第一節 研究對象
本研究招募及篩選大專院校無嚴重運動傷害、心血管相關疾病、氣喘、下肢功能損 害或其他重大疾病病史,身心健康、無規律運動之自願參與學生 30 名。招募方式是透 過口頭宣傳、發放傳單至師大和平、公館校區等處,或是網路平台公布訊息,研究者向 受試者說明研究計畫後,隨即給予受試者須知與同意書,待閱讀完畢後請受試者於同意 書上簽名,以確保雙方權益。
第二節 實驗設計
一、 實驗分組
本研究之受試者需參與一次的實驗前說明以及一次的實驗,第一次為熟悉儀器、了 解實驗流程以及走路禪操作解說,第二次需接受認知功能測驗,並在之前隨機進行走路 禪組、健走組、控制組三組其一實驗,每組 10 人,實驗過程中均需配戴 Polar 錶以便監 控運動中的心跳以及 HRV 的數據收集。
(一) 走路禪組
30 分鐘走路禪,行走時全心全意,注意腳跟,感受每一步每一腳印,都是清清楚楚 的,本次研究採用受試者默數步數的方式,來達到將其注意力放在每一個步伐上,回到 起點時再將此圈步數跟施測者報告,接著再繼續下一圈的專注,每一圈皆需回報此圈步 數,30 分鐘的走路禪為中等強度,以 Polar 心率錶監控,運動自覺量表 (6~20 分量表) 為 12~14,40~60%HRR 的強度進行。
(二) 健走組
30 分鐘中等強度健走運動,以 Polar 心率錶監控,運動自覺量表 (6~20 分量表) 為 12~14,40~60%HRR 的強度進行。
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(三) 控制組
30 分鐘坐姿休息。
二、 研究變項 (一) 自變項
本研究自變項為走路禪組、健走組與控制組。
(二) 依變項
本研究依變項為認知功能測驗 (反應時間、答對題數) 和心率變異分析 (LF%、HF%、
LF/HF%)。
第三節 實驗時間與地點
一、 實驗時間
本實驗於西元 2014 年 3 月 1 日至西元 2015 年 5 月 30 日進行相關實驗與分析統整,
而受試者進行實驗之時間皆為上午,以便掌控相同情境下之生理狀況。
二、 實驗地點
本實驗於國立臺灣師範大學分部 (公館校區) 運動場進行 30 分鐘健走、30 分鐘走 路禪實驗;並於光電研究所進行兩項認知測驗。
圖 3-3-1 受試者於操場進行健走 圖 3-3-2 受試者於光電科技研
或走路禪活動 究所進行認知功能測驗
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第四節 實驗儀器
本實驗使用之 Polar 心率錶為 RS800CX,含一顆主錶及一條感應帶,皆需於實驗中 全程配戴於受試者身上,目的為監控心跳、蒐集心率變異資料;再以 HRV Analysis Software v1.1 軟體分析所得之心率變異資料。
圖
3-4-1 Polar RS800CX心率錶 圖
3-4-2 Polar RS800CX心率錶感應帶
圖 3-4-3HRV Analysis Software v1.1
圖 3-4-4
統計程式
SPSS1720
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二、 聽覺 Go/No-go 作業 (auditory Go/No-go test)
參考 Miltner 等 (2003) 的測驗步驟,受試者在一排除噪音的空間,聆聽一連續隨機 出現的兩種不同音調,音調間有間隔 (720ms),透過耳機傳送音調分別為 2000Hz 或 1000Hz (50ms, 75 分貝聲壓級 (SPL)),如圖 3-5-2。
高、低頻隨機出現,出現機率相等,指導受試者聽到高頻音調時盡快用右手食指按 一下按鈕,低頻則不做動作,當受試者犯錯率不高時,則鼓勵受試者盡快做出反應。受 試者於測驗前先進行 25 次的練習測試,之後將進行 4 個回合 (block) 組成的 300 次測 驗,每回之間有 1 分鐘的休息,使用神經刺激系統軟體 neuroscan stim software 2.0 版記 錄所量測的反應正確次數與錯誤次數、行為反應時間。
圖
3-5-2聽覺
Go/No-go作業程序圖
三、 Sternberg 工作記憶作業 (Sternberg working memory task)
此測驗係參考Deeny等 (2008) 的Sternberg工作記憶測驗,並將英語字母修正為適合 國人辨認的阿拉伯數字,此測驗利用Stim2認知神經刺激系統 (Neuroscan Ltd., EI Paso, USA ) 為依據。於先前出現的數字或字母加以記憶,並和後續出現的字母或數字
辨認連結,並快速做出正確辨認反應。認知測驗包括預備訊號提示”+”,接著出現五
個數字 (200毫秒) 之後,字母間有1400毫秒的時間間隔 (1600毫秒SOA) (圖3-5-3)。螢 幕以黑色背景白色文字呈現,數字由0-9隨機選取。第五個數字出現後會有2000毫秒的
Stimulus Tone
High or Low
Response
High tone press button or Low tone don’t press
50 ms 720 ms
…total 75 trials
x 8 blocks (total 600 trials) 770 ms
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暫停,接著數字出現3500 毫秒的時間/或直到受試者產生反應。
探測數字 (動作訊號) 與前五個數字之一相符,受試者用右手拇指按一下紅色按鈕,
如果沒有相符則用右手拇指按一下綠色按鈕。第二個探測數字出現前會有2000毫秒的 暫停。
受試者從事此測驗55次,可產生110次的探測數字 (動作訊號),排除干擾VEF的 眼球活動與眨眼行為偽跡 (振幅>3pT),平均後的VEF經基線校正 (baseline corrected)
,參考Deeny等 (2008) 研究,設定為-100毫秒~反應開始,低通濾波 (low-pass filter) 為 20Hz,然後以軟體進一步分析。
圖 3-5-3 Sternberg 工作記憶作業程序圖 (Deeny et al., 2008)
四、 HRV (heart rate variability, HRV) 心率變異
HRV訊號經過特殊的分析法,可用來評估自律神經系統的活性,分析HRV的方法有 兩種:一為時域分析 (time domain analysis),用於長時間 (24小時) 之分析,常利用動 態心電圖;二為頻域分析 (frequency domainanalysis),亦稱為頻譜分析,用於短時 間之分析,通常是取五分鐘平穩的R-R間期 (R-R interval,RRI),並利用快速傅立葉 (FFT) 將其轉換成頻譜,以作為HRV的分析 (陳淑如、蔡月霞、羅映琪、蔡宜珊、鄭 綺,2005)。
本研究採用頻域分析方法,將所得資料用Poalr錶之紅外線介面傳輸至電腦上,再 以HRV Analysis Software v1.1軟體進行轉換,截取安靜、介入後、介入後15分鐘之低頻 比例 (LF%)、高頻比例 (HF%)、低高頻比 (LH/HF%) 之數據後分析,並統計整理結果。
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