台灣社會人口結構的迅速變遷︽內政部提供的人口統計顯示︽至 2011 年底止︽我 國65 歲以上老人計有 252 萬 8,249 人︽占總人口比例達 10.9㎡︽老化指數 72.2㎡︽呈持 續增加之現象�內政部︽2012 〈伴隨年齡的增長︽腦部老化是不可避免的過程︽因老 化在生活上所產生的不便及健康問題如傳統的心血管疾病外︽目前最讓大家重視的莫過 於由大腦神經功能老化所引起的相關疾病如阿茲海默症 (Alzheimer’s disease)︾帕金森氏 症 (Parkinson’s disease)︾憂鬱症等疾病的生成︽而這些疾病仍是由於中腦內某些神經元 中嚴重缺乏神經傳導物質︽如「多巴胺 (Dopamine)︾血清素 (serotonin, 5-HT) 等所引 起的︽且神經元逐漸凋零而伴隨腦部功能的下降︽但並非在全����������������������������������腦一起發生神經元減損︽
而是有選擇性的在各個不同區域中凋零︽且神經樹突分支減少︽會造成樹突密度降低︽
這些皆會影響腦部認知功能效率下降 (Burke & Barnes, 2006)〈
老化是影響大腦結構的因素之一︽由於老化的過程中︽神經密度降低或神經白質髓 鞘脫失 (demyelination)︾缺損︽造成大腦整體體積減少︽甚至某些大腦功能如記憶力︾
反應速度或行動能力的退化︽這種老化速率也會因為教育程度︾工作性質︾動腦程度而 減緩�林慶波︽2008 〈在認知作業中腦波振幅與反應速度在年輕人與老年人之間也有 著顯著差異 (Thermanson, Hillman & Curtin, 2006)〈隨著大腦神經科學的發展︽學者測量 65-85 歲的老人︽在大腦白質與灰質的萎縮比率︽發現老化時每 10 年整體萎縮 7%︽其 中前額葉萎縮速率達8.9% (Petten, Plante, Davidson, Kuo, Bajuscak, & Glisky, 2004)〈由
於︽額葉︾前額葉是大腦計畫︾協調︾抑制︾短期工作記憶的執行區︽因此︽大腦前額 葉受老化的影響會損害訊息整合與判斷︽同時老人因伴隨大腦老化而來的心理變化︾社 會判斷和情感對應︾注意力分散︾情緒的控制︽都與前額葉老化有關 (Royall et al., 2002)〈神經造影結果也顯示︽空間儲存機制位於大腦右葉前運動區及部份前額葉區 (Smith & Jonides, 1997)〈許多老化相關的研究發現︽大腦功能在人類����������������������������������︾靈長類����������������������������������動物及 齒類����������������������������������動物在老年時︽皆有工作記憶及執行功能衰退的現象 (Bizon et al., 2009; Brennan et al., 2009)〈
神經衰退疾病患者的臨床研究皆強調在�執行功能的症狀︽如困惑︾注意力不集 中︾缺少規劃及缺乏完成目標導向行為 (Miller & Cummings, 2007)〈尤其現今生活型 態︽攝取飽和脂肪及高膽固醇食物︽皆會提高認知衰退的風險〈因此︽大腦老化在各種 形態及神經生物學及功能上的改變︽都可能導致認知障礙〈而工作記憶 (working memory, WM) 在反映心智活動是相當重要的一環︽且對於縮小知覺及行為之間的差距︽是一個 非常重要的功能︽且能在有限的容量裡︽處理及儲存訊息的短期認知系統﹀在較高水準 的認知作業裡也扮演一個關鍵角色︽如學習︾推理︾理解 (Baddeley & Hitch, 1974)︽以 及將環境訊息進行即時監控︾維持與處理的線上運作認知能力︽在擷取環境訊息後︽維 持訊息清晰且同時提取長期記憶中的經驗或知識與其進行比對整合︽以利個體進行問題 的解決︾規劃︾與執行目標任務︽此與複雜的認知作業有關 (Baddeley, Chcchini, Della, Logie, & Spinnler, 1999)〈當然複雜的推理及理解作業︽還得依賴其他因素︽如知識及策 略的使用 (McNamara & Kintsch, 1996)〈工作記憶同時也是執行控制中的重要功能
(Miller & Cohen, 2001)︽而工作記憶容量被定義為可以控制並保持注意力︽在面對干擾 或使其分心的事物時的機制︽具有個別差異〈它主要是由中央執行系統 (central executive system) 所負責︽此系統調節底下的二個奴隸系統 (slave system)「視覺空間處理模板 (visuo-spatial skechpad) 以及語音迴路 (phonological loop)︽這二個奴隸系統有各自獨立 且有限的儲存資料庫 (storage resource pool) (Baddeley, 1992; Just, Carpenter, & Keller, 1996)〈在工作記憶裡︽對於視覺空間與語言訊息儲存的獨立機制︽已被廣泛研究 (Jonides, Lacey, & Nee, 2005)︽其中視覺空間工作記憶是指有能力去儲存在短暫時間裡出現在視 野中特殊位置的訊息刺激 (Theeuwes, Belopolsdy, & Olivers, 2009)〈學者指出空間工作記 憶是注意複述機制的一種外在表現�陳彩琦︽2004 ︽且空間工作記憶的維持是經由注 意力演練而來 (Awh, Jonides, & Reuter-Lorenz, 1998)〈研究發現神經系統相關的空間工 作記憶出現在頂葉 (parietal) 及額葉 (frontal) 皮質︽能反映出維持的過程位置在前額葉 皮質 (prefrontal cortex, PFC)︾額葉眼動區 (frontal eye fields, FEF) 及後頂葉皮質 (posterior parietal cortex, PPC) (Curtis, 2006; Naghavi & Nyberg, 2005)〈學者使用功能性神 經造影 (fMRI) 研究指出︽老人在執行視覺空間工作記憶任務時︽因任務困難度的差 異︽而使老化相關的神經機能改變︽如工作記憶任務中老人在背側前額葉皮質區 (dorsolateral prefrontal cortex, DPFC) 雙邊活化︽而年輕人只有在左半球較為活化︽因此 額≒頂葉功能的重組可能涉及對於大腦老化的補償機制︽但不排除老化會縮減視覺空間 工作記憶的表現 (Martina, Özgür, & Gereon, 2012)〈神經心理學研究顯示︽由於阿茲海 默症患者 (Alzheimer’s disease, AD) 的執行功能較正常人差︽所以阿茲海默症患者和正
常人在進行空間搜尋的協調作業時︽隨著作業儲存記憶量增加時︽阿茲海默症患者較正 常人無法協調作業︽此證據支持協調空間的工作記憶為中央執行功能的表現之一 (Logie, Cocchini, Sala, & Baddeley, 2002)〈
過去研究發現隨著年紀的增大︽老化的過程中︽神經密度降低或神經白質髓鞘脫失 (demyelination)︾缺損︽造成大腦整體弱體積減少︽甚至造成某些大腦功能如記憶力︾
反應速度或行動能力的退化〈學者指出因為老化而使得老年人的認知資源有限︽也無法
像年輕人有效率的快速執行複雜的作業任務︽而且認知衰退常發生在 70 歲左右的老年
人︽規律運動能有效促進老年人認知︽降低痴呆症風險 (Salthouse, 2010)〈但有些研究 介入有氧運動 16-40 週︽並沒有發現老年人�60-83 歲 的認知有任何改變 (Allen &
Madden, 1989)〈因此︽老化時大腦功能特殊細胞形態的消失︽使得大腦結構對於認知要 求的處理過程變得較不明確 (Cabeza, 2001)〈Martina 等學者 (2010) 比較受過大學教育 的年輕人與老年人的視覺空間工作記憶︽但未有任何身體活動介入︽研究結果發現執行 功能及反應時間︽年輕人均顯著優於老年人〈Spirduso (1975) 以簡單反應時間與複雜的 選擇反應時間認知測驗︽檢測老人運動習慣與認知表現之相關性︽結果顯示︽自我陳述
過去至少三年以上︽且每週運動三次以上的 60 歲以上的老人︽其認知測驗表現明顯優
於不運動的同年齡老人︽且和 20 歲年輕人相比無差異〈另有研究將 64 歲-75 歲老人分
成有氧�走路 與無氧運動�伸展︾肌力訓練 兩組︽經過6 個月運動訓練︽結果兩組
在簡單反應測驗都只有小幅改善︽但當需要大腦前額葉活化去抑制不相干訊息︽在複雜 的認知作業中做出決定時︽有氧運動組的表現明顯優於無氧運動組 (Kramer, Kahn, &
Harrison, 1999)〈學者研究指出有氧身體活動正面影響著認知與大腦功能︽無論在分子︾
細胞︾系統與行為層面中︽可增加身體及精神健康︽因此身體活動絕對是生活中的重要 因子 (Hillman, Castelli, & Buck, 2005)〈
對孩童及成人進行運動及認知相關的研究︽指出身體活動︾學習及智力分數間呈正 相關 (Sibley, & Etnier, 2003)〈大學生給予激烈跑步訓練 (Hillman, Snook, & Jerome, 2003) 與成人�平均年齡 33 歲 在有氧訓練 12 週後︽也顯示出反應時間及詞彙學習皆較快 (Winter et al., 2007)〈此外︽學者指出提昇工作記憶與認知功能︽可經由規律身體活動 (van Praag et al., 2007) 〈老人預防醫學研究也發現︽身體活動能有效降低及預防因老化 所引起的許多現代文明病如高血壓︾糖尿病及癌症�豐東洋︾黃廖植︾楊世達︾林曼蕙︾
陳俊忠︽1998 ﹀且透過適度的身體活動來維持或強化心血管疾病︽藉此來維持老年人 腦部認知功能是個不錯的選擇�林志懋︽2008 〈
在Hatfield 和 Lander (1983, 1987) 融合心生理在競技與健身運動研究後︽運用腦波 測量工具來了解身體活動與大腦情緒與認知功能的作用關係︽彌補了健身運動心理學對 身體活動對大腦功能機制的不足〈過去研究身體活動與大腦認知表現的研究︽大多以簡 單或選擇反應時間認知測驗來檢驗其中的關聯性︽但受到反應時間受到周圍肌肉執行收 縮動作時間的影響︽無法區分身體活動對大腦認知反應功能真正的影響作用〈因此藉由 事件關聯電位 (event-related potential, ERP) 經由內在事件�如「時間點估計 或外在事 件�如「視覺︾聽覺及體感覺 所誘發之腦電位波形變化︽來探討大腦處理訊息過程的 狀況 (Cacioppo & Tassinary, 1990)〈由於 ERP 只計算反應時間中的中樞神經之運作期︽
不計算周圍肌肉執行收縮動作時間︽因此是觀察中樞訊息處理過程的時間變化及神經資 源投入的最佳測量方法�洪聰敏︽1998 〈ERP 正波稱為 P︽負波稱為 N︽其後標出潛 伏期的時間︽如 300 毫秒的正波即稱之為 P300︽其潛伏時間則可反應對刺激分類����������������������������������和區 辨的速度︽且 P300 潛伏時間的延遲和年齡︾疾病︽以及詮釋認知過程速度有關﹀而與 刺 激 的 物 理 屬 性 相 關 ︽ 又 與 心 理 因 素 相 關 的 成 分 稱 為 中 源 性 成 分 (mesogenous component)︽例如 N100〈ERP 成分中之 P300 因參與者接受目標刺激時︽經過訊息選擇︾
輸入︾比對︾評估的過程︽使腦波激發一個與事件關聯的電位變化︽此變化在目標刺激 出現後約 300~700 毫秒時出現︽在頂葉 (parietal) 測得之正極 (positive) 波峰被認為是 在 認 知 處 理 過 程 中 最 具 代 表 性 的 指 標 ︽ 可 做 為 大 腦 認 知 功 能 判 斷 的 參 考(Kekoni, Hämäläinen, McCloud, Reinikainen, & Näätänen, 1996)﹀ N100 是刺激呈現後 70~150 毫秒 在 葉 (temporal) 區 左 側 或 大 腦 枕 葉 (occipital) 位 置 出 現 的 一 個 負 極 (negative polarity) 波峰︽代表訊息處理過程中�專注力的表現︽振幅代表投入作業的專注力︽
潛伏時間代表大腦對訊息處理的速度 (Hillyard & Picton, 1987)〈
既然身體活動對大腦神經系統運作有正面影響︽可提昇大腦血流量︾改善心血循環 功能︾促進腦神經細胞新陳代謝速度︾調節神經傳遞物分泌量〈而隨著年紀的增長會有 腦部老化的問題︽如何健康的老化及延緩老化︽並改善或維持認知功能︽即是值得研究 的問題〈為摒除老年人在腦部老化過程中︽本身即有腦容量萎縮速度的不同︽且過去研
既然身體活動對大腦神經系統運作有正面影響︽可提昇大腦血流量︾改善心血循環 功能︾促進腦神經細胞新陳代謝速度︾調節神經傳遞物分泌量〈而隨著年紀的增長會有 腦部老化的問題︽如何健康的老化及延緩老化︽並改善或維持認知功能︽即是值得研究 的問題〈為摒除老年人在腦部老化過程中︽本身即有腦容量萎縮速度的不同︽且過去研