartą odchylenia standardowego (σ = 15), wyższe niż w przypadku warunku kontrolnego. Demografia nie miała wpływu na model. Podobne wyniki uzyskano po wyłączeniu z badania dzieci z zaburzeniami koncentracji uwagi oraz 7-latków. Dlatego wyniki można uogólnić na dzieci rasy czarnej lub białej z nadwagą w wieku od 7 do 11 lat.

Funkcja wykonawcza rozwija się w dzieciństwie i ma kluczowe znaczenie dla zachowań adaptacyjnych i rozwoju (Najlepszy, Miller i Jones, 2009; Eslingera, 1996). W szczególności umiejętność regulowania swojego zachowania (np. powstrzymywania niewłaściwych reakcji, opóźniania gratyfikacji) jest ważna, aby dziecko mogło odnieść sukces w szkole podstawowej (Blair, 2002; Eigsti i wsp., 2006). Efekt ten może mieć istotne implikacje dla rozwoju dziecka i polityki edukacyjnej. Stwierdzenie poprawy osiągnięć w matematyce jest niezwykłe, biorąc pod uwagę fakt, że nie zapewniano żadnych instrukcji akademickich, i sugeruje, że dłuższy okres interwencji może skutkować większymi korzyściami. Poprawa osiągnięć zaobserwowana była wyłącznie w przypadku matematyki i nie przynosiła korzyści w przypadku czytania.

Stawiamy hipotezę, że regularna, energiczna aktywność fizyczna sprzyja rozwojowi dzieci poprzez wpływ na układy mózgowe, które leżą u podstaw funkcji poznawczych i zachowania. Badania na zwierzętach pokazują, że ćwiczenia aerobowe zwiększają czynniki wzrostu, takie jak czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego, co prowadzi do zwiększonego dopływu krwi włośniczkowej do kory oraz wzrostu nowych neuronów i synaps, co skutkuje lepszą nauką i wydajnością.Dishman i in., 2006). Eksperymentalne i prospektywne badania kohortowe przeprowadzone z udziałem dorosłych wykazały, że długoterminowa, regularna aktywność fizyczna zmienia funkcjonowanie ludzkiego mózgu (Colcombe i in., 2004; Weuve i in., 2004). Randomizowany, kontrolowany eksperyment wykazał, że 6 miesięcy ćwiczeń aerobowych doprowadziło do poprawy funkcji poznawczych u osób starszych (Kramer i in., 1999). W ważnym artykule przedstawiono wyraźne dowody na wpływ ćwiczeń aerobowych na aktywność mózgu u dorosłych w dwóch badaniach z wykorzystaniem technik fMRI: Przekrojowe porównanie osób o wysokiej i niskiej sprawności fizycznej wykazało, że aktywność kory przedczołowej była powiązana ze sprawnością fizyczną i eksperyment wykazał, że 6 miesięcy ćwiczeń aerobowych (chodzenie) u osób w wieku od 55 do 77 lat prowadzących siedzący tryb życia zwiększyło aktywność kory przedczołowej i doprowadziło do poprawy w teście funkcji wykonawczych (Colcombe i in., 2004). Co ciekawe, metaanaliza nie znalazła potwierdzenia dla sprawności aerobowej jako mediatora wpływu aktywności fizycznej na funkcje poznawcze człowieka (Etnier, Nowell, Landers i Sibley, 2006). Zatem zmiany poznawcze spowodowane ćwiczeniami nie wynikają z korzyści sercowo-naczyniowych, ale mogą być bezpośrednim skutkiem stymulacji nerwów przez ruch. Chociaż udowodniono, że aktywność fizyczna może bezpośrednio wpływać na funkcje poznawcze dzieci poprzez zmiany w integralności neuronowej, istnieją inne wiarygodne wyjaśnienia, takie jak zaangażowanie nastawione na cel lub zaangażowanie umysłowe wymagające wysiłku (Tomporowski i in., 2008).

To badanie ma ograniczenia. Wyniki ograniczono do próby czarno-białych dzieci w wieku od 7 do 11 lat z nadwagą. Chude dzieci i dzieci z innych grup etnicznych lub wiekowych mogą reagować inaczej. Nie wiadomo, czy korzyści poznawcze utrzymują się po okresie zaprzestania treningu. Jeżeli jednak korzyści kumulują się z biegiem czasu, będzie to istotne dla rozwoju dziecka. Mogą istnieć wrażliwe okresy, podczas których aktywność ruchowa będzie wywierać szczególnie silny wpływ na mózg (Knudsen, 2004). Pozostaje ustalić, czy skuteczne są także inne rodzaje ćwiczeń, takie jak trening siłowy czy pływanie. Uczestnicy i personel interwencyjny nie mogli być ślepi na warunki eksperymentalne ani hipotezę badania; jednakże w materiałach rekrutacyjnych kładziono nacisk na korzyści dla zdrowia fizycznego, a nie poznawcze. Innym ograniczeniem jest to, że zastosowanie warunku kontroli braku interwencji nie pozwala na wykluczenie w badaniu alternatywnych wyjaśnień (np. uwagi dorosłych, przyjemności). U dzieci uczestniczących w ćwiczeniach mogą wystąpić zmiany psychiczne z powodu interakcji społecznych zachodzących podczas sesji, a nie z powodu ćwiczeń per se. Jednakże wzór odpowiedzi na dawkę przeczy temu wyjaśnieniu, ponieważ obie grupy ćwiczące spędziły tyle samo czasu w ośrodku badawczym z instruktorami i rówieśnikami.

Badanie nie wykazało różnicy pomiędzy grupami otrzymującymi dawkę ćwiczeń. Nie stoi to w sprzeczności z wynikami badania odpowiedzi na dawkę, które pokazują, że interwencja ruchowa spowodowała poprawę funkcji poznawczych (Hill, 1965). Biorąc pod uwagę, że kontrast liniowy wykazał stopniowany efekt leczenia, porównanie dawek parami rodzi pytanie uzupełniające, czy jedna konkretna dawka jest lepsza od drugiej (Ruberg, 1995). Test korzyści w zakresie zależności dawka-odpowiedź w zakresie osiągnięć był znaczący, ale porównanie grupy kontrolnej z dwiema grupami ćwiczącymi nie było takie, co częściowo potwierdziło hipotezę, że ćwiczenia poprawiają osiągnięcia w matematyce.

Wyniki fMRI są ograniczone małą wielkością próbki i nie zapewniają testu reakcji na dawkę, co czyni je bardziej podatnymi na alternatywne wyjaśnienia. Niemniej jednak zaobserwowano specyficzne zmiany, a ich kierunek był odmienny w rejonie przedczołowym i ciemieniowym, co przemawia przeciwko globalnemu trendowi aktywności mózgu. Chociaż działanie przeciwsakkadowe i wspierająca je aktywność mózgu zmieniają się wraz z wiekiem (Luna i in., 2001), jest to mało prawdopodobna przyczyna zakłócająca, ponieważ grupy były w podobnym wieku.

Te dane eksperymentalne dostarczają dowodów na to, że intensywny program ćwiczeń aerobowych po szkole poprawił funkcje wykonawcze u dzieci z nadwagą w sposób odpowiadający dawce; mogły mieć na to wpływ czynniki społeczne. Zaobserwowano zmiany w odpowiednich wzorcach aktywacji mózgu. Wyniki te również częściowo potwierdzają korzyści w zakresie wyników w matematyce. Przypisanie warunków przeprowadzono losowo, a oceny wyników zaślepiono, minimalizując potencjalne błędy lub zakłócenia. Dzieci z nadwagą stanowią obecnie ponad jedną trzecią dzieci w USA i są nadreprezentowane wśród populacji znajdujących się w niekorzystnej sytuacji. Poza tym, że ma znaczenie dla zmniejszania zagrożeń dla zdrowia podczas epidemii otyłości u dzieci (Ogden i in., 2006), aktywność aerobowa może okazać się ważną metodą poprawy aspektów funkcjonowania umysłowego dzieci, które są kluczowe dla rozwoju poznawczego (Walijski, Friedman i Spieker, 2006).

Podziękowania

CA Boyle, C. Creech, JP Tkacz i JL Waller pomagali w gromadzeniu i analizie danych. Wsparcie ze strony NIH DK60692, DK70922, Medical College of Georgia Research Institute, grantu Inicjatywy Biomedycznej stanu Georgia dla Georgia Center for Prevention of Otyłość i Pokrewnych Zaburzeń oraz finansowanie pomostowe z Medical College of Georgia i University of Georgia.

Przypisy

Zastrzeżenie wydawcy: Poniższy manuskrypt jest ostatecznym zaakceptowanym manuskryptem. Nie została poddana ostatecznej redakcji, weryfikacji faktów i korekcie wymaganej do formalnej publikacji. Nie jest to ostateczna, uwierzytelniona przez wydawcę wersja. Amerykańskie Towarzystwo Psychologiczne i jego Rada Redaktorów zrzekają się wszelkiej odpowiedzialności za błędy lub pominięcia w tej wersji manuskryptu, jakiejkolwiek wersji pochodzącej z tego manuskryptu przez NIH lub inne strony trzecie. Opublikowana wersja jest dostępna pod adresem www.apa.org/pubs/journals/hea

Informacje o dostawcy

Catherine L. Davis, Georgia Prevention Institute, Pediatria, Medical College of Georgia.

Phillip D. Tomporowski, Zakład Kinezjologii, Uniwersytet Georgia.

Jennifer E. McDowell, Wydział Psychologii Uniwersytetu Georgia.

Benjamin P. Austin, Wydział Psychologii Uniwersytetu Georgia.

Patricia H. Miller, Wydział Psychologii Uniwersytetu Georgia.

Nathan E. Yanasak, Zakład Radiologii, Medical College of Georgia.

Jerry D. Allison, Zakład Radiologii, Medical College of Georgia.

Jack A. Naglieri, Wydział Psychologii, Uniwersytet George'a Masona.

Referencje

  • Najlepszy JR, Miller PH, Jones LL. Funkcja wykonawcza po 5. roku życia: zmiany i korelacje. Przegląd rozwojowy. 2009;29(3):180–200. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Blair C. Gotowość szkolna. Integracja poznania i emocji w neurobiologicznej konceptualizacji funkcjonowania dzieci w wieku szkolnym. Amerykański psycholog. 2002;57:111–127. [PubMed]
  • Camchong J., Dyckman KA, Austin BP, Clementz BA, McDowell JE. Wspólne obwody nerwowe wspierające sakady wolicjonalne i ich zaburzenia u pacjentów ze schizofrenią i ich krewnych. Psychiatria biologiczna. 2008;64:1042–1050. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Camchong J., Dyckman KA, Chapman CE, Yanasak NE, McDowell JE. Przerwy w zwojach podstawy mózgu i obwodach wzgórzowo-korowych w schizofrenii podczas zadań z opóźnioną reakcją. Psychiatria biologiczna. 2006;60:235–241. [PubMed]
  • Castelli DM, Hillman CH, Buck SM, Erwin HE. Sprawność fizyczna a osiągnięcia w nauce uczniów klas III i V. Journal of psychologii sportu i ćwiczeń. 2007;29:239–252. [PubMed]
  • Coe DP, Pivarnik JM, Womack CJ, Reeves MJ, Malina RM. Wpływ wychowania fizycznego i poziomu aktywności na osiągnięcia w nauce dzieci. Medycyna i nauka w sporcie i ćwiczeniach. 2006;38:1515–1519. [PubMed]
  • Colcombe SJ, Kramer AF. Wpływ sprawności na funkcje poznawcze osób starszych: badanie metaanalityczne. Nauka psychologiczna. 2003;14:125–130. [PubMed]
  • Colcombe SJ, Kramer AF, Erickson KI, Scalf P, McAuley E, Cohen NJ i in. Sprawność układu sercowo-naczyniowego, plastyczność kory i starzenie się. Postępowanie Narodowej Akademii Nauk. 2004;101:3316–3321. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Cox RW. AFNI: oprogramowanie do analizy i wizualizacji neuroobrazów funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. Komputery i badania biomedyczne . 1996;29:162–173. [PubMed]
  • Das JP, Mishra RK, Pool JE. Eksperyment dotyczący poznawczego leczenia trudności w czytaniu słów. Dziennik trudności w uczeniu się . 1995;28:66–79. [PubMed]
  • Das JP, Naglieri JA, Kirby JR. Ocena procesów poznawczych. Needham Heights, MA: Allyn & Bacon; 1994.
  • Datar A, Sturm R, Magnabosco JL. Nadwaga u dzieci i wyniki w nauce: ogólnokrajowe badanie przedszkolaków i uczniów pierwszych klas. Badania nad otyłością. 2004;12:58–68. [PubMed]
  • Davis CL, Tomporowski PD, Boyle CA, Waller JL, Miller PH, Naglieri JA i in. Wpływ ćwiczeń aerobowych na funkcjonowanie poznawcze dzieci z nadwagą: randomizowane badanie kontrolowane. Kwartalnik badawczy dotyczący ćwiczeń i sportu. 2007;78:510–519. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Diament A. Ścisłe powiązanie rozwoju motorycznego i poznawczego oraz móżdżku i kory przedczołowej. Rozwój dziecka. 2000;71:44–56. [PubMed]
  • Dishman RK, Berthoud HR, Booth FW, Cotman CW, Edgerton VR, Fleshner MR i in. Neurobiologia wysiłku. Otyłość (Srebrna Wiosna) 2006;14:345–356. [PubMed]
  • Dwyer T, Sallis JF, Blizzard L, Lazarus R, Dean K. Związek wyników w nauce z aktywnością fizyczną i sprawnością fizyczną dzieci. Nauka o ćwiczeniach pediatrycznych. 2001;13:225–237.
  • Dwyer T, Coonan WE, Leitch DR, Hetzel BS, Baghurst PA. Badanie wpływu codziennej aktywności fizycznej na zdrowie uczniów szkół podstawowych w Australii Południowej. International Journal of Epidemiology. 1983;12:308–313. [PubMed]
  • Dyckman KA, Camchong J, Clementz BA, McDowell JE. Wpływ kontekstu na zachowanie związane z sakadami i aktywność mózgu. Neuroobraz. 2007;36:774–784. [PubMed]
  • Eigsti IM, Zayas V, Mischel W, Shoda Y, Ayduk O, Dadlani MB i in. Przewidywanie kontroli poznawczej od wieku przedszkolnego do późnego okresu dojrzewania i wczesnej dorosłości. Nauka psychologiczna. 2006;17:478–484. [PubMed]
  • Eslingera PJ. Konceptualizacja, opisywanie i mierzenie elementów funkcji wykonawczych: podsumowanie. W: Lyon GR, Krasnegor NA, red. Uwaga, pamięć i funkcje wykonawcze. Baltimore: Paul H. Brooks Publishing Co; 1996. s. 367–395.
  • Etnier JL, Nowell PM, Landers DM, Sibley BA. Metaregresja mająca na celu zbadanie związku między sprawnością aerobową a wydajnością poznawczą. Recenzje badań mózgu. 2006;52:119–130. [PubMed]
  • Gutin B, Riggs S, Ferguson M, Owens S. Opis i ocena procesu programu treningu fizycznego dla dzieci otyłych. Kwartalnik badawczy dotyczący ćwiczeń i sportu. 1999;70:65–69. [PubMed]
  • Wzgórze AB. Środowisko i choroba: związek czy przyczyna? Postępowanie Królewskiego Towarzystwa Medycznego. 1965;58:295–300. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Hillman CH, Erickson KI, Kramer AF. Bądź mądry, ćwicz swoje serce: wpływ ćwiczeń na mózg i funkcje poznawcze. Recenzje przyrody Neuronauka. 2008;9:58–65. [PubMed]
  • Ismail AH. Wpływ dobrze zorganizowanego programu wychowania fizycznego na wydajność intelektualną. Badania w zakresie wychowania fizycznego. 1967; 1: 31–38.
  • Kiehl KA, Stevens MC, Laurens KR, Pearlson G, Calhoun VD, Liddle PF. Model adaptacyjnego przetwarzania refleksyjnego funkcji neurokognitywnych: dowody potwierdzające z badania fMRI na dużą skalę (n = 100) dziwnego zadania słuchowego. Neuroobraz. 2005;25:899–915. [PubMed]
  • Knudsen EI. Wrażliwe okresy w rozwoju mózgu i zachowania. Journal of Cognitive Neuroscience. 2004; 16: 1412 – 1425. [PubMed]
  • Kolb B., Whishaw IQ. Plastyczność i zachowanie mózgu. Roczny przegląd psychologii. 1998;49:43–64. [PubMed]
  • Kramer AF, Hahn S, Cohen NJ, Banich MT, McAuley E, Harrison CR i in. Starzenie się, sprawność fizyczna i funkcje neurokognitywne. Natura. 1999;400(6743):418–419. [PubMed]
  • Lezak MD, Howieson DB, Loring DW. Ocena neuropsychologiczna. 4. wyd. Nowy Jork: Oxford University Press; 2004.
  • Luna B, Thulborn KR, Munoz DP, Merriam EP, Garver KE, Minshew NJ i in. Dojrzewanie szeroko rozpowszechnionych funkcji mózgu utrudnia rozwój poznawczy. Neuroobraz. 2001;13:786–793. [PubMed]
  • McDowell JE, Brown GG, Paulus M, Martinez A, Stewart SE, Dubowitz DJ i in. Neuronowe korelaty sakad refiksacyjnych i antysakkad u osób zdrowych i chorych na schizofrenię. Psychiatria biologiczna. 2002;51:216–223. [PubMed]
  • McGrew KS, Woodcock RW. Woodcock-Johnson III: Podręcznik techniczny. Itasca, IL: Riverside Publishing Company; 2001.
  • Morris JS, DeGelder B, Weiskrantz L, Dolan RJ. Zróżnicowane reakcje pozakolanowe i ciała migdałowatego na prezentację twarzy emocjonalnych w ślepym polu korowo. Mózg. 2001;124(Pt 6):1241–1252. [PubMed]
  • Koniecznie, Tybor DJ. Aktywność fizyczna i siedzący tryb życia: przegląd podłużnych badań masy ciała i otyłości u młodzieży. International Journal of Obesity (Londyn) 2005; (29 Suppl 2): ​​S84 – S96. [PubMed]
  • Naglieri JA. Podstawy oceny CAS. Nowy Jork: Wiley; 1999.
  • Naglieri JA, Das JP. System oceny poznawczej: podręcznik interpretacyjny. Itasca, IL: Wydawnictwo Riverside; 1997.
  • Naglieri JA, Rojahn J. Konstruowanie ważności teorii PASS i CAS: Korelacje z osiągnięciami. Journal of psychologii edukacyjnej. 2004;96:174–181.
  • Naglieri JA, Rojahn JR, Aquilino SA, Matto HC. Czarno-białe różnice w przetwarzaniu poznawczym: studium planowania, uwagi, jednoczesnej i kolejnej teorii inteligencji. Journal of Psychoedukacji oceny. 2005;23:146–160.
  • Ogden CL, Carroll MD, Curtin LR, McDowell MA, Tabak CJ, Flegal KM. Występowanie nadwagi i otyłości w Stanach Zjednoczonych w latach 1999–2004. JAMA: Dziennik Amerykańskiego Stowarzyszenia Medycznego. 2006;295:1549–1555. [PubMed]
  • Ogden CL, Kuczmarski RJ, Flegal KM, Mei Z, Guo S, Wei R i in. Wykresy wzrostu Centrów Kontroli i Zapobiegania Chorobom z 2000 r. dla Stanów Zjednoczonych: ulepszenia wersji z 1977 r. Krajowego Centrum Statystyk Zdrowia. Pediatria. 2002;109:45–60. [PubMed]
  • Pereira AC, Huddleston DE, Brickman AM, Sosunov AA, Hen R, McKhann GM i in. Korelat in vivo neurogenezy wywołanej wysiłkiem fizycznym w zakręcie zębatym dorosłego. Postępowanie Narodowej Akademii Nauk. 2007;104:5638–5643. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Rabbitt P. Wstęp: Metodologie i modele badania funkcji wykonawczych. W: Królik P, red. Metodologia funkcji czołowej i wykonawczej. Hove, East Sussex, Wielka Brytania: Psychology Press Ltd; 1997. s. 1–38.
  • Rakison DH, Woodward AL. Nowe spojrzenie na wpływ działania na rozwój percepcyjny i poznawczy. Psychologia rozwojowa. 2008;44:1209–1213. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Sallis JF, McKenzie TL, Kolody B, Lewis M, Marshall S, Rosengard P. Wpływ wychowania fizycznego związanego ze zdrowiem na osiągnięcia w nauce: Projekt SPARK. Kwartalnik badawczy dotyczący ćwiczeń i sportu. 1999;70:127–134. [PubMed]
  • Shephard RJ, Volle M, Lavallee H, LaBarre R, Jequier JC, Rajic M. Wymagana aktywność fizyczna i oceny akademickie: kontrolowane badanie podłużne. W: Ilmarinen J., Valimaki I, wyd. Dzieci i sport. Berlin: Springer Verlag; 1984. s. 58–63.
  • Shore SM, Sachs ML, Lidicker JR, Brett SN, Wright AR, Libonati JR. Obniżone osiągnięcia szkolne uczniów gimnazjów z nadwagą. Otyłość (Srebrna Wiosna) 2008;16:1535–1538. [PubMed]
  • Sibley BA, Etnier JL. Związek między aktywnością fizyczną a funkcjami poznawczymi u dzieci: metaanaliza. Nauka o ćwiczeniach pediatrycznych. 2003;15:243–256.
  • Sommerville JA, Decety J. Tkanie tkanki interakcji społecznych: artykułowanie psychologii rozwojowej i neuronauki poznawczej w dziedzinie poznania motorycznego. Biuletyn i recenzja psychonomiczna. 2006;13:179–200. [PubMed]
  • Strong WB, Malina RM, Blimkie CJ, Daniels SR, Dishman RK, Gutin B i in. Aktywność fizyczna oparta na dowodach naukowych dla młodzieży w wieku szkolnym. Dziennik Pediatrii . 2005;146:732–737. [PubMed]
  • Sweeney JA, Luna B, Keedy SK, McDowell JE, Clementz BA. Badania fMRI kontroli ruchu gałek ocznych: badanie interakcji poznawczych i sensomotorycznych systemów mózgowych. Neuroobraz. 2007;(36 Suplement 2):T54 – T60. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Talairach J, Tournoux P. Współpłaszczyznowy stereotaktyczny atlas ludzkiego mózgu: trójwymiarowy układ proporcjonalny - podejście do obrazowania mózgu. Nowy Jork: Thieme Medical Publishers; 3.
  • Taras H. Aktywność fizyczna a wyniki uczniów w szkole. Dziennik zdrowia szkoły . 2005;75:214–218. [PubMed]
  • Taras H, Potts-Datema W. Otyłość i wyniki uczniów w szkole. Dziennik zdrowia szkoły . 2005;75:291–295. [PubMed]
  • Tomporowski PD, Davis CL, Miller PH, Naglieri J. Ćwiczenia a inteligencja, funkcje poznawcze i osiągnięcia w nauce dzieci. Przegląd psychologii edukacyjnej. 2008;20:111–131. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Tuckman BW, Hinkle JS. Eksperymentalne badanie fizycznego i psychologicznego wpływu ćwiczeń aerobowych na dzieci w wieku szkolnym. Psychologia zdrowia. 1986;5:197–207. [PubMed]
  • Oddział B. Jednoczesne wnioskowanie o dane FMRI. Milwaukee, WI: Instytut Badań Biofizycznych, Medical College of Wisconsin; 1997.
  • Walijski MC, Friedman SL, Spieker SJ. Funkcje wykonawcze w rozwoju dzieci: aktualne konceptualizacje i pytania na przyszłość. W: McCartney K, Phillips D, redaktorzy. Podręcznik Blackwell dotyczący wczesnego rozwoju dziecka. Malden, MA: Blackwell Publishing; 2006. s. 167–187.
  • Weuve J, Kang JH, Manson JE, Breteler MM, Ware JH, Grodstein F. Aktywność fizyczna, w tym chodzenie, a funkcje poznawcze u starszych kobiet. JAMA: Dziennik Amerykańskiego Stowarzyszenia Medycznego. 2004;292:1454–1461. [PubMed]
  • Wittberg R, Northrup K, Cottrell LA, Davis CL. Progi wydolności aerobowej powiązane z osiągnięciami w nauce piątej klasy. Amerykański dziennik edukacji zdrowotnej. (Przyjęty)
  • Zervas Y, Apostolos D, Klissouras V. Wpływ wysiłku fizycznego na sprawność umysłową w odniesieniu do treningu. Umiejętności percepcyjne i motoryczne. 1991;73:1215–1221. [PubMed]