調節變項及其選擇依據

在過去大量的身體活動介入對認知影響的研究裡，已有多位學者嘗 試解釋各研究發現分歧的原因。綜合多位學者之看法，主要包含以下幾 點：(1)介入類型不同。(2)介入強度不同。(3)介入期程不同。(4)參與者年 齡不同。(5)參與者心智健康狀態不同。(6)認知測驗選擇不同(Kramer &

Erickson, 2007; Lox et al., 2010; 王駿濠與蔡佳良，2011；張育愷與吳聰義，

2011)。

由此可知，身體活動介入對認知的效益可能會受到上述各調節變項 的影響，而存有區別性差異。傳統的敘述性文獻回顧，缺乏系統性的檢 驗各調節變項對實驗效果的影響，而後設分析法則可以統計方法對各調 節變項逐項檢驗。因此，就實務面而言，研究間的分歧不僅不是阻力，

更是擬定適當介入方案的助力。透過調節變項分析，幫助我們釐清不同 介入方式、強度，及期程，對不同年齡或認知狀態參與者的影響，以個 別化的擬定最具效率的介入方案。

整體而言，本研究根據過去學者專家之論點與假說、個別實徵研究 的啟發，或過去後設分析研究的發現，將可能影響實驗效果之調節變項 分為「身體活動介入特徵」、「參與者特徵」、「測量向度」，以及「實 驗設計」等四個面向進行探討。以下將介紹本研究採取的調節變項分類 及其理論基礎。

一、 身體活動特徵：

(一) 介入之社會互動性

Best(2010)指出，團體型的遊戲或運動(如足球、籃球、捉迷 藏)，需要複雜的認知歷程參與其中：與隊友合作、預期對手的 行動，並因應場上情勢彈性調整策略或戰術，完成不同任務需求。

這些歷程不斷運用到執行功能的創造、監控、調整、更新等能力，

因此能有效的訓練並提升執行功能。

實徵研究部分，Pesce、Crova、Cereatti、Casella 與 Bellucci(2009) 將 11-12 歲健康兒童分派到「需要社會互動的團體遊戲組」、「不 需互動的循環訓練組」、以及「不運動的控制組」，並比較 40 分鐘介入後在執行功能作業上的表現情形。結果顯示，團體遊戲 組顯著優於控制組，但循環訓練組與控制組則無顯著差異。

身體活動介入之社會互動性相對其他調節變項而言，屬於較 新之研究觀點，過去尚無後設分析對此調節變項進行檢驗。本研 究計畫將社會互動性，分為「需要社會互動性介入」與「不需社 會互動性介入」進行探討。

(二) 介入期程：

長期運動介入與急性運動介入由於對執行功能的影響機制不 同，經常被分開討論。長期運動指的是參與者被分派到持續幾週，

有結構性的運動介入方案。在經歷長期的訓練以後，大腦的結構 產生變化，進而影響了執行功能。另一方面，急性運動介入指的 是一次性介入，主要是透過立即性的，神經化學物質的改變，以 影響執行功能(Best, 2010)。

過去曾有兩篇後設分析研究以運動介入的期程為調節變項，

探討該變項對認知功能的影響。結果發現，長期介入的效果大於 急性介入(Etnier et al., 1997; Sibley & Etnier, 2003)，雖然上述兩篇 後設分析的結果變項為廣泛的認知功能，非本研究所聚焦的執行 功能，但仍可看出介入期程具有一定的影響力。

而在單一期程的後設分析則發現，長期介入對執行功能影響 的效果值介於 0.12-0.68(Angevaren et al., 2008; Colcombe &

Kramer, 2003; Smith et al., 2010)，急性介入的效果值則介於 0.17-1.41(Chang et al., 2012; McMorris et al., 2011)，兩種介入期程

對於執行功能提升的效果值區間互相重疊，差異尚難以釐清。況 且，各篇後設分析都僅整合特定範圍的實徵研究，彼此也不易互 相比較。因此，本篇研究期望能透過廣泛的納入相關研究，並將 介入期程分為「急性介入」與「長期介入」，以檢驗運動介入的 期程對執行功能的影響。

(三) 介入類型：

身體活動介入類型主要分為促進心肺適能的「有氧運動」、

肌力與肌耐力的「阻力運動」、以及 ACSM(2011)新提出的「神 經動作運動」三類。

過去研究或許是受到心血管適能假說的影響，多集中在有氧 運動的介入。但在 Smith 等人(2010)的後設分析研究中發現，混 合性的介入(有氧運動搭配阻力運動)比起單純有氧運動介入，在

「工作記憶」的提升上有更好的效果。近期的實徵研究則指出，

阻力運動組在「抑制」作業的表現，顯著優於控制組(Chang &

Etnier, 2009)。

此外，近期也有研究指出神經動作運動的重要性。例如，

Budde 等人(2008)比較肢體複雜度較高的神經動作運動及非神經 動作運動對選擇性注意力的影響。該研究將一部分青少年分派到 神經動作運動組，進行一系列的肢體協調性訓練。再將其他青少 年分派到非協調性運動組，進行相同強度的一般活動。結果顯示，

神經動作運動組在選擇性注意力測驗上獲得較大的進步。Budde 等人解釋，對大腦而言，完成一項複雜的協調性運動，不像簡單 的跑步或踩腳踏車，僅為自動化的歷程。相反的，其是一個新奇 且具有挑戰性的目標，需要牽涉到前額葉迴路，運用由上而下 (top-down)的認知歷程，來協調自己的身體完成動作，因此較能 增進執行功能。另外，Diamond(2000)在回顧多項研究後指出，

複雜或協調性的運動，增加了前額葉與小腦共同的神經激發，使 得兩者的神經連結更為緊密。前額葉被視為執行功能的關鍵區域，

同樣的，小腦也被視為動作協調的重要所在，而兩者的緊密連結，

被視為複雜運動能增進執行功能的可能原因。

因此，本研究將健身運動的類型，視為可能的調節變項，除 了持續觀察最多研究者使用的有氧運動介入外，阻力運動與神經 動作運動對於執行功能之提升效益，也都相當值得關切。

(四) 介入強度：

過去運動與認知的後設分析，經常將介入強度視為可能的調 節變項(Angevaren et al, 2008; Etnier et al, 1997; Forbes et al., 2008;

Heyn et al, 2004; Hamer & Chida, 2009)。多位學者均認為身體活 介入強度對認知的影響，呈現「倒 U」的趨勢。意即，中等強度 對執行功能的提升效益最佳，但低強度與高強度則效益有限。

就內在生理機制而言，Chang 等人(2012)指出運動強度的不同 會對大腦認知表現的生理因子造成不同影響。中等強度可增進交 感腎上腺素系統和下視丘-腦垂腺-腎上腺軸活動，導致正腎上腺 素、多巴胺、促腎上腺皮質激素、腎上腺皮質醇的增加，而增進 認知表現(McMorris et al., 2011)。而高強度身體活動反而會因血 乳酸堆積上升，增加神經雜訊使得參與者反應時間開始變慢，並 開始出現注意力分散的現象(Lox et al., 2010)。

McMorris 等人(2011)以中等強度身體活動為主軸所進行的後 設分析顯示，中等強度身體活動介入對工作記憶表現具有大的效 果(效果值 1.41)。這項發現也支持介入強度對於執行功能提升的 重要性。本研究擬依據 ACSM(2011)對於有氧運動與阻力運動介 入強度之判斷標準，區分為「非常輕度」、「輕度」、「中度」、

「強度」、「激烈」五種，以探討介入強度對於執行功能之影響。

二、 參與者特徵：

(一) 神經心理狀況：

藉由比較過去三篇後設分析研究(Angevaren et al., 2008;

Colcombe & Kramer, 2003; Heyn et al.,2004)，或許可以看出參與 者神經心理狀況所扮演的角色。此三篇研究均統整有氧運動對老 人認知功能的影響，唯在研究對象選擇上，Colcombe 與 Kramer 納入認知健康與認知缺損的老人，而 Angevaren 等人僅納入認知 健康的老人，而 Heyn 僅納入失智症和認知缺損老人。研究結果 顯示，有無考量認知缺損參與者，對後設分析的效果值具有極大 差異。Colcombe 與 Kramer 納入部分認知缺損參與者得到 0.68 的中度效果；Heyn 等人全部以認知缺損參與者為對象，同樣得 到類似的中度效果(效果值 0.57)；然而，Angevaren 僅納入認知 健康參與者，整體效果值則未達顯著。

從上述三篇後設分析的結果，似乎可以看出身體活動介入對 神經心理缺損族群有更佳的增進效果。另外，目前有越來越多的 研究將參與者聚焦在執行功能受損的族群，如 ADHD 兒童和帕 金森氏症患者。Gapin 與 Etnier(2010)檢驗 ADHD 兒童在運動量 和執行功能表現的關係。結果發現，從事較多中等到激列運動的 兒童，在四種執行功能作業上也表現的較好，Gapin 與 Etnier 也 建議有較多的身體活動對注意力缺陷/過動症的兒童在執行功能 上的表現會較好。Tanaka 等人(2009)則發現帕金森氏症患者，經 過 24 週中等強度健身運動介入後，在 WCST 上的表現得到顯著 提升。若身體活動可以視為藥物治療以外的另類療法，實為令人 振奮的發現。因此本研究將參與者神經心理狀態視為可能之調節 變項，並分為「缺損」、「健康」兩類進行探討。

(二) 年齡

就執行功能的發展軌跡而言，孩童至青少年時期執行功能緩 慢成長，於年輕成人時期達到顛峰，中年後開始衰退(Best, Miller,

& Jones, 2009)。因此在討論身體活動對執行功能影響時，不可忽 略發展階段的重要性(Best, 2010)。就實務層面而言，人們希望確 認規律的身體活動，是否可以預防隨著老化所帶來的執行功能衰 退；同樣的，對於孩童與青少年，也希望瞭解身體活動能否促進 執行功能的發展。

過去有學者提出，年輕成人因為正值認知健康顛峰期，因此 身體活動對於認知功能的提升有限；相對而言，老人與孩童的認 知功能則具有更大的進步空間能從身體活動中獲益(Etnier et al., 1997)。Smith 等人(2010)統整參與者年齡介於 15 至 60 歲的介入 研究。結果發現，年齡與工作記憶表現成正相關，似乎顯示了年 齡越大，參與運動所增進的執行功能也越多的趨勢。另外，近年 研究開始將參與者年齡向下延伸至青少年、孩童、及學齡前兒童，

但執行功能提升的效果並不一致。質性文獻回顧受到方法上的限 制，尚難用投票法方式對不同參與者年齡顯示的介入效果進行有 效整合。因此，本研究將年齡視為可能之調節變項，進一步瞭解

但執行功能提升的效果並不一致。質性文獻回顧受到方法上的限 制，尚難用投票法方式對不同參與者年齡顯示的介入效果進行有 效整合。因此，本研究將年齡視為可能之調節變項，進一步瞭解