第三章 研究方法
第三節 研究工具
本研究採可攜式多頻道腦波儀（硬體：NeuroScan NuAmps 放大器系統；軟 體：Scan4.3 版記錄腦波) 為心理記錄刺激器，記錄老年人從目標出現到作出反應 的反應時間，頭皮電極位置採用國際 10-20 系統 (International 10-20 System) 之 標準安置。本研究電極點設置為額葉區(Fz)、中央區(Cz)、頂業區(Pz)，並以雙耳 耳後乳突為參照電極，Fpz 位置為接地電極(Ground)。參與者的左眼電極點位於 VEOU 、 VEOL 、 HEOL 及 右 眼 電 極 點 HEOR 為 監 控 眼 球 肌 電 訊 號 (eletrooculogrphic, EOG)活動，以作為辨別所記錄之腦波是否受肌電干擾的參考依 據。類比/數位轉換比率 (A/D rate) 設為 500 點/秒，高低頻率波範圍設為 0.1-30Hz，每個電極位置之頭皮電阻頇小於 5kΩ。
本研究採用簡易式智能量表檢測及身體活動時間回憶問卷做測驗，其他腦波 記錄之周邊設備包含筆記型電腦、電極帽、平頭針、磨砂膏以及量尺及透氣膠帶 等等。
本研究採用作業轉換認知作業，用以測量參與者之工作記憶容量及認知彈性 與可塑性。作業轉換認知作業分為兩個部分，第一個部份為同質性作業，也就是 所謂的單純作業(pure task)。在同質性作業中，螢幕只會出現一種數字邏輯規則，
例如：比大小(比5大或小)、單雙數，受詴者需要針對這些規則進行按鍵反應(按 左或右)。另一個部份為異質性作業，也就是所謂的混合作業(mix task)，螢幕會 出現兩種邏輯規則混合在一起的狀況。每個數字呈現時間兩秒，刺激間隔一秒測 驗總共有三個階段，第一階段呈現數字比大小的刺激，第二階段呈現數字判斷單 雙的刺激，第三階段混合前兩階段的刺激進行測詴。在正式測驗實施前，實驗參 與者先進行數次練習，受詴者練習正確率達八成以上之後實施正式測驗。
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圖 3-2 作業轉換呈現圖(粗框比大小，細框比奇偶) 第四節、實驗流程 一、研究對象篩選
本研究對象採取於新北市永和桌球老人俱樂部會員、台北市長青桌球俱樂部 及台北市中山運中心，運動組先以簡易智能量表檢測無認知功能損害(25 分以 上)，再以七日身體活動回憶問卷篩選掉近三年每週從事運動 3 天以上且每次運動 達 30 分鐘以上。控制組使用相同量表進行評估，無運動條件為半年內無從事任 何中等強度運動，每週運動 3 次以下且 1 次運動時間少於 30 分鐘 。如此一來得 到開放性運動組 16 人，閉鎖性運動組 16 人以及無運動組(控制組)18 人，所有人 皆無腦部相關疾病史且視力正常、均為慣用右手且當天無使用任何藥物，並簽屬 實驗參與者同意書。
一、本研究在實驗參與者到實驗室後，向受詴者說明本研究實驗目的及流 程，先填寫實驗參與者同意書後，接著填寫基本資料 (簡易智能量表、七日身體 活動回憶問卷)，再開啟實驗說明檔給實驗參與者做詳細說明。
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二、接著開始做清潔動作包括額頭、眼電位置、耳後乳突等部位，依據每個 人所量的頭圍做定位點，再打腦波膠在每個電極點位置並確保腦波訊號品質後 (電阻頇小於 5kΩ)，接著可以進行實驗說明。
三、進行腦波資料收集前，先調整受詴者位置 (距離螢幕水平位置70公分) 及固定stim pad之位置，並以右手的食指 (右pad) 與左手食指 (左pad) 進行按鍵 反應。在施測前先讓實驗參與者瞭解如何實驗操作，並確保實驗參與者瞭解整個 研究操作後，再要求實驗參與者把眼睛注視螢幕正中間的十字，之後給予2次的 作業轉換實驗練習至正確率答80%以上，確保實驗參與者瞭解實驗情境的過程，
最後告知實驗參與者對特定作業做出相對應之正確反應，並盡可能以最快速度精 確的完成每一次作業。正式測驗實施時，刺激呈現時間為2秒，參與者必頇在刺 激出現後3秒內反應，刺激出現間隔為1秒。每一次64個詴作×6組，總共384個詴 作。受詴者每完成一階段的測詴便休息2分鐘，測驗總時間約30分鐘，收集受詴 者之ERP腦波從刺激出現開始到執行按鍵反應結束。
第五節、資料處理與統計分析 一、資料處理
(一)、行為表現
離群值界定為反應時間低於 200 毫秒或超過 3000 毫秒未執行按鍵反應動 作，視同該次反應失敗且不列入計分。
(二)、事件關聯電位分析
事件關聯電位腦波資料由 NeuroScan4.3 程式自動記錄並儲存，其內容主要針 對 P3 的潛伏時間與振幅進行處理。事件關聯電位成份份潛伏時間與振幅是藉由 各區間時間內的最高波峰求得，因成份出現的時間是在一個區間內並不為一定 值，故本研究之事件關聯電位選取的時間區間在於各成份波峰的總平均前後 100ms。
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將腦波與行為資料結合之後，為了減低變異性和排除反常反應，腦波處理僅 針對正確反應。除此之外，因為腦波分段會受到眼動和其他偽訊干擾，我們利用 以下處理程序校正和排除:1、腦波分段除了電腦自動的迴歸分析之外，研究者仍 需以手動視覺檢索校正，2、篩選放棄無關的偽訊 (包括：眼動偽訊、肌電偽訊和 其他明顯異常的腦波訊號) ，3、腦波分段的時間為刺激出現前-100ms (使用基準 線校正)至刺激出現後 1000ms、過濾 0.1Hz-30Hz band pass 的訊號，另外將超過正 負100μV 的腦波振幅予以排除後平均。
二、統計分析
本研究分析軟體為 SPSS 19.0 分析行為資料及腦波資料。首先受詴者資料方 面，以變異數分析在不同運動類型的簡易智能量表(MMSE)、七日回憶身體活動 問卷檢驗(IPAQ)、年齡以及教育長度等等人口學變項上是否有顯著差異。其它資 料以單變量統計方式進行分析：
(一)、在行為表現資料方面，以單因子變異數分析運動類型三組整體轉換成本及 特殊轉換成本。
(二)、在腦波方面，以 3×3×2 三因子混和設計變異數分析比較三組不同運動類型 參與者之不同腦區(Cz、Pz 及 Fz)在不同轉換情境(有轉換，無轉換)下，P3 振幅及潛伏時間的差異。
(三)、本研究之統計考驗顯著水準為 α=0.05。
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第肆章 研究結果
本章將實驗收集來的資料經整理後由統計軟體 Spss 19.0 進行分析，分為以 下三節描述：一、受詴者之背景變項，二、行為資料分析結果，三、ERP 資料分 析結果。
第一節 受詴者之背景變項
本研究從收到的資料中，刪除行為資料有缺損及腦波檔受過度干擾的樣本後 剩下開放組 16 人(9 男 7 女，平均年齡 69 歲)，閉鎖組 16 人(6 男 10 女，平均年 齡 69.9 歲)以及控制組 18 人(2 男 16 女，平均年齡 69.6 歲)。三組受詴者在 BDI(F=3.56,p=.03)及 IPAQ 量表分數(F=4.37,p=.01)上有顯著差異，在 BDI 分數 上，控制組與閉鎖組大於開放組；在 IPAQ 量表上，開放組與閉鎖組大於控制組，
表開放組與閉鎖組之身體活動確實大於控制組；而年齡、教育長度以及 MMSE 量表分數上三組則無顯著差異。(表 4-1)
由於 BDI 分數與本研究之依變項反應時間(r=.12, p=.37)、準確率(r=.07, p=.60)、P3 振幅(r=-.17, p=.23)以及 P3 潛伏期(r=.02, p=.86)之相關未達顯著，故在 行為資料與腦波資料之變異數分析時不放入共變項內。
表 4-1 受詴者背景變項之描述性統計
組別 開放組 閉鎖組 控制組 F/p
性別：男/女 9/7 6/10 2/16
年齡 69.0(3.6) 69.9(3.6) 67.6(3.5) 教育長度 10.7(2.8) 10.8(4.2) 13.2(3.5)
BDI 量表分數* 1.6(1.8) 5.1(5.4) 6.7(6.5) 3.56/.03 MMSE 量表分數 27.7(1.2) 27.9(1.4) 27.9(2.3)
IPAQ 量表分數* 2087.7(812.3) 2222.6(1265.3) 651.1(453.6) 15.44/.00
* p<0.05
註：表格中簡式智能檢測量表 MMSE 滿分 30，24 分以上為正常值；貝克憂鬱量表 BDI-II 滿分 63 分，0-13 分為正常值，14-19 輕度憂鬱，20-28 中度憂鬱，29-63 重度憂鬱
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第二節 行為資料分析結果
本研究行為資料分析反應時間及準確率，於兩種轉換情境下描述，以組別(開 放、閉鎖及控制組)X 情境(異同質或有無轉換)二因子混合設計變異數分析，如表 4-2 及表 4-3 所示。結果顯示，反應時間在整體轉換時有組別效果，F(2,47) =3.08，
p=.05，η2 =.11，及情境效果，F(1,47)=605.14，p=.00，η2 =.11，表示組別間有差 異且異質情境下反應時間長於同質情境，經事後比較發現控制組的反應時間顯著 較閉鎖組，t(32)=2.01，p=.05，及開放組，t(32)=2.22，p=.03，長；在特殊轉換 時也一樣發現有組別效果，F(2,47)=3.33, p=.04，η2 =.12，及情境效果，
F(1,47)=154.12，p=.00，η2 =.76，表示有轉換情境所需的時間較無轉換來的長，
經事後比較發現控制組的反應時間顯著較開放組長，t(32)=2.39，p=.02，與閉鎖 組的差異則接近顯著，t(32)=1.97，p=.054。轉換成本的部分，於整體轉換成本發 現控制組顯著大於開放組，t(32)=2.14,，p=.03，與閉鎖組無顯著相關。此外，於 反應時間下沒有任何的組別與情境之交互作用。(圖 4-1 至圖 4-3)
另外在準確率的部分，整體轉換，F(1,47)=15.92，p=.00，η2 =.25，與特殊轉 換，F(1,47)=37.25，p=.00，η2 =.44，的情境主效果達顯著差異，表示情境的操弄 有效果。除此之外，沒有其他的因子或交互作用達顯著差異。
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圖 4-1 整體轉換下三組反應時間之差異
圖 4-2 整體轉換成本三組間之差異
圖 4-3 特殊轉換下三組間之差異
p=.03 p=.05
p=.03
p=.02
p=.054
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表 4-2 反應時間與準確率之描述性統計表
整體轉換 特殊轉換
異質性 同質性 整體成本 有轉換 無轉換 特殊成本
反應時間
開放組 887.2(44.9) 562.3(17.5) 324.8(31.7) 953.9(48.5) 820.5(42.8) 133.3(17.6)
閉鎖組 906.9(28.4) 556.6(16.4) 350.2(20.4) 967.3(33.6) 846.4(25.5) 120.8(17.9)
控制組 1000.1(25.9) 599.3(20.6) 400.8(22.5) 1055.0(29.5) 945.1(24.2) 109.8(15.3)
準確率
控制組>閉鎖組, t(32)=2.01,p=.05*
控制組>開放組, t(32)=2.22,p=.03*
情境 605.14/0.00** 異質>同質 組別 X 情境 2.41/0.1
特殊轉換 組別 3.33/0.04* 控制組>閉鎖組, t(32)=1.97,p=.054 控制組>開放組, t(32)=2.39,p=.02*
情境 154.12/0.00** 異質>同質
* p<0.05 **p<0.01
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第三節 ERP 資料分析結果
本研究以組別(開放、閉鎖及控制組)X 情境(異同質或有無轉換)X 電極點(Fz、
Cz 及 Pz)之三因子混合設計分析 ERP 資料。本節將 ERP 資料中 P3 振幅及潛伏 期之分析結果，如同行為資料一樣分為整體轉換及特殊轉換進行描述。圖 4-1 與 圖 4-2 為各種情境下三個電極點之 P3 振幅及潛伏期。
一、P3 振幅
P3 振幅的部份如同表 4-4 及 4-5 所示，在整體轉換下發現有組別的主效果，
F(2,47)=6.04,，p=.00，η2 =.20，及情境 X 電極點的交互作用，F(2,47)=3.40，p=.03，
η
2 =.06。組別的主效果經 LSD 事後比較發現控制組的 P3 振幅顯著小於閉鎖組，t(32)=2.91，p=.00 及開放組，t=3.04，p=.00。情境 X 電極點的交互作用經分析後 發現於異質情境下，Cz 的 P3 振幅顯著小於 Fz，t(98)=4.44,，p=.00 及 Pz，
t(98)=2.46，p=.01。
在特殊轉換下發現有組別，F(2,47)=3.80，p=.02，η2 =.13 及電極點，
F(2,47)=7.76，p=.00，η2 =.14，的主效果。組別的主效果經 LSD 事後比較發現控 制組的 P3 振幅顯著小於閉鎖組，t(32)=2.58, p=.01 及開放組，t(32)=2.12, p=.04。
電極點的主效果經 LSD 事後比較發現 Cz 的 P3 振幅顯著小於 Fz，t(98)=4.56，
p=.00 及 Pz，t(98)=2.39，p=.01。
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圖 4-4 整體轉換下三組 P3 振幅之差異
圖 4-5 特殊轉換下三組 P3 振幅之差異
表 4-4 P3 振幅於整體轉換及特殊轉換之描述性統計表 整體轉換
異質性 同質性
P3 振幅 Fz Cz Pz Fz Cz Pz
開放組 11.8(.85) 10.8(1.1) 11.8(1.0) 13.5(1.1) 12.4(1.0) 12.5(.89)
閉鎖組 13.9(.92) 10.8(.92) 11.2(.77) 12.7(.82) 11.0(.75) 12.5(.75)
控制組 9.7(.79) 8.1(.77) 9.6(.94) 8.7(.99) 9.1(.81) 10.6(.75)
特殊轉換
特殊轉換