高淑青毛志雄天津體育學(xué)院國家體育總局競(jìng)技運(yùn)動(dòng)心理與生理調(diào)控實(shí)驗(yàn)室（天津30038）北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院（北京00084）

身體鍛煉與基本心理能力老化的因果探討

高淑青1毛志雄2
1天津體育學(xué)院國家體育總局競(jìng)技運(yùn)動(dòng)心理與生理調(diào)控實(shí)驗(yàn)室（天津300381）2北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院（北京100084）

本研究通過兩個(gè)子研究探討身體鍛煉與基本心理能力老化的因果關(guān)系。研究1對(duì)31位中老年人進(jìn)行了間隔20周的交叉滯后相關(guān)研究，研究2對(duì)15位中老年人進(jìn)行了為期20周的鍛煉干預(yù)（對(duì)照組15人）。兩個(gè)研究均發(fā)現(xiàn)身體鍛煉對(duì)中老年人的數(shù)字運(yùn)算能力、歸納推理能力、空間定向能力和詞匯流暢能力產(chǎn)生積極作用，而未對(duì)語義理解能力產(chǎn)生影響。結(jié)果表明，有氧鍛煉可以延緩中老年人基本心理能力的退行性變化，且這種延緩作用在流體認(rèn)知能力方面表現(xiàn)更為明顯。這提示，為了延緩基本心理能力的老化，除采取身體鍛煉這種有效的手段外，還需結(jié)合其他方式，來全面、有效地延緩老化的發(fā)生。

身體鍛煉；基本心理能力；老化；因果關(guān)系

1 引言

老齡化問題已成為社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。隨著衰老進(jìn)程，老年人全身器官出現(xiàn)進(jìn)行性衰退。作為腦功能的一個(gè)重要指標(biāo)，認(rèn)知功能也會(huì)出現(xiàn)衰退。而且，在全身性衰退中，最明顯且對(duì)老年人影響最大的是認(rèn)知功能[1]。

身體鍛煉對(duì)延緩老年人認(rèn)知老化方面的作用逐漸受到重視[2－6]。Taylor研究指出，在全世界范圍內(nèi)，每年約有320萬人死于不活動(dòng)，而改善老年人健康的重要措施就是鍛煉促進(jìn)[7]。這提示，身體鍛煉作為一種干預(yù)手段或者是一種生活方式對(duì)于延緩中老年人認(rèn)知老化具有重要作用。

但同時(shí)，也有很多研究并未發(fā)現(xiàn)身體鍛煉對(duì)老年人認(rèn)知功能的積極作用，如Oken等以135名65～85歲的健康老年人為研究參與者的研究發(fā)現(xiàn)，6個(gè)月的瑜伽和步行鍛煉均未提高老年人的認(rèn)知功能[8]。Kimura等的研究以119名65歲以上老年人為參與者，進(jìn)行12周的力量鍛煉（同時(shí)以健康教育課程組為對(duì)照），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，力量訓(xùn)練并沒有對(duì)老年人的轉(zhuǎn)換任務(wù)產(chǎn)生影響[9]。Jedrziewski、Lee和Trojanowski分析了大量1999年以來發(fā)表的體育活動(dòng)和認(rèn)知健康的相關(guān)文獻(xiàn)，包括案例對(duì)照研究、臨床試驗(yàn)、元分析等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，個(gè)體參加體育活動(dòng)，可能會(huì)降低由衰老而引起認(rèn)知功能下降的風(fēng)險(xiǎn)，但是，迄今這還沒有得到明確證實(shí)[10]。這提示，需要進(jìn)一步分析上述結(jié)果不一致的原因，并嚴(yán)格控制變量，通過更加嚴(yán)密的研究設(shè)計(jì)來明確身體鍛煉與中老年人認(rèn)知功能的因果關(guān)系。

有關(guān)成年期認(rèn)知發(fā)展的研究主要集中于基本認(rèn)知能力和日常認(rèn)知能力兩大領(lǐng)域，其中，基本心理能力是構(gòu)成個(gè)體所有日?；顒?dòng)的核心，對(duì)個(gè)體的日常認(rèn)知活動(dòng)起到基礎(chǔ)性作用[11，12]，但身體鍛煉與基本心理能力老化關(guān)系的相關(guān)研究較少，因此，研究二者的關(guān)系，尤其是對(duì)因果關(guān)系的探討具有一定的基礎(chǔ)性、緊迫性和必要性。那么，身體鍛煉對(duì)基本心理能力老化是否有改善作用呢？這種改善作用對(duì)流體認(rèn)知能力和晶體認(rèn)知能力是否一致？鑒于此，本研究通過2個(gè)子研究來探討身體鍛煉與基本心理能力老化之間的因果關(guān)系，以期為促進(jìn)中老年人健康老齡化提供必要理論依據(jù)和干預(yù)建議。

大樣本橫斷調(diào)查發(fā)現(xiàn)身體鍛煉對(duì)部分基本心理能力的老化產(chǎn)生積極作用，但對(duì)詞匯流暢能力等未發(fā)生積極作用[13]。雖然前期研究竭力控制了無關(guān)變量的影響，但是作為橫斷研究設(shè)計(jì)，不可避免存在研究內(nèi)部效度低的問題，因此，需要采用更加嚴(yán)格的研究設(shè)計(jì)來控制無關(guān)變量對(duì)研究結(jié)果的影響，即采用縱向研究設(shè)計(jì)以及短期干預(yù)設(shè)計(jì)來控制被試間差異的影響，進(jìn)而考察身體鍛煉對(duì)基本心理能力的影響，以便確定因果關(guān)系或者準(zhǔn)因果關(guān)系。

2 研究1：身體鍛煉和基本心理能力老化的關(guān)系：一項(xiàng)交叉滯后相關(guān)研究

2.1 研究目的與假設(shè)

交叉滯后相關(guān)設(shè)計(jì)（cross-lagged-panel correlation design）能在一定程度上考察變量之間的準(zhǔn)因果關(guān)系，其理論假設(shè)是：因果影響具有時(shí)間的滯后性，只有經(jīng)歷了一定的過程，原因才能導(dǎo)致結(jié)果；如果變量A導(dǎo)致了變量B，那么時(shí)間點(diǎn)1上的變量A與時(shí)間點(diǎn)2上的變量B之間的關(guān)系，應(yīng)該遠(yuǎn)大于時(shí)間點(diǎn)1上的變量B與時(shí)間點(diǎn)2上的變量A之間的關(guān)系。

本研究通過縱向追蹤的方式，對(duì)參與者進(jìn)行間隔20周的兩次測(cè)量，通過對(duì)兩次測(cè)量變量之間交叉滯后的關(guān)系程度的比較，探討身體鍛煉量與基本心理能力間的準(zhǔn)因果關(guān)系。本研究假設(shè)：前測(cè)鍛煉量與后測(cè)基本心理能力之間的相關(guān)程度高于后測(cè)鍛煉量與前測(cè)基本心理能力之間的相關(guān)程度，即鍛煉量與基本心理能力之間具有準(zhǔn)因果關(guān)系，鍛煉量是前因變量，基本心理能力是結(jié)果變量。

2.2 研究方法

2.2.1 研究參與者

來自天津市天塔合唱團(tuán)、天津市奧林匹克體育中心和天津市天塔街社區(qū)的中老年參與者31人（男8人，女23人）自愿參與本研究。參與者年齡55～77歲，平均年齡63.39±6.31歲，視力或矯正視力正常，身體基本健康，受教育程度均為高中及以上，均已婚。

2.2.2 測(cè)驗(yàn)工具

（1）基本心理能力測(cè)驗(yàn)

包括數(shù)字運(yùn)算能力、歸納推理能力、空間定向能力、語義理解能力和詞匯流暢能力五項(xiàng)測(cè)試。前三項(xiàng)基本心理能力測(cè)試使用北京師范大學(xué)發(fā)展心理研究所編制的信息加工測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)，后兩項(xiàng)基本心理能力測(cè)試采用王大華（2003）使用的測(cè)驗(yàn)材料[14]。

（2）體育活動(dòng)等級(jí)量表

以梁德清（1992）修訂的《體育活動(dòng)等級(jí)量表》（Physical Activity Rating Scale-3，PARS-3）為測(cè)量工具，來調(diào)查研究參與者的身體鍛煉水平。

2.2.3 研究程序

參與者分別于2013年5月下旬和2013年10月中下旬進(jìn)行兩次基本心理能力測(cè)試。測(cè)試的具體程序如下：

研究采用個(gè)別施測(cè)的方式進(jìn)行，每位參與者由一名經(jīng)過培訓(xùn)的應(yīng)用心理學(xué)專業(yè)本科生作為主試進(jìn)行指導(dǎo)。參與者進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，主試介紹實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，獲得知情同意，并填寫基本信息登記表。

正式機(jī)測(cè)前參與者先進(jìn)行練習(xí)，待明確指導(dǎo)語并熟練掌握操作后進(jìn)行正式測(cè)試。

正式測(cè)試開始，參與者共完成五項(xiàng)基本心理能力測(cè)試，其中三項(xiàng)在計(jì)算機(jī)上完成測(cè)試，兩項(xiàng)為言語測(cè)試。言語測(cè)試包括解詞測(cè)驗(yàn)和詞匯流暢性測(cè)驗(yàn)，機(jī)測(cè)包括數(shù)字運(yùn)算能力測(cè)驗(yàn)、歸納推理能力測(cè)驗(yàn)和空間定向能力測(cè)驗(yàn)。一半?yún)⑴c者先進(jìn)行言語測(cè)試，另一半?yún)⑴c者先進(jìn)行機(jī)測(cè)。

測(cè)試結(jié)束，向參與者反饋結(jié)果，并贈(zèng)送紀(jì)念品。

2.2.4 數(shù)據(jù)管理與分析

計(jì)算機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)由信息加工測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)直接生成并管理，以Excel形式導(dǎo)出并保存數(shù)據(jù)。言語測(cè)試數(shù)據(jù)由6名經(jīng)培訓(xùn)的應(yīng)用心理學(xué)專業(yè)本科學(xué)生進(jìn)行分析評(píng)分，最終由主試復(fù)查。結(jié)果均采用SPSS16.0軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2.3 研究結(jié)果

2.3.1 鍛煉量與數(shù)字運(yùn)算能力的交叉滯后相關(guān)分析

分別對(duì)前后測(cè)鍛煉量、前后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力、前測(cè)鍛煉量與前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力、后測(cè)鍛煉量與后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力、前測(cè)鍛煉量與后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力、后測(cè)鍛煉量與前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力之間進(jìn)行皮爾遜積差相關(guān)分析，結(jié)果如圖1所示。

圖1 鍛煉量與數(shù)字運(yùn)算能力之間的交叉滯后相關(guān)系數(shù)

從圖1可知，在兩次測(cè)量中，鍛煉量與數(shù)字運(yùn)算能力之間的相關(guān)系數(shù)0.579和0.414均達(dá)到可靠水平（P＜0.05），且穩(wěn)定相關(guān)系數(shù)0.798和0.799基本一致，同步相關(guān)系數(shù)0.579和0.414基本一致，滿足交叉滯后分析的前提條件。同時(shí)，從圖1中可見，鍛煉量（前）與數(shù)字運(yùn)算能力（后）之間相關(guān)系數(shù)（r=0.562）大于鍛煉量（后）與數(shù)字運(yùn)算能力（前）之間的相關(guān)系數(shù)（r= 0.493）。本研究對(duì)兩個(gè)交叉滯后相關(guān)系數(shù)進(jìn)行差異檢驗(yàn)，使用的公式為：

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Z數(shù)字=4.82，P＜0.05，表明兩個(gè)交叉滯后相關(guān)系數(shù)之間差異可靠。因此，可以說數(shù)字運(yùn)算能力成績受鍛煉量影響，鍛煉量是數(shù)字運(yùn)算能力的前因變量。支持了本研究的假設(shè)。

2.3.2 鍛煉量與歸納推理能力的交叉滯后相關(guān)分析

分別對(duì)前后測(cè)鍛煉量、前后測(cè)歸納推理能力、前測(cè)鍛煉量與前測(cè)歸納推理能力、后測(cè)鍛煉量與后測(cè)歸納推理能力、前測(cè)鍛煉量與后測(cè)歸納推理能力、后測(cè)鍛煉量與前測(cè)歸納推理能力之間進(jìn)行皮爾遜積差相關(guān)分析，結(jié)果如圖2所示。

圖2 鍛煉量與歸納推理能力之間的交叉滯后相關(guān)系數(shù)

從圖2可知，在兩次測(cè)量中，鍛煉量與歸納推理能力之間的相關(guān)系數(shù)0.628和0.605均達(dá)到可靠水平（P＜0.001），且穩(wěn)定相關(guān)系數(shù)0.798和0.834基本一致，同步相關(guān)系數(shù)0.628和0.605基本一致，滿足交叉滯后分析的前提條件。從圖中可見，鍛煉量（前）與歸納推理能力（后）之間相關(guān)系數(shù)（r=0.732）大于鍛煉量（后）與歸納推理能力（前）之間的相關(guān)系數(shù)（r=0.488）。對(duì)兩個(gè)交叉滯后相關(guān)系數(shù)進(jìn)行差異檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Z推理= 22.36，P＜0.05，表明兩個(gè)交叉滯后相關(guān)系數(shù)之間差異可靠。因此，可以說歸納推理能力成績受鍛煉量影響，鍛煉量是歸納推理能力的前因變量。支持了本研究的假設(shè)。

2.3.3 鍛煉量與空間定向能力的交叉滯后相關(guān)分析

分別對(duì)前后測(cè)鍛煉量、前后測(cè)空間定向能力、前測(cè)鍛煉量與前測(cè)空間定向能力、后測(cè)鍛煉量與后測(cè)空間定向能力、前測(cè)鍛煉量與后測(cè)空間定向能力、后測(cè)鍛煉量與前測(cè)空間定向能力之間進(jìn)行皮爾遜積差相關(guān)分析，結(jié)果如圖3所示。

圖3 鍛煉量與空間定向能力之間的交叉滯后相關(guān)系數(shù)

從圖3可知，在兩次測(cè)量中，鍛煉量與空間定向能力之間的相關(guān)系數(shù)－0.482和－0.492均達(dá)到可靠水平（P＜0.01），且穩(wěn)定相關(guān)系數(shù)0.798和0.396均達(dá)到可靠水平，同步相關(guān)系數(shù)－0.482和－0.492基本一致，基本滿足交叉滯后分析的前提條件。同時(shí)，從圖中可見，鍛煉量（前）與空間定向能力（后）之間關(guān)系程度（r=－0.509）大于鍛煉量（后）與空間定向能力（前）之間的關(guān)系程度（r=－0.324）。進(jìn)一步對(duì)兩個(gè)交叉滯后相關(guān)系數(shù)進(jìn)行差異檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Z空間=9.36，P＜0.05，表明兩個(gè)交叉滯后相關(guān)系數(shù)之間差異可靠。因此，可以說空間定向能力成績受鍛煉量影響，鍛煉量是空間定向能力的前因變量。支持了本研究的假設(shè)。

2.3.4 鍛煉量與語義理解能力的交叉滯后相關(guān)分析

分別對(duì)前后測(cè)鍛煉量、前后測(cè)語義理解能力、前測(cè)鍛煉量與前測(cè)語義理解能力、后測(cè)鍛煉量與后測(cè)語義理解能力、前測(cè)鍛煉量與后測(cè)語義理解能力、后測(cè)鍛煉量與前測(cè)語義理解能力之間進(jìn)行皮爾遜積差相關(guān)分析，結(jié)果如圖4所示。

圖4 鍛煉量與語義理解能力之間的交叉滯后相關(guān)系數(shù)

從圖4可知，鍛煉量（前）與語義理解能力（后）之間相關(guān)系數(shù)（r=0.249）與鍛煉量（后）與語義理解能力（前）之間的相關(guān)系數(shù)（r=0.291）相近，均未達(dá)到可靠水平，因此，通過交叉滯后相關(guān)設(shè)計(jì)不能確定鍛煉量與語義理解能力之間的因果關(guān)系，未能支持本研究的假設(shè)。

2.3.5 鍛煉量與詞匯流暢能力的交叉滯后相關(guān)分析

分別對(duì)前后測(cè)鍛煉量、前后測(cè)詞匯流暢能力、前測(cè)鍛煉量與前測(cè)詞匯流暢能力、后測(cè)鍛煉量與后測(cè)詞匯流暢能力、前測(cè)鍛煉量與后測(cè)詞匯流暢能力、后測(cè)鍛煉量與前測(cè)詞匯流暢能力之間進(jìn)行皮爾遜積差相關(guān)分析，結(jié)果如圖5所示。

圖5 鍛煉量與詞匯流暢能力之間的交叉滯后相關(guān)系數(shù)

從圖5可知，鍛煉量（前）與詞匯流暢能力（前）之間的相關(guān)系數(shù)0.323，P=0.077，達(dá)到邊緣可靠的水平，鍛煉量（后）與詞匯流暢能力（后）之間的相關(guān)系數(shù)0.360，P=0.047，達(dá)到可靠水平。穩(wěn)定相關(guān)系數(shù)0.798和0.700基本一致，同步相關(guān)系數(shù)0.323和0.360基本一致，基本滿足交叉滯后分析的前提條件。同時(shí)，從圖中可見，鍛煉量（前）與詞匯流暢能力（后）之間相關(guān)系數(shù)（r=0.464）大于鍛煉量（后）與詞匯流暢能力（前）之間的相關(guān)系數(shù)（r=0.188）。對(duì)兩個(gè)交叉滯后相關(guān)系數(shù)進(jìn)行差異檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Z詞匯=10.44，P＜0.05，表明兩個(gè)交叉滯后相關(guān)系數(shù)之間差異可靠。因此，可以說詞匯流暢能力成績受鍛煉量影響，鍛煉量是詞匯流暢能力的前因變量，支持了本研究的假設(shè)。

2.4 分析與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，前測(cè)鍛煉量與后測(cè)基本心理能力（后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力、歸納推理能力、空間定向能力和詞匯流暢能力）之間的相關(guān)程度高于后測(cè)鍛煉量與前測(cè)基本心理能力（前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力、歸納推理能力、空間定向能力和詞匯流暢能力）之間的相關(guān)程度，即鍛煉量與基本心理能力之間具有準(zhǔn)因果關(guān)系，鍛煉量是前因變量，基本心理能力是結(jié)果變量。本研究中，通過交叉滯后相關(guān)設(shè)計(jì)未能明確語義理解能力和鍛煉量之間的準(zhǔn)因果關(guān)系。

與以往橫斷研究[13]不同的是，本研究證實(shí)，在控制了機(jī)體變量后，身體鍛煉對(duì)詞匯流暢能力具有積極影響。這表明，詞匯流暢能力雖然在一定范圍內(nèi)會(huì)受到社會(huì)文化的影響，但是仍然屬于流體認(rèn)知能力[15]，而流體認(rèn)知能力似乎更容易受到鍛煉因素的影響，即隨著鍛煉量的增加，詞匯流暢能力也會(huì)有所改善，這種改善可能與鍛煉增強(qiáng)記憶力[16]、改善執(zhí)行功能和加工速度[17]等有關(guān)。

綜上，交叉滯后相關(guān)設(shè)計(jì)在某些方面優(yōu)于普通的相關(guān)設(shè)計(jì)，并具有一定程度的動(dòng)態(tài)性質(zhì)，能夠較好地處理誤差和獨(dú)特變異問題，具有較好的內(nèi)部效度。但是，交叉滯后相關(guān)設(shè)計(jì)雖然比簡單相關(guān)更充分地說明了因果關(guān)系，卻仍不能完全證明因果關(guān)系，因此，還需要其他研究的補(bǔ)充和驗(yàn)證。因此，本研究設(shè)計(jì)了研究2，選取了一個(gè)非鍛煉中老年群體進(jìn)行了鍛煉干預(yù)。

3 研究2：身體鍛煉對(duì)基本心理能力老化的影響：一項(xiàng)短期干預(yù)研究

3.1 研究目的與假設(shè)

為進(jìn)一步確定身體鍛煉與基本心理能力之間的因果關(guān)系，本研究通過采取短期鍛煉干預(yù)的形式，對(duì)參與者鍛煉干預(yù)前后進(jìn)行兩次測(cè)量，來探討鍛煉干預(yù)對(duì)基本心理能力的積極影響。本研究假設(shè)：鍛煉干預(yù)組較對(duì)照組的后測(cè)基本心理能力成績高，即身體鍛煉對(duì)基本心理能力老化起到延緩作用。

3.2 研究方法

3.2.1 研究參與者

將來自天津市天塔街社區(qū)的中老年非鍛煉者30人分為兩組，每組15人。其中一組為對(duì)照組，仍延續(xù)以往非鍛煉狀態(tài)，另一組為干預(yù)組，進(jìn)行為期20周的鍛煉干預(yù)。由于參與者的流失（干預(yù)組中由于家事和個(gè)人身體原因中途退出5人，另有1人未能在規(guī)定時(shí)間里參加第2次測(cè)試；對(duì)照組中有2位參與者中途參與了身體鍛煉，2人未能在規(guī)定時(shí)間里參加第2次測(cè)試），最終參與二次測(cè)試的有效人數(shù)為20人，干預(yù)組9人（平均年齡64.89±5.49歲），對(duì)照組11人（平均年齡63.18±6.08歲）。參與者的視力或矯正視力正常，身體基本健康，受教育程度均為高中及以上，均為無煙酒或少煙酒，均已婚。

3.2.2 測(cè)驗(yàn)工具（1）基本心理能力測(cè)驗(yàn)。同研究1。（2）【鍛煉階段診斷量表】

本研究采用鍛煉階段診斷量表[18，19]來判斷研究參與者是否為鍛煉人群。

3.2.3 研究程序

2013年5月下旬對(duì)所有參與者進(jìn)行初測(cè)。鍛煉干預(yù)組進(jìn)行為期近20周的鍛煉干預(yù)，干預(yù)方式為每周5次，每次50分鐘的佳木斯快樂舞步操。對(duì)照組仍延續(xù)以往非鍛煉狀態(tài)。10月中下旬對(duì)兩組參與者進(jìn)行第2次測(cè)試。

3.2.4 數(shù)據(jù)管理與分析

同研究1。

3.3 研究結(jié)果

3.3.1 兩組干預(yù)前后在五項(xiàng)基本心理能力上的描述性統(tǒng)計(jì)

對(duì)干預(yù)組和對(duì)照組干預(yù)前后兩次測(cè)試結(jié)果進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表1所示。

表1 兩組別干預(yù)前、后在五項(xiàng)基本心理能力上得分的描述統(tǒng)計(jì)值（M±SD）

3.3.2 數(shù)字運(yùn)算能力上的干預(yù)效果分析

在進(jìn)行協(xié)方差分析之前需要進(jìn)行預(yù)分析，以確定是否符合協(xié)方差分析的基本條件。預(yù)分析包括線性趨勢(shì)的判斷和檢驗(yàn)各組總體斜率是否相等。

線性趨勢(shì)的判斷：以前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力為協(xié)變量，后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力為因變量繪制散點(diǎn)圖，結(jié)果顯示在兩組中協(xié)變量和因變量均存在明顯的直線趨勢(shì)。

檢驗(yàn)各組總體斜率是否相等：采用I型方差分析模型以組別為自變量，后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力為因變量，前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力為協(xié)變量進(jìn)行預(yù)分析，結(jié)果如表2所示。

表2 組別和前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力在后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力上的交互作用

前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力和組別的交互作用不可靠，F(xiàn)（1，16）=0.309，P＞0.05，兩組的斜率可認(rèn)為相同，符合協(xié)方差分析的條件。

正式分析：采用III型方差分析模型進(jìn)行正式協(xié)方差分析，自變量為組別，因變量為后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力，協(xié)變量為前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力。正式協(xié)方差分析結(jié)果如表3所示。

表3 組別和前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力在后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力上的主效應(yīng)檢驗(yàn)

根據(jù)表3可知，前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力的主效應(yīng)可靠，F(xiàn)（1，17）=43.272，P＜0.001，在控制了前測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力得分的影響后，兩組在后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力的得分上存在可靠差異F（1，17）=7.162，P＜0.05，且干預(yù)組成績明顯高于對(duì)照組，這提示身體鍛煉可以改善中老年人的數(shù)字運(yùn)算能力，支持了本研究的假設(shè)。

3.3.3 歸納推理能力上的干預(yù)效果分析

預(yù)分析確定了可以采用協(xié)方差方法進(jìn)行分析。

采用III型方差分析模型進(jìn)行正式協(xié)方差分析，自變量為組別，因變量為后測(cè)歸納推理能力，協(xié)變量為前測(cè)歸納推理能力。正式協(xié)方差分析結(jié)果如表4所示。

表4 組別和前測(cè)歸納推理能力在后測(cè)歸納推理能力上的主效應(yīng)檢驗(yàn)

根據(jù)表4可知，前測(cè)歸納推理能力的主效應(yīng)可靠，F(xiàn)（1，17）=36.756，P＜0.001，在控制了前測(cè)歸納推理能力得分的影響后，兩組后測(cè)歸納推理能力成績呈邊緣可靠水平，F(xiàn)（1，17）=3.403，P=0.083，且干預(yù)組成績高于對(duì)照組，這提示身體鍛煉可以改善中老年人的歸納推理能力，基本支持了本研究的假設(shè)。

3.3.4 空間定向能力上的干預(yù)效果分析

20名有效參與者在心理旋轉(zhuǎn)測(cè)驗(yàn)上的正確率均高于90%，因此可以認(rèn)為其完成空間定向任務(wù)的反應(yīng)時(shí)是有意義的。

預(yù)分析確定了可以采用協(xié)方差方法進(jìn)行分析。

采用III型方差分析模型進(jìn)行正式協(xié)方差分析，自變量為組別，因變量為后測(cè)空間定向任務(wù)上的反應(yīng)時(shí)，協(xié)變量為前測(cè)空間定向任務(wù)上的反應(yīng)時(shí)。正式協(xié)方差分析結(jié)果如表5所示。

表5 組別和前測(cè)空間定向能力在后測(cè)空間定向能力上的主效應(yīng)檢驗(yàn)

根據(jù)表5可知，前測(cè)空間定向能力的主效應(yīng)可靠，F(xiàn)（1，17）=30.168，P＜0.001，在控制了前測(cè)空間定向能力的影響后，兩組后測(cè)空間定向能力的反應(yīng)時(shí)呈邊緣可靠水平，F(xiàn)（1，17）=3.084，P=0.097，且干預(yù)組成績高于對(duì)照組，這提示身體鍛煉可以改善中老年人的空間定向能力，基本支持了本研究的假設(shè)。

3.3.5 語義理解能力上的干預(yù)效果分析

預(yù)分析確定了可以采用協(xié)方差方法進(jìn)行分析。

采用III型方差分析模型，以組別為自變量，后測(cè)語義理解能力得分為因變量，前測(cè)語義理解能力得分為協(xié)變量進(jìn)行正式協(xié)方差分析。正式協(xié)方差分析結(jié)果如表6所示。

表6 組別和前測(cè)語義理解能力在后測(cè)語義理解能力上的主效應(yīng)檢驗(yàn)

根據(jù)表6可知，前測(cè)語義理解能力的主效應(yīng)可靠，F(xiàn)（1，17）=30.168，P＜0.001，在控制了前測(cè)語義理解能力的影響后，兩組后測(cè)語義理解能力成績無可靠差異，F(xiàn)（1，17）=2.281，P=0.149，即短期鍛煉干預(yù)未能提高參與者的語義理解能力，未支持研究假設(shè)。

3.3.6 詞匯流暢能力上的干預(yù)效果分析

預(yù)分析確定了可以采用協(xié)方差方法進(jìn)行分析。

以組別為自變量，后測(cè)詞匯流暢能力為因變量，前測(cè)詞匯流暢能力為協(xié)變量，采用III型方差分析模型進(jìn)行正式協(xié)方差分析。正式協(xié)方差分析結(jié)果如表7所示。

表7 組別和前測(cè)詞匯流暢能力在后測(cè)詞匯流暢能力上的主效應(yīng)檢驗(yàn)

上表顯示，前測(cè)詞匯流暢能力的主效應(yīng)可靠，F(xiàn)（1，17）=41.408，P＜0.001，在控制了前測(cè)詞匯流暢能力的影響后，組別的主效應(yīng)可靠，F(xiàn)（1，17）=7.045，P=0.017，且鍛煉干預(yù)組的成績高于對(duì)照組，支持了本研究的假設(shè)。

3.4 分析與討論

本研究考慮到參與者個(gè)人意愿，未對(duì)參與者進(jìn)行組別的隨機(jī)分配，從表1描述統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看到，干預(yù)組參與者的前測(cè)成績似乎大于對(duì)照組參與者，對(duì)此本研究采用協(xié)方差的統(tǒng)計(jì)方法，考察控制了前測(cè)成績后，鍛煉干預(yù)對(duì)后測(cè)成績的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在排除前測(cè)基本心理能力的影響后，鍛煉干預(yù)組較對(duì)照組在后測(cè)數(shù)字運(yùn)算能力、歸納推理能力、空間定向能力、詞匯流暢能力上的得分更高。

本研究結(jié)果同時(shí)顯示，鍛煉干預(yù)并未對(duì)語義理解能力起到明顯的改善作用，表明作為晶體認(rèn)知能力的語義理解能力主要與個(gè)體的社會(huì)文化經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，在老化過程中并不敏感[12]，因此，語義理解能力可能對(duì)鍛煉干預(yù)也不敏感，導(dǎo)致干預(yù)組與對(duì)照組在成績上并未顯示可靠差異。

4 總分析與討論

綜合兩個(gè)子研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在逐漸消除個(gè)體因素對(duì)基本心理能力老化的影響后，身體鍛煉對(duì)基本心理能力中的流體認(rèn)知能力具有明顯的促進(jìn)作用，而對(duì)晶體認(rèn)知能力，如語義理解能力，則影響不大。這表明，身體鍛煉對(duì)基本心理能力的影響是有選擇性的[20，21]。

本研究選取的是55歲以上的中老年參與者，這個(gè)群體從事的鍛煉項(xiàng)目主要有健身操、太極拳、廣場(chǎng)舞和走步等，屬于有氧鍛煉的形式，因此，本研究認(rèn)為有氧鍛煉是延緩中老年人基本心理能力老化的重要鍛煉方式。這與前人的研究結(jié)果是一致的[16，20，22]。

綜上，本研究驗(yàn)證了身體鍛煉延緩基本心理能力老化的假設(shè)，但由于本研究的參與人數(shù)偏少，干預(yù)時(shí)間偏短，可能會(huì)影響研究的外部效度，未來研究應(yīng)該增加參與者人數(shù)，并延長干預(yù)時(shí)間，使研究結(jié)果更具說服力。另外，本研究主要采用行為學(xué)的指標(biāo)探討了身體鍛煉與基本心理能力間的因果關(guān)系，未來要結(jié)合神經(jīng)影像學(xué)（fMRI）等技術(shù)來全面、深入探討這種因果關(guān)系的大腦機(jī)制。

5 研究結(jié)論

有氧鍛煉對(duì)中老年人的基本心理能力具有積極的作用，可以延緩中老年人基本心理能力的退行性變化，且這種延緩作用在流體認(rèn)知能力方面表現(xiàn)更為明顯。這提示，為了延緩基本心理能力的老化，除采取身體鍛煉這種有效的手段外，還需結(jié)合其他方式，如認(rèn)知訓(xùn)練等，來全面、有效地延緩老化的發(fā)生。

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The Causal Relationship between Physical Exercises and Aging of Primary Mental Abilities

Gao Shuqing1，Mao Zhixiong2
1 Key Laboratory of Competitive Sport Psychological and Physiological Regulation，General Administration of Sport of China，Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China 2 Sport Science College of Beijing Sport University，Beijing 100084，China Corresponding Author：Gao Shuqing，Email：gaoshuqing2600@163.com

To explore the causal relationship between physical exercises and aging of primary mental abili?ties in two studies.In the study 1，thirty-one middle-aged or elderly people participated in a cross lagged corre?lation study at an interval of 20 weeks.In the study 2，15 middle-aged or elderly people were given a 20-week exercises intervention，with a control group of 15 people.Both studies found out the positive effect of physical ex?ercises on number crunching ability，inductive reasoning ability，spatial orientation ability and lexical fluency，but no effect on verbal comprehension ability.The results indicated that aerobics exercises can delay the aging of middle-aged and old people’s primary mental abilities，especially the fluid cognitive ability.This suggested that in order to delay the aging of basic mental abilities，it is necessary to combine physical exercises with other means.

physical exercises，primary mental abilities，aging，causal effect

2015.09.10

天津市高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)計(jì)劃資助；天津市體育局攻關(guān)項(xiàng)目課題（編號(hào)：GW201602）

高淑青，Email：gaoshuqing2600@163.com