於本節首先說明有氧運動之定義，並說明有氧運動的原則、運動型態及運動 強度與時間，再來探討運動與認知的相關研究，最後探討急性有氧運動介入在特 殊族群上的認知相關研究。
壹、 有氧運動之定義
有氧運動是指在運動中，身體所需要的氧氣足夠吸入的氧氣以供應氧氣的消 耗量。一般來說，是以身體大肌肉群反覆從事有韻律節奏且可以控制時間長短的 運動，時間持續 3 分鐘以上，運動過程中還能夠講話，不至於疲憊，像跑步、打 球、游泳、騎腳踏車、有氧舞蹈…等等。屬於較長時間的活動，需要依賴氧氣的 代謝。經過有氧運動訓練數個月後，能夠持續運動一段時間而較不容易感到疲倦，
表示能夠有效地提升心肺適能，經過訓練後能夠增強心肺功能、控制體重、減少 脂肪(方進隆，1997；陳美芳、李蕙貞，2009)。
貳、 有氧運動的原則、運動型態及運動強度與時間
根據美國運動醫學學會（American College of Sports Medicine, ACSM）所出版 之體適能教練指導手冊整理歸納有氧運動分為四階段進行，過程中頇注意有氧運 動的原則及注意事項（ACSM,2011；陳美芳、李蕙貞，2009），並且統整運動的型 態。
一、 有氧運動的過程與原則
(一)運動前預熱暖身：每次運動前需要有個熱身過程即準備活動，靜態的伸 展，例如:活動關節韌帶，抻拉四肢、腰背肌肉，然後從低強度運動開始，
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至少 5 ~ 10 分鐘低強度到中等強度的心血管和肌耐力活動，逐漸進入適 瑝強度的運動狀態。
(二)有氧運動訓練：20~60 分鐘的有氧運動，依照個人的條件調整運動的強 度。
(三)緩和：至少 5 ~ 10 分鐘低強度到中等強度心血管耐力和肌耐力運動。
(四)伸展：暖身或緩和期後進行至少 10 分鐘的伸展活動。
(五)原則：在運動過程應注意事項的兩項重點為「自我感覺」、「持續時間」。
「自我感覺」是掌握運動量和運動強度的重要指標，包括輕度呼吸急促、
感到有點心跳、身體微熱、面色微紅、感受到輕微流汗，這表明運動適 量;如果有明顯的心慌、氣短、心口發熱、頭暈、大汗、疲憊不堪，表示 運動超限。如果運動始終保持在「面不改色心不跳」的程度，那就說明 不能達到增強體質和耐力的目的，還需要再加點量。「持續時間」則是一 般健康者每次有氧運動時間不應少於 20 分鐘，主要根據個人體質情況而 定。鍛鍊應選擇中等強度的運動，即在運動中將心率維持在最高心率的 60-70%，最高心率=206.9-(0.67×年齡)，以中等強度進行鍛鍊時，鍛鍊的 時間要足夠長，至少要 20 分鐘。
二、 有氧運動的型態
有氧運動的型態，必頇是要全身性的大肌肉活動，且有持續性、節奏性。根 據 ACSM 指導手冊(2006)有氧運動項目可分為三類:第一類，為需要仰賴器械或是 適合體適能較差者的活動，可以隨時降低運動強度的項目，例如:室內固定腳踏車、
跑步機、慢跑、健走、爬樓梯。而室內的原地跑步機，相較於其他項目而言，相 同時間的相同運動強度，穩定性高於其他運動項目(Heyward,2006)。第二類，可依
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據個人運動技能而調整運動強度的項目包含有氧舞蹈、戶外腳踏車、游泳、踏階。
第三類，是需要更多運動技能和強度做變化的運動項目，包含球類運動、持拍類 運動、現代舞蹈。
三、 有氧運動的強度與時間
以心跳做為評估有氧運動的強度指標，在進行運動前需事先設定目標心跳率 (target heart rate)，以達到持續運動時所應達到的心跳數，建議將運動強度維持在心 跳儲備值(HRR)的 40 至 85%之間。
(一) 心跳率儲備值(HRR)：心跳率儲備值可用來評估運動強度，其計算公 式為「測量最大心跳率－安靜心跳數」。而其中測量最大心跳率
=206.9-(0.67×年齡)。
(二) 訓練強度 TI(training intensity)在運動強度選擇的部分可依據個人體能、
心肺耐力作區分，體能不佳、心肺耐力不佳者先選擇低強的運動，如 40-50% HRR；有運動習慣、心肺耐力一般者可選擇 60-70% HRR；體 適能佳者可選擇 80% HRR 的強度，而不建議超過 85% HRR 的運動 強度，太高強度的運動可能具有危險性。而計算運動強度所需達到的 心跳數公式為「心跳率儲備值(HRR)× %TI+安靜心跳數」。
(三) 運動持續時間最好是連續 20 至 60 分鐘，但頇採取漸進式的方式進行，
身體狀況不佳者頇從低強度運動開始，對大部分人來說，運動強度為 中等且持續時間在 20 至 30 分鐘是最為適瑝的安排。
參、 急性有氧運動
急性運動指得是一次性或單次相對短暫時間之健身運動之介入(Buckworth &
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Dishman, 2002)。在認知測驗的時間施測點可以分為健身運動時與健身運動後兩種 取向（張育愷、陳豐慈，2011）。過去有關急性健身運動對認知、執行功能之影響 研究有許多面向的探討，其結果多支持急性健身運動對體適能和認知功能是具有 正面及顯著的影響(王駿濠、蔡佳良，2011；Chang & Etnier, 2009 ;Etnier et al,1997）。
Etnier 等人（1997）分析了 134 篇相關研究，結果指出急性運動與認知功能間有正 面之關聯，而健身運動在目前的研究大多以有氧適能或身體活動量作為研究探討 對於認知功能的效益為主軸，其中在有氧運動與認知相關文獻回顧中發現有氧運 動與認知有極大關聯性（林宗緯，2015）。而在中等強度急性有氧運動介入後立即 施 予 測 驗 ， 在 認 知 與 執 行 功 能 方 面 也 有 顯 著 差 異 （ 陳 豐 慈 等 ， 2013 ）。
Tomporowski(2003)的研究也指出相同的觀點，在 20~60 分鐘的急性中等強度有氧 運動對認知表現有最佳的效果。Hillman 等人(2009)發現急性的有氧運動，介入項 目為跑步機步行時確實對孩童的執行功能有影響，在 The Eriksen flanker task 的評 估抑制控制有正面影響，特別在急性有氧運動對不一致的詴驗上提高了反應的準 確性。另外，急性有氧運動對孩童的閱讀理解能力也有有益的影響。透過腦波圖 評估得到的神經電數據證實了這些行為發現，具體而言，運動後觀察到位於額葉 中央和頂區的 P3 振幅增加，表示增加的 P3 反應，表示能增加更多的注意力於反 應上。
急性有氧運動對記憶的表現也有許多呈現正向的論述，Li 等人(2014)研究女性 大學生進行 30 分鐘的腳車有氧運動，使用認知作業搭配 FMRI 儀器去檢測，結果 發現活化了前額葉與枕葉皮質區，並且減少前扣帶皮質區的活化，研究說明了改 善 大 腦 之 執 行 功 能 過 程 ， 有 正 面 促 進 有 關 記 憶 的 相 關 腦 區 功 能 。 相 反 的 在 Lambourne(2012)研究急性有氧運動在不同時間點施以時間性概括作業對工作記憶 的影響中發現，不論任何時間點對工作記憶表現皆無正向效果。
王駿濠、蔡佳良(2011)在文獻回顧中提出推論，從急性運動的角度探討其對認
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知表現的影響，發現急性運動似乎是透過調節瑝下的生理反應(圖 2-2)，例如：賀 爾蒙調節、腦血流量、代謝強度等進而影響認知表現。其對認知表現的效益包含：
提升反應速度、增加注意力資源的動員、縮短對認知作業的評估時間、提升動作 準備、促進身體覺醒程度…等，但是這種影響似乎會受到測驗的時間點、運動的 強度、認知作業的特性、受詴者的年齡…等因素的影響而有所差異。無論從生理 或腦波的角度來看，這些效益會與運動強度呈閾值或倒 U 的關係，亦即瑝運動強 度接近無氧閾值或自覺強度為中等強度時，急性運動對認知表現的促進效益最為 明顯。然而，瑝運動強度再增加時則表現開始下降，這其中的因素可能跟血流分 配、疲勞、身體覺醒的程度、腦血流量的變化等因素有關。因此進行急性有氧運 動時，要考量持續的時間與運動強度這兩項因素，避免影響認知功能的表現效果(王 駿濠、蔡佳良，2011；黃郁凱，2017)。
圖 2-2 急性運動影響認知表現的可能內在機制調節 資料來源: 研究者整理
雖然上述研究顯示急性有氧運動對執行功能、工作記憶有正向影響，不過也 有部分研究指出，相較於慢性運動，急性運動在認知表現的效果較小，歸因其可 能原因為研究在實驗設計上所造成的差異所致，有部分研究顯示出有氧運動後僅 對執行功能有效益，然亦有研究指出有氧運動後僅對相對簡單的作業有效益，或
急 性 運 動
賀爾蒙調節
腦血流量
代謝強度
影響 認 知 表 現
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者在因研究所使用的認知作業不同，造成在工作記憶表現無顯著正面成效。因此 應進一步進行探討急性運動測驗的選擇與運動形式所造成的效果差異(張育愷、陳 豐慈，2011)。
肆、 運動與認知的相關研究
關於運動與認知功能相關的研究，其研究量逐年增加。在國際上研究指出運 動或身體活動的參與可以提升人類的認知表現(Etnier et al. ,1997; Hillman, Buck, Themanson, Pontifex, & Castelli,2009; Hillman, Catelli, & Buck, 2005 )。在研究中指 出運動可以促進大腦代謝物質的活動、進而改善大腦的血液循環、提供神經細胞 足夠氧份、促進腦衍生神經滋長因子 (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) 的 合成、增加神經傳導物質的合成及分泌與提升大腦認知儲備容量 (Vaynman&
Gomez-Pinilla, 2005)。運動還能刺激負責學習與記憶的海馬迴 (hippocampus)，活 化腦衍生神經滋長因子 (BDNF)，而 BDNF 與胰島素生長因子 (insulin growth factor-1, IGF-1) 有交互作用，BDNF 會誘發大腦增加 IGF-1 的分泌，促進神經生 長並製造出氨酸和血清張素 (serotonin)，進而激活更多 BDNF 受體，增加神經元 間的連結，加強大腦認知處理訊息等能力，因此可以得知運動是提供一種簡單的 方法來維持大腦功能並促進大腦的可塑性(方進隆、陳妍慧、詹美玲，2014；Cotman
& Berchtold,2002)。在國內得研究也提出，運動對認知功能有影響，而且其效益在 運動與認知相關議題等多個面向都受到重視，此議題的探究已成為瑝代運動心理
& Berchtold,2002)。在國內得研究也提出，運動對認知功能有影響，而且其效益在 運動與認知相關議題等多個面向都受到重視，此議題的探究已成為瑝代運動心理