运动改善执行功能和成就，改变超重儿童的大脑活动：随机对照试验（2011）

健康心理学。 作者手稿; 可在PMC Jan 1，2012中找到。
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抽象

目的

该实验检验了运动可以改善执行功能的假设。

设计

久坐不动，超重7-至11岁儿童（N = 171，56％女性，61％黑色，M±SD年龄9.3±1.0年，体重指数（BMI）26±4.6 kg / m2，BMI z评分2.1±0.4）被随机分配到锻炼计划的13±1.6周（20或40分钟/天）或对照条件。

主要观察指标

盲法，标准化的心理评估（认知评估系统和Woodcock-Johnson Tests of Achievement III）评估认知和学业成就。 功能磁共振成像测量执行功能任务期间的大脑活动。

成果

治疗分析的意图揭示了运动对执行功能和数学成就的剂量反应益处。 还观察到双侧前额叶皮层活动增加和运动引起的双侧后顶叶皮质活动减少的初步证据。

结论

与在老年人中获得的结果一致，观察到由于运动导致的执行功能和脑激活变化的特定改善。 认知和成就结果增加了剂量反应的证据，并将实验证据扩展到儿童期。 本研究提供了有关教育成果的信息。 除了在儿童肥胖流行期间保持体重和降低健康风险的重要性之外，身体活动可能被证明是一种简单，重要的方法，可以增强儿童心理功能的方面，这是认知发展的核心。 这些信息可能会说服教育者实施有力的身体活动。

关键词： 认知，有氧运动，肥胖，反社会，功能磁共振成像

执行功能似乎比有氧运动训练的其他认知方面更敏感（Colcombe＆Kramer，2003年）。 执行功能构成对认知功能的监督控制以实现目标并且通过前额皮层电路介导。 规划和执行构成目标导向行为的行动序列需要分配注意力和记忆力，响应选择和抑制，目标设定，自我控制，自我监控以及策略的巧妙和灵活使用（Eslinger，1996; Lezak，Howieson和Loring，2004年）。 执行功能假设是基于有氧运动选择性地改善老年人在执行功能任务中的表现并导致前额皮质活动相应增加的证据而提出的（Colcombe等，2004; Kramer等人，1999）。 儿童的认知和神经发育可能对身体活动敏感（Diamond，2000; 希尔曼，埃里克森和克莱默，2008年; Kolb＆Whishaw，1998年）。 关于儿童期运动行为与认知发展之间联系的理论解释，从假设的大脑网络到感知 - 行动表征的构建（拉基森和伍德沃德，2008年; Sommerville＆Decety，2006年).

儿童运动研究的荟萃分析表明，运动认知得到改善; 然而，随机试验结果不一致（Sibley＆Etnier，2003年）。 运动对执行功能的选择性影响可以解释儿童获得的混合实验结果（Tomporowski，Davis，Miller和Naglieri，2008年）。 利用需要执行功能的认知任务的研究显示运动的好处（戴维斯等人，2007; 塔克曼和欣克尔（1986）），而那些使用较不敏感措施的人没有（Lezak等，2004，pp.36，611-612; 例如， 伊斯梅尔，1967; Zervas，Apostolos和Klissouras，1991年）。 这项研究的初步报告，样本较小，显示了运动对执行功能的好处（戴维斯等人，2007）。 最终结果如下。

在儿童中，剧烈的身体活动与更好的成绩相关（Coe，Pivarnik，Womack，Reeves和Malina，2006年; Taras，2005），身体素质与学业成就（卡斯特利，希尔曼，巴克和欧文，2007年; 德威尔，萨利斯，暴雪，拉撒路和迪安，2001年; Wittberg，Northrup，Cottrell和Davis被接受），超重，成绩较差（Castelli等人，2007; Datar，Sturm和Magnabosco，2004年; Dwyer等人，2001; Shore等人，2008; Taras＆Potts-Datema，2005年）。 然而，关于身体活动对学业成绩的影响，得出的最有力的结论是，它不会影响成就，即使它消除了课堂时间（德威尔，库南，里奇，海策尔和巴格斯特，1983年; Sallis等人，1999; Shephard等，1984）。 因为超重是慢性不活动的标志（Must＆Tybor，2005年），超重，久坐不动的孩子可能比瘦孩子更有可能从运动中受益。

这项研究的主要假设是，在执行功能的控制条件下，分配到运动的久坐，超重儿童比在控制条件下的儿童​​改善更多，而不是其他认知过程，例如对分心，空间和逻辑过程以及排序的抵抗。 次要假设是在运动和认知之间观察到剂量反应关系。 探讨了对学业成绩的影响。 基于先前在成人中显示运动相关的脑功能变化的研究，使用功能磁共振成像（fMRI）在参与者亚组中探索对前额皮质回路中的活动的影响。

付款方式

主要研究

参与者成员

在2003-2006期间，学生们从学校招募学生参加有关儿童健康的有氧运动试验。 如果超重（≥85th百分位数BMI），儿童符合条件（Ogden等，2002），不活跃（没有定期的体育锻炼计划> 1小时/周），并且没有会影响研究结果或限制体育锻炼的医疗状况。 随机选择了7名11-56岁的儿童（61％的女性，39％的黑人，9.3％的白人，M±SD年龄1.0±26.0岁，体重指数（BMI）4.6±XNUMX kg / m2，BMI z-score 2.1±0.4，父母（即主要照顾者）教育水平5.0±1.1，其中1 =小于7th等级，2 = 8th或9th，3 = 10th或11th，4 =高中毕业生，5 =某些大学，6 =大学毕业，7 =研究生）。 由于随机化后发生的精神病住院治疗，一名儿童被排除在测试后。 无论是否坚持干预，都鼓励儿童进行后测。 收集了11名服用注意力缺陷症药物的儿童（和他们一样照药; n = 4在控制中， n =低剂量的4，和 n =高剂量组中的3）以使通用性最大化。 儿童和父母完成了书面知情同意和同意。 该研究由佐治亚医学院的机构审查委员会审查和批准。 测试和干预发生在佐治亚医学院。 参与者流程图显示在 图。 1.

图。 1 

参与者流程图。

学习规划

统计学家将儿童随机分配至低剂量（20分钟/天）或高剂量（40分钟/天）有氧运动，或无运动对照。 随机化按种族和性别分层。 分配被隐藏直到基线测试完成，然后传达给研究协调员，研究协调员通知受试者。 控制条件没有提供任何课后计划或运输。 运动条件的强度相同，只是持续时间（即能量消耗）不同。 五个队列参加了3年的研究。

有氧运动干预

分配到运动的儿童在每个上学日被运送到课后锻炼计划（学生：教师比例约为9：1）。 重点是强度，享受和安全，而不是竞争和技能提升。 活动的选择基于易于理解，有趣，并引发间歇性的剧烈运动，包括跑步比赛，跳绳，改良篮球和足球（古丁，里格斯，弗格森和欧文斯，1999年）。 该程序手册可应要求提供。 使用心率监测器（S610i； Polar Electro，Oy，芬兰； 30秒）来观察剂量。 每天记录每个孩子在锻炼期间的平均心律，并因保持每分钟平均心跳> 150而获得积分。 积分被兑换成每周奖品。 分配到高剂量条件下的儿童​​每天要完成两次20分钟的动作。 低剂量条件下的儿童​​要完成20分钟的回合，然后在另一个房间进行20分钟的久坐活动（例如，棋盘游戏，纸牌游戏，绘画）。 在此期间没有提供任何辅导。 每节课以五分钟的热身开始（适度的心血管活动，静态和动态拉伸）。 比赛以断水，轻度降低心血管活动和静态拉伸为结尾。

在13±1.6周的干预期间（在低剂量和高剂量条件下分别为13±1.5、13±1.7），出勤率为85±13％（85±12、85±14）。 平均心律为每分钟166±8次搏动（167±7、165±8）。 在大多数日子里，儿童的平均心率>每分钟150次（总体为87±10％；在低剂量和高剂量条件下分别为89±8、85±12）。 在各种运动条件下，干预期的持续时间，平均出勤率，心率和达到心率目标的时间比例相似，并且在所有实验条件下，从基线到后测之间的时间相似（19±3.3，18±在对照，低和高剂量条件下分别为2.6、18±2.5周。

措施

标准化的心理电池评估基线和后测的认知和成就。 大多数儿童（98％）由同一测试者在一天的同一时间进行评估，并在基线和后测试的同一房间进行评估。 测试人员没有意识到孩子的实验条件。 分析标准分数。 总而言之，5队列为认知和4队列提供了成就数据。 手段落在正常范围内（表1).

表1 

认知a 和成就b 在基线和后测试中按组得分（M±SE），并在后评估平均值

标准化，基于理论（Das，Naglieri和Kirby，1994年; Naglieri，1999使用认知评估具有优秀心理素质的认知评估，认知评估系统（Naglieri＆Das，1997年）。 认知评估系统是根据5-17年龄的大型代表性样本标准化的，这些儿童在许多人口统计变量（例如，年龄，种族，地区，社区环境，教育分类和父母教育）上与美国人口密切匹配。 它与学业成绩密切相关（r = .71），虽然它不包含类似成就的项目（Naglieri和Rojahn，2004年）。 众所周知，应对教育干预（Das，Mishra和Poole，1995年），它比传统的智力测验产生更小的种族和种族差异，使其更适合评估弱势群体（Naglieri，Rojahn，Aquilino和Matto，2005年).

认知评估系统根据四个相互关联的认知过程来衡量儿童的心理能力：规划，注意，同时和连续。 四个量表中的每一个都包含三个子测试。 只有规划规模衡量执行功能（即战略的产生和应用，自我调节，意图和知识的利用;内部可靠性 r = .88）。 规划量表比执行功能的神经心理学测试具有更好的可靠性（兔子，1997）。 剩下的量表衡量认知表现的其他方面，因此可以确定儿童运动对执行功能的影响是否强于其他认知过程。 注意力测试需要集中的，有选择性的认知活动和抵抗分心（内部可靠性） r = .88）。 同时分测验涉及包含非语言和语言内容的空间和逻辑问题（内部可靠性） r = .93）。 连续任务需要分析或回忆按顺序排列的刺激，并按顺序形成声音（内部可靠性 r = .93）。 该措施的初步结果已经公布（戴维斯等人，2007）。 当孩子8岁时，一名孩子在基线时错误地接受了7-yr-old版本的测试。

儿童的学业成绩使用两种可互换的Woodcock-Johnson Tests of Achievement III（麦格鲁与伍德考克，2001年）随机平衡。 广泛阅读和广泛的数学集群是感兴趣的结果。 4队列中的141名儿童提供了成就数据。

统计分析

意图治疗分析协方差测试组在后测试中的认知和成就差异，调整基线评分。 使用对未提供测试后数据的7儿童的最后一次观察结果进行分析。 如果它们与因变量相关，则包括协变量（群组，种族，性别，父母教育）。 检查了规划，同时，注意和连续的尺度，以及广泛阅读和广泛的数学集群。 先验 对比测试线性趋势，并将对照组与两个运动组进行比较，进行正交二次和低剂量与高剂量对比。 在α= .05评估统计学显着性。 重复进行重要分析，排除11儿童服用注意力缺陷症药物，并排除18 7岁儿童，因为他们的年龄，他们的认知评估系统略有不同。 估计每组62受试者的样本大小提供80％功率以检测6.6单位组之间的差异。

FMRI亚研究

参与者成员

在该研究的最后一组中的20名儿童参与了fMRI试验研究，该研究包括基线（对照n = 9，运动n = 11）和后测（对照n = 9，运动n = 10）脑扫描。 左撇子儿和戴眼镜的人被排除在外。 运动组的一次测试后会议被拒绝。 该子集之间的特征没有显着差异（9.6±1.0年，40％女性，40％黑色，BMI 25.3±6.0，BMI z-score 1.9±0.46）和样本的其余部分。 低剂量和高剂量运动组（14±1.7周运动）因fMRI分析而崩溃。

设计和程序

在GE Signa Excite HDx 3 Tesla MRI系统（General Electric Medical Systems，Milwaukee，WI）上获得图像。 使用MRI兼容护目镜（Resonance Technologies，Inc.，Northridge，CA）呈现视觉刺激，并且使用眼睛跟踪系统监测眼睛运动，该系统允许研究者看到受试者清醒并参与任务。 受试者戴着耳塞，并使用真空枕头约束他们的头部。 在获取MRI数据之前，使用自动匀场程序优化磁均匀性，该程序通过执行磁场图的最小二乘拟合确定低阶匀场值，并自动将低阶匀场值应用为X中的直流偏移电流， Y和Z梯度波形。 使用损坏的梯度回波平面成像序列获得功能图像（重复时间（TR）2800 ms，回波时间（TE）35 ms，翻转角90°，视场（FOV）280×280 mm2，矩阵96×96，34切片，切片厚度3.6 mm）。 接下来，使用3维快速变质梯度回波序列（TR 9.0 ms，TE 3.87 ms，翻转角20°，FOV 240×240 mm）获得结构图像。2，矩阵512×512，120切片，切片厚度1.3 mm）。 高分辨率结构图像用于将功能图像标准化为标准立体定位空间进行分析（塔莱拉赫和图尔诺（1988）).

Antisaccade任务

获得功能成像数据，同时受试者完成另一项执行功能测量，即一项反跨步任务（McDowell等，2002）。 正确的抗痉挛性能需要抑制对视觉提示的优先响应以及对该提示的镜像位置的响应的产生（相对侧，与中心固定相同的距离）。 在初始固定期（25.2秒）之后，块范例在基线之间交替（N = 7块; 25.2秒的交叉呈现在中央固定）和实验（N = 6块; 25.2 sec由8抗级试验，48试验总计）条件（5.46分钟运行时间; 117体积;从分析中省略第一个2体积以考虑磁化稳定性）。 在基线期间，指示受试者凝视十字架。 在抗癫痫试验期间，受试者被指示盯着中央十字架直到它熄灭，然后外围的提示发信号通知受试者尽可能快地看到提示的镜像位置，而不查看提示本身。 受试者在每次扫描仪会话之前有两个单独的练习课程，以确保他们理解说明。 在扫描期间与儿童互动的人员不知道孩子的任务。

图像分析

分析按照我们实验室先前公布的数据进行（Camchong，Dyckman，Austin，Clementz和McDowell，2008年; Camchong，Dyckman，Chapman，Yanasak和McDowell，2006年; Dyckman，Camchong，Clementz和McDowell，2007年; McDowell等，2002）使用AFNI软件（考克斯，1996）。 简而言之，对于每个会话，将体积登记到代表性体积以校正轻微的头部移动（并且计算6回归量：1各自用于a）旋转，和b）在每个3平面中的平移头部运动。 然后将4 mm全宽半高斯高斯滤波器应用于每个数据集。 对于每个体素，计算每个时间点的来自基线的血氧水平依赖性信号的百分比变化。 使用6运动参数作为噪声回归量，随着时间的推移导致的百分比变化趋向于线性漂移，并且与梯形参考函数建模基线（固定）和实验（反分析）条件相关。 然后根据Talairach和Tournoux Atlas将数据转换为标准化空间（塔莱拉赫和图尔诺（1988）），并重新采样到4×4×4 mm体素。

为了识别支持antiisaccade性能的神经回路（图。 2），数据在组和时间点之间折叠以进行方差分析。 为了防止误报，从蒙特卡罗模拟（基于数据集的几何）导出的聚类阈值方法应用于 F 地图（沃德，1997）。 基于这些模拟，家庭明智的alpha at p = .05保留了一个单独的体素阈值 p = .0005和3体素的簇大小（192μL）。 由此产生的聚集 F 图用于识别区域血氧水平依赖性信号变化。

图。 2 

轴向视图显示血氧水平依赖于与大脑中三个不同水平的单样本分析的抗痉挛性能相关的信号变化百分比。 来自39会话的数据（基线时为20子项，后测试时为19） ...
感兴趣区域分析

对于在群集中显示出显着活动的每个皮层区域 F 图（正面眼球，补充眼球，前额叶皮层，后顶叶皮层），球体（半径8 mm，类似于 Kiehl等人，2005; Morris，DeGelder，Weiskrantz和Dolan，2001年）位于质心，双侧活动在半球上坍塌。 计算每个参与者的每个感兴趣区域的基线和测试后的平均信号变化百分比，并分析差异分数。 由于感兴趣区域值的非正态分布，使用Mann-Whitney比较实验条件 U 测试（确切的2尾概率）。

成果

心理测量数据

性与后测计划有关（男孩，101.3±12.1对女孩，105.2±12.7， t = -2.0， p = .044）和注意（99.8±12.2与107.5±12.5， t = -4.1， p <.001）分。 种族与后期测试同时存在相关性（白色，109.3±13.6 vs.黑色，104.0±10.9， t = 2.9， p = .004）和广泛数学（109.0±9.3与102.0±10.1， t = 4.2， p <.001）分。 家长教育与测验后的计划相关（r =。18的， p = .02），广泛阅读（r =。27的， p = .001）和广泛的数学（r =。27的， p = .001）得分。 这些协变量包括在相应的分析中。

具有统计学意义 先验 线性对比表明运动对执行功能的剂量反应有益（即规划， 图。 3; L = 2.7，95％置信区间（CI）0.6到4.8， t（165）= 2.5， p = .013）。 该 先验 比较对照组和运动组的对比也是显着的，表明接触低剂量或高剂量的运动项目导致更高的计划分数（L = -2.8，CI = -5.3到-0.2， t（165）= 2.1， p = .03）。 正如预期的那样，没有检测到注意力，同步量或连续量表的影响。 对于广泛数学集群，具有统计意义 先验 线性对比表明运动对数学成绩的剂量反应有益（图。 3; L = 1.6，CI 0.04到3.2， t（135）= 2.03， p = .045）。 运动条件与对照条件的对比无统计学意义（p = .10）。 在广泛阅读群集中未检测到任何效果。

图。 3 

后测的执行功能（计划）调整为性别，父母教育和基线得分，数学成绩意味着（SE）后测试调整了种族，父母教育和基线得分，显示有氧运动的剂量反应效果 ...

低剂量和高剂量条件没有差异，也没有检测到二次趋势。 除基线评分外，在注意力分析中，认知或成就分析中唯一重要的协变量是性别（p <.001）和广泛数学竞赛（p = .03）。 排除患有注意力缺陷障碍儿童的结果相似（规划中的线性对比， t（154）= 2.84， p = .005，广泛的数学， t（125）= 2.12， p = .04）和7-years-olds（规划， t（147）= 2.92， p = .004，广泛的数学， t（117）= 2.23， p =。03）。

神经影像数据

抗痉挛相关的血氧水平依赖性信号（跨组和时间点崩溃）显示皮质扫视电路（包括额叶眼视野，补充眼视野，后顶叶皮质和前额皮质; 图。 2），在成人中有明确的定义（Luna等，2001; Sweeney，Luna，Kedy，McDowell和Clementz，2007年）。 感兴趣区域分析显示从基线到后测的信号变化的组差异在两个区域中是显着的：双侧前额叶皮质（Talairach坐标中的质心（x，y，z）：右= 36，32，31;左= - 36，32，31）和双侧后顶叶皮质（右= 25，-74，29;左= -23，-70，22）。 具体而言，运动组显示双侧前额叶皮层活动增加（图。 4，左图; U = 20， p = .04）和双侧后顶叶皮质活动减少（图。 4，右图; U = 18， p = .03）与对照组相比。 运动区域（正面和补充眼球）的感兴趣区域分析未显示组间的显着差异。

图。 4 

实验条件的箱线图显示从基线到后测试的激活变化。 左图：前额叶皮层。 右图：后顶叶皮质。

讨论

该实验使用认知评估，成就测量和fMRI测试了大约3个月的常规有氧运动对久坐，超重儿童的执行功能的影响。 这种多方面的方法揭示了有氧运动改善认知表现的趋同证据。 更具体地说，盲法的标准化评估显示运动对执行功能和数学成就的特定剂量反应益处。 观察到由于锻炼计划增加的前额皮质活动和减少的后顶叶皮质活动。

总之，这些结果与成人关于运动引起的明显行为和大脑活动变化的结果一致（Colcombe等，2004; Pereira等，2007）。 他们还增加了剂量反应的证据，这在儿童运动试验中尤为罕见（Strong等人，2005），并提供有关教育成果的重要信息。 高剂量条件导致平均计划得分3.8点，或标准差的四分之一（σ= 15），高于对照条件。 人口统计学对该模型没有贡献。 当排除患有注意力缺陷障碍或7岁儿童的儿童时，获得了类似的结果。 因此，结果可以推广到超重的黑人或白人7-至11岁的年龄。

执行功能在儿童时期发展，对适应行为和发展至关重要（最佳，米勒和琼斯，2009年; Eslinger，1996）。 特别是，规范一个人行为的能力（例如，抑制不恰当的反应，延迟满足）对于孩子在小学取得成功很重要（布莱尔，2002; Eigsti等，2006）。 这种影响可能对儿童发展和教育政策产生重要影响。 鉴于没有提供学术指导，改善数学成绩的发现是显着的，并且表明较长的干预期可能带来更多的益处。 在成就上观察到的改进是针对数学的，对阅读没有好处。

我们假设定期剧烈的身体活动通过影响认知和行为的大脑系统来促进儿童的发育。 动物研究表明，有氧运动增加了脑源性神经营养因子等生长因子，导致皮层毛细血管供血增加，新神经元和突触生长，从而带来更好的学习和表现（Dishman等人，2006）。 与成人进行的实验和前瞻性队列研究表明，长期规律的体力活动会改变人类的大脑功能（Colcombe等，2004; Weuve等，2004）。 一项随机对照实验显示，6数月的有氧运动可改善老年人的认知能力（Kramer等人，1999）。 一项重要的论文报告了使用fMRI技术的两项研究中有氧运动对成人大脑活动影响的明确证据：高适应性与低适应性个体的横断面比较显示，前额皮质活动与身体健康有关，一项实验表明，久坐不动的6-至55岁的77个月有氧运动（行走）增加了前额皮质活动，并导致执行功能测试的改善（Colcombe等，2004）。 有趣的是，一项荟萃分析发现，不支持有氧健身作为体力活动对人类认知影响的调节者（Etnier，Nowell，Landers和Sibley，2006年）。 因此，不是由心血管益处介导，运动引起的认知改变可能是运动引起的神经刺激的直接结果。 虽然已经表明身体活动可能直接通过神经完整性的变化影响儿童的认知功能，但还有其他似是而非的解释，例如参与目标导向，精神上的精神参与（Tomporowski等，2008).

这项研究有局限性。 结果仅限于超重的黑人和白人7-至11岁儿童的样本。 精益儿童和其他种族或年龄组的儿童可能会有不同的反应。 不知道经过一段时间的去训练后，认知效益是否仍然存在。 然而，如果利益随着时间的推移积累，这对儿童发展很重要。 可能存在敏感期，其中运动活动会对大脑产生特别强烈的影响（Knudsen，2004）。 还有待确定其他类型的运动，例如力量训练或游泳，是否也有效。 参与者和干预人员不能对实验条件或研究假设不知情; 然而，招聘材料强调身体健康益处而不是认知益处。 另一个限制是使用无干预控制条件不允许试验排除一些替代解释（例如，成年人的注意，享受）。 由于在课程期间发生的社交互动而不是由于锻炼，参加锻炼的儿童可能会发生心理变化 本身。 然而，结果的剂量反应模式掩盖了这种解释，因为两个运动组在研究机构与教师和同伴一起度过了相同的时间。

该研究未发现运动剂量组之间存在差异。 这与剂量反应发现没有冲突，这表明运动干预导致认知改善（希尔，1965）。 鉴于线性对比显示治疗的分级效果，成对剂量比较询问后续问题，一个特定剂量是否优于另一个（Ruberg，1995）。 剂量反应对成就的益处的测试是显着的，但是对照组与两个运动组的比较不是，对运动提高数学成绩的假设提供部分支持。

fMRI结果受到小样本量的限制，并且不提供剂量响应的测试，这使得它们更多地受到替代解释。 然而，观察到了具体的变化，前额叶和顶叶区的变化方向不同，反对大脑活动的全球趋势。 虽然抗痉挛性能及其支持性大脑活动随年龄而变化（Luna等，2001），这是一个不太可能的混淆因为这些群体的年龄相近。

这些实验数据证明，一项有力的课后有氧运动计划可以改善超重儿童的剂量反应执行功能; 社会因素可能促成了这种影响。 观察到相应脑激活模式的变化。 这些结果也为数学表现提供了部分支持。 条件的分配是随机的，结果评估是盲目的，最大限度地减少了潜在的偏见或混淆。 超重儿童现在占美国儿童的三分之一以上，在弱势群体中人数过多。 除了在儿童肥胖流行期间降低健康风险的重要性（Ogden等，2006），有氧运动可能被证明是增强儿童心理功能方面的重要方法，这是认知发展的核心（威尔士，弗里德曼和史派克，2006年).

致谢

CA Boyle，C。Creech，JP Tkacz和JL Waller协助进行数据收集和分析。 由美国国立卫生研究院DK60692，DK70922，佐治亚州医学院研究所，佐治亚州生物医学倡议组织资助，佐治亚州预防肥胖和相关疾病中心，以及佐治亚州医学院和佐治亚大学的桥梁资助。

脚注

发布者的免责声明： 以下手稿是最终接受的手稿。 它没有经过正式出版所需的最终编辑，事实检查和校对。 它不是权威的，发布者认证的版本。 美国心理学会及其编辑委员会对此手稿版本的错误或遗漏，NIH或其他第三方从本手稿中衍生的任何版本不承担任何责任或义务。 已发布的版本可在 www.apa.org/pubs/journals/hea

贡献者信息

Catherine L. Davis，乔治亚州预防研究所，佐治亚医学院儿科。

Phillip D. Tomporowski，佐治亚大学运动机能学系。

乔治亚大学心理学系Jennifer E. McDowell。

乔治亚大学心理学系Benjamin P. Austin。

Patricia H. Miller，佐治亚大学心理学系。

Nathan E. Yanasak，佐治亚医学院放射学系。

Jerry D. Allison，佐治亚医学院放射学系。

Jack A. Naglieri，乔治梅森大学心理学系。

参考资料

  • 最佳JR，Miller PH，Jones LL。 年龄5后的执行功能：变化和相关。 发展评论。 2009; 29（3）：180-200。 [PMC免费文章[考研]
  • 布莱尔（Blair C.） 将认知和情感整合到孩子入学时功能的神经生物学概念中。 美国心理学家。 2002; 57：111–127。 [考研]
  • Camchong J，Dyckman KA，Austin BP，Clementz BA，McDowell JE。 支持意志跳视的常见神经回路及其对精神分裂症患者和亲属的破坏。 生物精神病学。 2008; 64：1042-1050。 [PMC免费文章[考研]
  • Camchong J，Dyckman KA，Chapman CE，Yanasak NE，McDowell JE。 在延迟反应任务期间，精神分裂症的基底神经节 - 丘脑皮层电路中断。 生物精神病学。 2006; 60：235-241。 [考研]
  • Castelli DM，Hillman CH，Buck SM，Erwin HE。 三年级和五年级学生的身体素质和学业成绩。 体育与运动心理学杂志。 2007; 29：239-252。 [考研]
  • Coe DP，Pivarnik JM，Womack CJ，Reeves MJ，Malina RM。 体育教学和活动水平对儿童学业成绩的影响。 体育与运动中的医学与科学。 2006; 38：1515-1519。 [考研]
  • Colcombe SJ，Kramer AF。 健身对老年人认知功能的影响：荟萃分析研究。 心理科学。 2003; 14：125-130。 [考研]
  • Colcombe SJ，Kramer AF，Erickson KI，Scalf P，McAuley E，Cohen NJ，et al。 心血管健康，皮质可塑性和衰老。 美国国家科学院院刊。 2004; 101：3316-3321。 [PMC免费文章[考研]
  • 考克斯RW。 AFNI：用于分析和可视化功能性磁共振神经图像的软件。 计算机与生物医学研究。 1996; 29：162-173。 [考研]
  • Das JP，Mishra RK，Pool JE。 阅读困难的认知矫正实验。 学习障碍杂志。 1995; 28：66-79。 [考研]
  • Das JP，Naglieri JA，Kirby JR。 认知过程的评估。 马萨诸塞州尼达姆高地：Allyn＆Bacon; 1994年。
  • Datar A，Sturm R，Magnabosco JL。 儿童期超重和学业表现：全国幼儿园和一年级学生的学习。 肥胖研究。 2004; 12：58-68。 [考研]
  • Davis CL，Tomporowski PD，Boyle CA，Waller JL，Miller PH，Naglieri JA等。 有氧运动对超重儿童认知功能的影响：一项随机对照试验。 运动和运动研究季刊。 2007; 78：510–519。 [PMC免费文章[考研]
  • 钻石A.运动发育和认知发育以及小脑和前额皮质的密切相关性。 儿童发展。 2000; 71：44-56。 [考研]
  • Dishman RK，Berthoud HR，Booth FW，Cotman CW，Edgerton VR，Fleshner MR，et al。 运动神经生物学。 肥胖（银泉）2006; 14：345-356。 [考研]
  • Dwyer T，Sallis JF，Blizzard L，Lazarus R，Dean K.学习成绩与儿童身体活动和健康的关系。 小儿运动科学。 2001; 13：225-237。
  • Dwyer T，Coonan WE，Leitch DR，Hetzel BS，Baghurst PA。 南澳大利亚小学生日常体力活动对健康影响的调查。 国际流行病学杂志。 1983; 12：308-313。 [考研]
  • Dyckman KA，Camchong J，Clementz BA，McDowell JE。 背景对扫视相关行为和大脑活动的影响。 神经成像。 2007; 36：774-784。 [考研]
  • Eigsti IM，Zayas V，Mischel W，Shoda Y，Ayduk O，Dadlani MB，et al。 预测从学龄前到青春期后期和青年期的认知控制。 心理科学。 2006; 17：478-484。 [考研]
  • Eslinger PJ。 概念化，描述和测量执行功能的组成部分：摘要。 在：里昂GR，Krasnegor NA，编辑。 注意力，记忆力和执行功能。 巴尔的摩：Paul H. Brooks Publishing Co; 1996。 pp.367-395。
  • Etnier JL，Nowell PM，Landers DM，Sibley BA。 一个元回归来检验有氧健身和认知表现之间的关系。 脑研究评论。 2006; 52：119-130。 [考研]
  • Gutin B，Riggs S，Ferguson M，OwensS。针对肥胖儿童的体育锻炼计划的描述和过程评估。 运动与运动研究季刊。 1999; 70：65-69。 [考研]
  • 希尔AB。 环境与疾病：协会还是因果关系？ 英国皇家医学会会刊。 1965; 58：295-300。 [PMC免费文章[考研]
  • Hillman CH，Erickson KI，Kramer AF。 要聪明，锻炼你的心脏：锻炼对大脑和认知的影响。 自然评论神经科学。 2008; 9：58-65。 [考研]
  • 伊斯梅尔AH。 良好组织的体育课程对智力表现的影响。 体育教学研究。 1967; 1：31-38。
  • Kiehl KA，Stevens MC，Laurens KR，Pearlson G，Calhoun VD，Liddle PF。 神经认知功能的自适应反身处理模型：支持来自大规模（n = 100）fMRI听觉奇怪任务研究的证据。 神经成像。 2005; 25：899-915。 [考研]
  • Knudsen EI。 大脑和行为发展的敏感时期。 认知神经科学杂志。 2004; 16：1412-1425。 [考研]
  • Kolb B，Whishaw IQ。 大脑的可塑性和行为。 心理学年度回顾。 1998; 49：43-64。 [考研]
  • Kramer AF，Hahn S，Cohen NJ，Banich MT，McAuley E，Harrison CR，et al。 衰老，健身和神经认知功能。 性质。 1999; 400（6743）：418-419。 [考研]
  • Lezak MD，Howieson DB，Loring DW。 神经心理学评估。 4th ed。 纽约：牛津大学出版社; 2004。
  • Luna B，Thulborn KR，Munoz DP，Merriam EP，Garver KE，Minshew NJ，et al。 广泛分布的脑功能的成熟促进了认知发展。 神经成像。 2001; 13：786-793。 [考研]
  • McDowell JE，Brown GG，Paulus M，Martinez A，Stewart SE，Dubowitz DJ，et al。 正常和精神分裂症受试者中的复位跳视和反痉挛的神经相关性。 生物精神病学。 2002; 51：216-223。 [考研]
  • McGrew KS，Woodcock RW。 Woodcock-Johnson III：技术手册。 Itasca，IL：Riverside Publishing Company; 2001。
  • Morris JS，DeGelder B，Weiskrantz L，Dolan RJ。 对皮质盲区中情绪面孔的呈现的微分外源性胃炎和杏仁核反应。 脑。 2001; 124（Pt 6）：1241-1252。 [考研]
  • 必须A，Tybor DJ。 身体活动和久坐行为：对年轻人体重和肥胖的纵向研究的回顾。 国际肥胖杂志（伦敦）2005;（29 Suppl 2）：S84-S96。 [考研]
  • Naglieri JA。 CAS评估要点。 纽约：威利; 1999。
  • Naglieri JA，Das JP。 认知评估系统：解释性手册。 Itasca，IL：Riverside Publishing; 1997。
  • Naglieri JA，Rojahn J.构建PASS理论和CAS的有效性：与成就的相关性。 教育心理学杂志。 2004; 96：174-181。
  • Naglieri JA，Rojahn JR，Aquilino SA，Matto HC。 认知加工中的黑白差异：对计划，注意力，同时和连续智力理论的研究。 心理教育评估杂志。 2005; 23：146-160。
  • Ogden CL，Carroll MD，Curtin LR，McDowell MA，Tabak CJ，Flegal KM。 美国超重和肥胖的患病率，1999-2004。 JAMA：美国医学会杂志。 2006; 295：1549-1555。 [考研]
  • Ogden CL，Kuczmarski RJ，Flegal KM，Mei Z，Guo S，Wei R，et al。 美国疾病控制和预防中心2000增长图表：1977国家卫生统计中心版本的改进版。 儿科。 2002; 109：45-60。 [考研]
  • Pereira AC，Huddleston DE，Brickman AM，Sosunov AA，Hen R，McKhann GM，et al。 运动诱导的成年齿状回神经发生的体内相关性。 美国国家科学院院刊。 2007; 104：5638-5643。 [PMC免费文章[考研]
  • Rabbitt P.简介：执行功能研究中的方法和模型。 在：兔P，编辑。 正面和执行功能的方法。 Hove，East Sussex，UK：Psychology Press Ltd; 1997。 pp.1-38。
  • Rakison DH，Woodward AL。 关于行动对感知和认知发展影响的新观点。 发展心理学。 2008; 44：1209-1213。 [PMC免费文章[考研]
  • Sallis JF，McKenzie TL，Kolody B，Lewis M，Marshall S，RosengardP。健康相关体育对学业成绩的影响：SPARK项目。 运动与运动研究季刊。 1999; 70：127–134。 [考研]
  • Shephard RJ，Volle M，Lavallee H，LaBarre R，Jequier JC，Rajic M.所需的身体活动和学术成绩：受控的纵向研究。 在：Ilmarinen J，Valimaki I，编辑。 儿童和运动。 柏林：Springer Verlag; 1984。 pp.58-63。
  • Shore SM，Sachs ML，Lidicker JR，Brett SN，Wright AR，Libonati JR。 超重中学生的学业成绩下降。 肥胖（银泉）2008; 16：1535-1538。 [考研]
  • Sibley BA，Etnier JL。 儿童身体活动与认知的关系：荟萃分析。 小儿运动科学。 2003; 15：243-256。
  • Sommerville JA，Decety J.编织社交互动的结构：在运动认知领域阐明发展心理学和认知神经科学。 心理公告与评论。 2006; 13：179–200。 [考研]
  • Strong WB，Malina RM，Blimkie CJ，Daniels SR，Dishman RK，Gutin B，et al。 适用于学龄期青少年的循证体育活动。 儿科学杂志。 2005; 146：732-737。 [考研]
  • Sweeney JA，Luna B，Keedy SK，McDowell JE，Clementz BA。 眼睛运动控制的fMRI研究：研究认知和感觉运动脑系统的相互作用。 神经成像。 2007;（36 Suppl 2）：T54-T60。 [PMC免费文章[考研]
  • Talairach J，Tournoux P.人脑共面立体定位图集：3维比例系统–脑成像的一种方法。 纽约：Thieme Medical出版商； 1988年。
  • Taras H.学校的体育活动和学生表现。 学校健康杂志。 2005; 75：214-218。 [考研]
  • Taras H，Potts-Datema W.肥胖和学生在学校的表现。 学校健康杂志。 2005; 75：291-295。 [考研]
  • Tomporowski PD，Davis CL，Miller PH，Naglieri J.运动与儿童的智力，认知和学业成就。 教育心理学评论。 2008; 20：111–131。 [PMC免费文章[考研]
  • Tuckman BW，Hinkle JS。 有氧运动对学龄儿童身体和心理影响的实验研究。 健康心理学。 1986; 5：197-207。 [考研]
  • Ward B.同时推断FMRI数据。 密尔沃基，威斯康星州：威斯康星医学院生物物理研究所; 1997。
  • 威尔士MC，Friedman SL，Spieker SJ。 发展儿童的执行职能：当前的概念和未来的问题。 在：McCartney K，Phillips D，编辑。 布莱克威尔儿童早期发展手册。 Malden，MA：Blackwell Publishing; 2006。 pp.167-187。
  • Weuve J，Kang JH，Manson JE，Breteler MM，Ware JH，Grodstein F.体育活动，包括步行和老年女性的认知功能。 JAMA：美国医学会杂志。 2004; 292：1454-1461。 [考研]
  • Wittberg R，Northrup K，Cottrell LA，Davis CL。 有氧健身阈值与五年级学业成绩相关。 美国健康教育杂志。 （公认）
  • Zervas Y，Apostolos D，Klissouras V.参照训练对体力消耗对心理表现的影响。 感知和运动技能。 1991; 73：1215-1221。 [考研]