蘇 余,張韌仁,何 毅
注意缺陷多動(dòng)障礙(attention deficit hyperactivity disorder,ADHD)又稱多動(dòng)癥,根據(jù)美國《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第四版》中注意缺陷多動(dòng)障礙的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),主要分為多動(dòng)沖動(dòng)型、注意缺陷型和綜合型3 類(Posner et al.,2021)。ADHD 兒童身體素質(zhì)、生理機(jī)能、心理機(jī)能發(fā)育緩慢,且智力低于正常兒童(楊波,2021)。有相關(guān)報(bào)道顯示,我國ADHD 兒童患病率為5.7%(舒瑤 等,2021)。ADHD 兒童的治療與康復(fù)等健康問題已成為實(shí)現(xiàn)《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》全民健康目標(biāo)的重點(diǎn)關(guān)注部分。
ADHD 兒童康復(fù)干預(yù)的相關(guān)研究主要集中于藥物控制(Lee et al.,2022)、生物反饋(許明超 等,2021)、體育鍛煉(Groeneveld et al.,2019)等方面,長期藥物治療的副作用較大(Jiang et al.,2022),生物反饋治療周期過長且時(shí)效性低(楊波,2021),而體育鍛煉的平均效應(yīng)量最高(Lambez et al.,2020)。體育鍛煉對(duì)ADHD 兒童康復(fù)積極影響的相關(guān)研究主要集中于評(píng)估長期運(yùn)動(dòng)對(duì)問題行為的影響(蘇余 等,2019),鮮見單次運(yùn)動(dòng)對(duì)問題行為的影響以及單次運(yùn)動(dòng)前、后和運(yùn)動(dòng)期間的生理狀態(tài)監(jiān)測的研究。
心率變異性(heart rate variability,HRV)是指逐次心跳之間所存在的微小差異(林華 等,2016)。運(yùn)動(dòng)與HRV 的研究成果主要集中在長期運(yùn)動(dòng)(Hammami et al.,2017)、單次竭力運(yùn)動(dòng)(Isar et al.,2022)對(duì)HRV 的影響以及單次運(yùn)動(dòng)期間HRV 的變化(宋濤,2016)。HRV 可反映自主神經(jīng)系統(tǒng)(autonomic nervous system,ANS)適應(yīng)環(huán)境變化的能力(Dolezal et al.,2014)。ADHD 兒童的ANS 功能與正常兒童存在群體差異(Robe et al.,2021)。鮮見ADHD 兒童運(yùn)動(dòng)前、后、期間HRV 的監(jiān)測研究,運(yùn)動(dòng)期間HRV 的變化有待進(jìn)一步探究,以及HRV 作為運(yùn)動(dòng)干預(yù)時(shí)ADHD 兒童自我調(diào)節(jié)改善的生理指標(biāo)是否合適有待驗(yàn)證。
鑒于此,本研究旨在探究中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)ADHD 兒童問題行為的影響,以及運(yùn)動(dòng)前、后HRV 的變化特征和運(yùn)動(dòng)期間HRV 的時(shí)段差異。
13 名ADHD 兒童(男生10 名,女生3 名),年齡為7~11 歲,平均年齡為(9.00±1.15)歲;身高為115~145 cm,平均身高為(132.46±9.64)cm;體質(zhì)量為16~48 kg,平均體質(zhì)量為(29.46±10.63)kg。被試無廣泛性的身體發(fā)育缺陷、兒童精神分裂癥、抑郁癥;無心血管系統(tǒng)疾??;均通過SNAP-IV 量表評(píng)分,符合實(shí)驗(yàn)要求,具體篩選過程如圖1所示。本實(shí)驗(yàn)已獲得被試本人及其監(jiān)護(hù)人或重要他人同意,實(shí)驗(yàn)過程中被試的重要他人全程參與。本研究通過了四川師范大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(編號(hào):2020LSTY01)。
圖1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象篩選過程Figure 1.Screening Process of Experimental Subjects
1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
為了探究單次中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)ADHD 兒童問題行為及HRV 的影響,被試完成1 次20 min 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),并對(duì)被試運(yùn)動(dòng)前5 min、運(yùn)動(dòng)期間20 min、運(yùn)動(dòng)后5 min 共30 min 的心電數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析;將實(shí)驗(yàn)全過程30 min劃分為6 個(gè)時(shí)段,即t0(0~5 min)、t1(6~10 min)、t2(11~15 min)、t3(16~20 min)、t4(21~25 min)、t5(26~30 min)。通過對(duì)比ADHD 兒童運(yùn)動(dòng)前(t0)、后(t5)行為狀態(tài)和HRV的變化情況,評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的積極效應(yīng)以及ADHD 兒童運(yùn)動(dòng)后ANS 的興奮性。自變量為單次20 min 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),因變量為問題行為、HRV 指標(biāo)。
通過監(jiān)測HRV 變化情況評(píng)價(jià)ADHD 兒童各運(yùn)動(dòng)時(shí)段的ANS 興奮性,探究運(yùn)動(dòng)期間HRV 的時(shí)段特征。自變量為運(yùn)動(dòng)時(shí)段(t1、t2、t3、t4),因變量為HRV 指標(biāo)。通過監(jiān)測心率計(jì)算運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算公式為:心率=(220-年齡)×(60%~70%)(劉陽 等,2018)。
1.2.2 預(yù)實(shí)驗(yàn)
ADHD 兒童進(jìn)行20 min 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目包括揮拍運(yùn)動(dòng)、臺(tái)階測試、10 m 折返跑、開合跳(Pan et al.,2019),其中揮拍運(yùn)動(dòng)、臺(tái)階測試、開合跳由節(jié)拍器控制,以1 個(gè)/s 動(dòng)作節(jié)奏進(jìn)行;10 m 折返跑以8 s 為1 個(gè)往返節(jié)奏進(jìn)行;通過預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度予以驗(yàn)證和確定,結(jié)果表明,運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目簡單、易操作、與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度匹配、儀器設(shè)備完好,被試能按要求執(zhí)行。
1.2.3 研究工具和測評(píng)指標(biāo)
采用SNAP 量表的漢化版SNAP-IV(Chinese version of Swan-son Nolan and Pelham,Version IV Scale-parent form,SNAP-IV)量表作為狀態(tài)性評(píng)價(jià)工具,該量表是國內(nèi)用于ADHD 兒童診斷的常見量表之一,量表共包含3 個(gè)維度26 個(gè)條目,其中注意力不集中9 個(gè)條目、多動(dòng)沖動(dòng)9 個(gè)條目、對(duì)立違抗8 個(gè)條目,Cronbach’sα系數(shù)為0.95(朱琳等,2020)。針對(duì)部分無法準(zhǔn)確對(duì)被試進(jìn)行狀態(tài)性的條目,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均達(dá)到了統(tǒng)一,實(shí)驗(yàn)前后保持一致,整個(gè)測試過程只進(jìn)行客觀打分。
采用芬蘭心電圖測試儀(Mega Faros 180)記錄運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)期間、運(yùn)動(dòng)后共30 min 的HRV,使用HRV-Scanner系統(tǒng)對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析。HRV 指標(biāo)包括連續(xù)相鄰正常竇性心動(dòng)周期差值的均方根(RMSSD/ms)、R-R 間期總體平均標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN/ms)、總頻功率(TP/ms2,≤0.40 Hz)、高頻功率(HF/ms2,0.15~0.40 Hz)、低頻功率(LF/ms2,0.04~0.15 Hz)、低頻與高頻之比(LF/HF)作為生理狀態(tài)的測評(píng)指標(biāo)。SDNN、TP 反映了變異的整體特征,RMSSD、HF 反映了迷走神經(jīng)張力(副交感神經(jīng)交叉作用),LF 主要反映交感神經(jīng)張力,LF/HF 反映交感與副交感神經(jīng)活動(dòng)的均衡性。其中,RMSSD、SDNN 為時(shí)域指標(biāo);HF、LF、TP 為頻域指標(biāo)。
1.2.4 實(shí)驗(yàn)任務(wù)
被試完成1 次20 min 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目依據(jù)ADHD 兒童的康復(fù)與體能訓(xùn)練,選擇簡單易行的揮拍運(yùn)動(dòng)、臺(tái)階測試、折返跑、開合跳(Pan et al.,2019)。運(yùn)動(dòng)中由節(jié)拍器控制運(yùn)動(dòng)節(jié)奏,實(shí)驗(yàn)助手引領(lǐng)并示范動(dòng)作,依次進(jìn)行揮拍運(yùn)動(dòng)、臺(tái)階測試、10 m 折返跑、開合跳,每個(gè)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)5 min,運(yùn)動(dòng)期間生理指標(biāo)同步監(jiān)測,同時(shí),在運(yùn)動(dòng)開始前5 min 及結(jié)束后5 min 對(duì)被試行為狀態(tài)進(jìn)行量表打分。實(shí)驗(yàn)包括1 名主試、1 名助手、1 名被試重要他人,每日固定時(shí)間完成1 名被試的測試,測試前沒有體育課或從事體育運(yùn)動(dòng),身體狀態(tài)符合實(shí)驗(yàn)要求。
1.2.5 實(shí)驗(yàn)流程
實(shí)驗(yàn)流程(圖2):1)讓被試監(jiān)護(hù)人或重要他人熟悉實(shí)驗(yàn)流程,了解實(shí)驗(yàn)的基本要求及內(nèi)容,知悉不會(huì)對(duì)被試產(chǎn)生任何負(fù)面作用,并簽署實(shí)驗(yàn)知情同意書。2)實(shí)驗(yàn)前主試安排,告知被試實(shí)驗(yàn)開始后聽從實(shí)驗(yàn)主試指令,需跟隨實(shí)驗(yàn)助手進(jìn)行同樣的動(dòng)作。主試在實(shí)驗(yàn)過程中重點(diǎn)關(guān)注電腦屏幕,電腦擺放位置不超過被試運(yùn)動(dòng)范圍半徑的5 m。3)電腦插入密碼匙U 盤,每次實(shí)驗(yàn)開始前進(jìn)入HRV-Scanner 系統(tǒng)創(chuàng)建被試基本信息:姓名、性別、出生年月、身高、體質(zhì)量。4)給被試貼電極片處用酒精擦拭,粘貼電極片,佩戴Mega Faros 180,如被試為女童,由班主任老師或科任老師(女老師)負(fù)責(zé)佩戴儀器。5)在運(yùn)動(dòng)前t0(0~5 min)對(duì)被試行為狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)(生理監(jiān)測同步):要求被試安靜地坐到指定凳子上,主試根據(jù)被試實(shí)際狀態(tài)及實(shí)驗(yàn)助手、重要他人的綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行打分。6)根據(jù)HRV-Scanner 系統(tǒng)顯示,5 min 的行為狀態(tài)測評(píng)結(jié)束后,被試進(jìn)行20 min 中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程均分為4 個(gè)時(shí)段對(duì)生理狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(t1:6~10 min)、(t2:11~15 min)、(t3:16~20 min)、(t4:21~25 min)。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,實(shí)驗(yàn)助手引領(lǐng)被試立即就坐休息,并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)后5 min(t5:26~30 min)的行為狀態(tài)評(píng)價(jià),生理狀態(tài)同步監(jiān)測,該過程設(shè)置為t5。7)檢查被試心電圖數(shù)據(jù),并下載數(shù)據(jù)參數(shù)到計(jì)算機(jī),存U 盤備份。
圖2 實(shí)驗(yàn)流程圖Figure 2.Experimental Flow Chart
1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
使用SPSS 22.0 對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(M±SD)表示,運(yùn)動(dòng)前后(t0和t5)問題行為、HRV 采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析。運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1、t2、t3、t4)的HRV 采用單因素重復(fù)測量方差分析進(jìn)行對(duì)比,并通過Mauchly 球形檢驗(yàn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估,不滿足球形度檢驗(yàn)則采用球?qū)ΨQGreenhouse-Geisser系數(shù)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行校正,事后兩兩對(duì)比采用LSD 法。數(shù)據(jù)分析結(jié)果差異顯著性水平設(shè)定P<0.01 為非常顯著、0.01<P<0.05 為顯著。
2.1.1 SNAP-IV量表總分
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前(t0)、運(yùn)動(dòng)后(t5)ADHD 兒童問題行為SNAP-IV 量表總分情況分析結(jié)果顯示:13 名ADHD 兒童運(yùn)動(dòng)前SNAP-IV 量表得分為(55.08±8.02)分、運(yùn)動(dòng)后得分為(40.08±4.42)分,運(yùn)動(dòng)后問題行為總分低于運(yùn)動(dòng)前,運(yùn)動(dòng)前、后ADHD 兒童SNAP-IV 量表得分差異非常顯著(t=11.277,P<0.01)。
2.1.2 注意力不集中
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前(t0)、運(yùn)動(dòng)后(t5)ADHD 兒童注意力不集中得分分析結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)前、后ADHD 兒童注意缺陷得分差異非常顯著(t=9.157,P=0.000),運(yùn)動(dòng)后ADHD兒童注意缺陷得分低于運(yùn)動(dòng)前,具體表現(xiàn)在注意力不集中條目2(t=3.207,P=0.008)、條目3(t=3.742,P=0.003)、條目5(t=4.382,P=0.001)、條目6(t=3.207,P=0.008)、條目8(t=5.196,P=0.000)得分顯著降低(表1)。
表1 運(yùn)動(dòng)前、后注意力不集中得分均值比較Table 1 Comparison of Mean Values in Attention before and after Exercisen=13
2.1.3 多動(dòng)沖動(dòng)
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前(t0)、運(yùn)動(dòng)后(t5)ADHD 兒童多動(dòng)沖動(dòng)得分情況分析結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)前、后ADHD 兒童多動(dòng)沖動(dòng)得分差異非常顯著(t=13.885,P=0.000),運(yùn)動(dòng)后ADHD兒童多動(dòng)沖動(dòng)得分低于運(yùn)動(dòng)前,具體表現(xiàn)在多動(dòng)沖動(dòng)條目1(t=9.815,P=0.000)、條目2(t=6.743,P=0.000)、條目3(t=5.099,P=0.000)、條目4(t=4.430,P=0.001)、條目5(t=6.062,P=0.000)、條目6(t=8.832,P=0.000)、條目7(t=3.742,P=0.003)得分顯著降低(表2)。
表2 運(yùn)動(dòng)前、后多動(dòng)沖動(dòng)得分均值比較Table 2 Comparison of Mean Values of Hyperactivity-Impulsivity before and after Exercise n=13
2.1.4 對(duì)立違抗
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前(t0)、運(yùn)動(dòng)后(t5)ADHD 兒童對(duì)立違抗得分情況分析結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)前、后ADHD 兒童對(duì)立違抗得分差異非常顯著(t=5.730,P=0.000),運(yùn)動(dòng)后ADHD兒童對(duì)立違抗得分低于運(yùn)動(dòng)前,具體表現(xiàn)在對(duì)立違抗條目1(t=5.196,P=0.000)、條目2(t=3.411,P=0.005)、條目3(t=3.207,P=0.008)、條目4(t=2.739,P=0.018)、條目6(t=3.333,P=0.006)的顯著降低(表3)。
表3 運(yùn)動(dòng)前、后對(duì)立違抗得分均值比較Table 3 Comparison of Mean Values of Oppositional Defiance before and after Exercise n=13
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前(t0)、運(yùn)動(dòng)后(t5)ADHD 兒童HRV 指標(biāo)分析結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)后(t5)RMSSD、SDNN、HF、LF、TP等參數(shù)顯著低于運(yùn)動(dòng)前(t0)(P=0.002、P=0.002、P=0.025、P=0.01、P=0.003);運(yùn)動(dòng)后(t5)LF/HF 與運(yùn)動(dòng)前(t0)不存在顯著差異(t=-1.069,P=0.306)。表明中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)RMSSD、SDNN、HF、LF、TP 參數(shù)產(chǎn)生了一定程度上的抑制作用,運(yùn)動(dòng)后HRV 低于運(yùn)動(dòng)前(表4)。
表4 運(yùn)動(dòng)前、后HRV參數(shù)的均值比較Table 4 Comparison of Mean Values of HRV Parameters before and after Exercise n=13
2.3.1 RMSSD
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1、t2、t3、t4)RMSSD 參數(shù)的平均值單因素重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)期間RMSSD 時(shí)段差異顯著[F(1.575,142.981)=9.995,P=0.002]。事后成對(duì)比較顯示:t1與t2、t1與t3、t1與t4,后者的RMSSD 低于前者,差異非常顯著(P=0.000、P=0.005、P=0.004);t2與t4、t3與t4,后者的RMSSD 低于前者,無顯著差異(P=0.683、P=0.202);t2與t3,后者的RMSSD 高于前者,無顯著差異(P=0.744)。該結(jié)果及各時(shí)段RMSSD 參數(shù)平均數(shù)表明,運(yùn)動(dòng)期間t1時(shí)段的RMSSD 參數(shù)均高于t2、t3、t4時(shí)段,其中t2、t3、t4時(shí)段變化無顯著差異(圖3)。
圖3 4個(gè)時(shí)段RMSSD示意圖Figure 3.Schematic Diagram of RMSSD of Four Periods
2.3.2 SDNN
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1、t2、t3、t4)SDNN 參數(shù)的平均值通過單因素重復(fù)測量方差分析,結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)期間SDNN 時(shí)段差異顯著[F(3,1337.241)=13.357,P=0.000]。事后成對(duì)比較顯示:t1與t2、t1與t3、t1與t4,后者的SDNN 低于前者,差異非常顯著(P=0.002、P=0.001、P=0.001);t2與t3、t2與t4、t3與t4,后者的SDNN 低于前者,無顯著差異(P=0.626、P=0.361、P=0.636)。該結(jié)果及各時(shí)段SDNN 參數(shù)平均數(shù)表明,運(yùn)動(dòng)期間第1 時(shí)段的SDNN 參數(shù)均高于第2、3、4 時(shí)段,其中第2、3、4 時(shí)段變化無顯著差異(圖4)。
圖4 4個(gè)時(shí)段SNDD示意圖Figure 4.Schematic Diagram of SNDD of Four Periods
2.3.3 HF
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1、t2、t3、t4)HF 參數(shù)的平均值通過單因素重復(fù)測量方差分析,結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)期間HF 時(shí)段差異不顯著[F(1.212,9550.385)=3.370,P=0.081]。事后成對(duì)比較顯示:t1與t2,后者的HF 低于前者,差異顯著(P=0.018);t1與t3、t1與t4、t2與t4、t3與t4,后者的HF 低于前者,無顯著性差異(P=0.084、P=0.102、P=0.985、P=0.856);t2與t3,后者的HF 高于前者,無顯著差異(P=0.977)。該結(jié)果及各時(shí)段HF 參數(shù)平均數(shù)表明,運(yùn)動(dòng)期間第1 時(shí)段的HF 參數(shù)均高于第2、3、4 時(shí)段,但僅有第1 時(shí)段和第2 時(shí)段存在差異,整個(gè)運(yùn)動(dòng)期間變化無差異(圖5)。
圖5 4個(gè)時(shí)段HF示意圖Figure 5.Schematic Diagram of HF of Four Periods
2.3.4 LF
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1、t2、t3、t4)LF 參數(shù)的平均值通過單因素重復(fù)測量方差分析,結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)期間LF 時(shí)段差異顯著[F(1.395,38126.568)=4.659,P=0.035]。事后成對(duì)比較顯示:t1與t2、t1與t3、t1與t4、t3與t4,后者的LF 低于前者,差異顯著(0.01<P<0.05);t2與t3、t2與t4,后者的LF 低于前者,無顯著差異(P>0.05)。該結(jié)果及各時(shí)段LF 參數(shù)平均數(shù)表明,運(yùn)動(dòng)期間第1 時(shí)段的LF 參數(shù)均高于第2、3、4 時(shí)段且第3 時(shí)段過后出現(xiàn)第2 次顯著下降(圖6)。
圖6 4個(gè)時(shí)段LF示意圖Figure 6.Schematic Diagram of LF of Four Periods
2.3.5 LF/HF
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1、t2、t3、t4)LF/HF 參數(shù)的平均值通過單因素重復(fù)測量方差分析,結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)期間LF/HF 時(shí)段特征差異非常顯著[F(3,53.214)=4.718,P=0.007]。事后成對(duì)比較顯示:t1與t2,后者的LF/HF 高于前者的LF/HF,差異非常顯著(P=0.001);t1與t3、t1與t4、t2與t3、t2與t4、t3與t4,后者的LF/HF低于前者,無顯著差異(P>0.05)。該結(jié)果及各時(shí)段LF/HF 參數(shù)平均數(shù)表明,第2 時(shí)段LF/HF 參數(shù)顯著高于第1 時(shí)段,運(yùn)動(dòng)至第2 時(shí)段時(shí)LF/HF 顯著上升,而后第3、4時(shí)段開始下降且與第1時(shí)段無差異(圖7)。
圖7 4個(gè)時(shí)段LF/HF示意圖Figure 7.Schematic Diagram of LF/HF of Four Periods
2.3.6 TP
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1、t2、t3、t4)TP 參數(shù)的平均值通過單因素重復(fù)測量方差分析,結(jié)果顯示:運(yùn)動(dòng)期間TP 時(shí)段特征差異顯著[F(3,930790.430)=3.221,P=0.034]。事后成對(duì)比較顯示:t1與t4,后者的TP 低于前者,差異顯著(P=0.014);t1與t2、t1與t3、t2與t3、t2與t4、t3與t4,后者的TP低于前者,無顯著差異(P>0.05)。該結(jié)果及各時(shí)段TP 參數(shù)平均值表明,第1、2、3 時(shí)段TP 下降不明顯,至第4 時(shí)段出現(xiàn)差異(圖8)。
圖8 4個(gè)時(shí)段TP示意圖Figure 8.Schematic Diagram of TP of Four Periods
有關(guān)單次運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案的研究,2018 年美國衛(wèi)生與公眾服務(wù)部發(fā)布的《美國人身體活動(dòng)指南》提出了關(guān)于單次運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知功能和大腦健康的作用,這對(duì)單次運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案促進(jìn)認(rèn)知功能(注意力、執(zhí)行功能、信息處理等)的應(yīng)用具有重要意義,此前單次運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知功能和大腦健康的科學(xué)證據(jù)尚未成熟,因此一次性運(yùn)動(dòng)方案未被重視和選擇(Chang et al.,2019)。單次運(yùn)動(dòng)方案干預(yù)后產(chǎn)生的積極影響能夠持續(xù)維持?jǐn)?shù)分鐘,則表明干預(yù)具有一定的意義(Ludyga et al.,2020)。運(yùn)動(dòng)20 min 能夠?qū)Υ竽X健康和認(rèn)知功能產(chǎn)生效益,特殊人群(包括ADHD 兒童)相比于正常人群的效應(yīng)量更高(Chang et al.,2019)。有學(xué)者開展了有關(guān)單次運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知功能和大腦健康的試探性研究(Tsai et al.,2021)。也有研究采用間隔10 min(王肖 等,2019)和20 min(李文川 等,2005)的方法進(jìn)行了重復(fù)測量。本研究以單次20 min 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)為干預(yù)方案,采用間隔20 min 完成了2 次對(duì)ADHD 兒童問題行為測量,并以注意力不集中、多動(dòng)沖動(dòng)、對(duì)立違抗為ADHD 兒童的問題行為評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過對(duì)比中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前、后ADHD兒童的問題行為狀態(tài),發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后ADHD 兒童注意力不集中、多動(dòng)沖動(dòng)、對(duì)立違抗3 個(gè)方面明顯改善,說明中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后ADHD 兒童在一段時(shí)間(5 min)內(nèi)主動(dòng)違抗被充分抑制,注意力穩(wěn)定性顯著提升,尖叫、亂跑、亂爬等行為顯著減少,自我調(diào)控能力顯著增強(qiáng)。
有關(guān)單次運(yùn)動(dòng)引起ADHD 兒童問題行為改善的機(jī)制,相關(guān)研究表明,ADHD 的主要問題癥狀通常與額部執(zhí)行障礙有關(guān)(Fournier et al.,2020)。ADHD 兒童與正常兒童的腦拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在全腦網(wǎng)絡(luò)和功能子網(wǎng)絡(luò)層面存在一定差異,尤其是額葉功能(Gracia-Tabuenca et al.,2020)。額葉功能異常會(huì)導(dǎo)致注意力不集中、多動(dòng)沖動(dòng)、對(duì)立違抗等病理癥狀,上述癥狀與執(zhí)行功能密切相關(guān)(Silverstein et al.,2020)。運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)額葉功能發(fā)展(Jiang et al.,2022)。單次運(yùn)動(dòng)不僅能夠激活前額葉皮層功能,前期研究還表明,單次運(yùn)動(dòng)一方面可能誘發(fā)疲勞,另一方面能誘導(dǎo)多巴胺釋放,產(chǎn)生積極情緒,弱化消極情緒,進(jìn)而促進(jìn)認(rèn)知的改善,執(zhí)行功能的提升以及情緒狀態(tài)的積極變化(張韌仁等,2013;Tsai et al.,2021)。提示,運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的上述生化反應(yīng)、情緒變化、認(rèn)知改善、執(zhí)行功能提升積極影響ADHD問題行為的相關(guān)指標(biāo)。也有研究表明,疲勞對(duì)注意力、情緒狀態(tài)等存在負(fù)面影響(Krabbe et al.,2017)。鑒于此,本研究認(rèn)為,ADHD 兒童問題行為相關(guān)指標(biāo)的變化是由運(yùn)動(dòng)直接引起的。
綜上所述,單次20 min 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)改善ADHD兒童問題行為具有一定積極作用,運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的積極效益能持續(xù)至少5 min,運(yùn)動(dòng)不僅能夠較好激發(fā)ADHD 兒童對(duì)體育鍛煉的興趣、產(chǎn)生積極情緒,而且還能一定程度上抑制多動(dòng)沖動(dòng)的問題行為、弱化攻擊性的負(fù)性情緒。
HRV 的時(shí)域和頻域指標(biāo)能夠反映ANS 活性水平,變異程度與心血管的調(diào)控能力成正比(王興澤 等,2021)。不同HRV 指標(biāo)所反映的問題指向具有一致性,ADHD 兒童對(duì)抗情緒、問題行為與迷走神經(jīng)活動(dòng)密切相關(guān)(Krasner et al.,2022),ADHD 兒童HRV 恢復(fù)水平可能低于正常兒童(張潤竹 等,2018)。目前鮮見有關(guān)HRV 與ADHD 問題行為(包括指標(biāo)或維度)之間相關(guān)性的研究,暫無文獻(xiàn)直接報(bào)道HRV 與ADHD 問題行為之間的直接相關(guān)性系數(shù)。但有研究表明,HRV 的頻域指標(biāo)與ADHD 問題行為的注意缺陷維度之間存在顯著相關(guān)性(趙娜 等,2017);HRV與ADHD 問題行為的多動(dòng)行為和沖動(dòng)情緒顯著相關(guān)(張潤竹 等,2018)。故本研究推斷,HRV 與ADHD 問題行為之間存在相關(guān)性。
本研究通過分析中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前、后5 min HRV 參數(shù),發(fā)現(xiàn)HRV 時(shí)域和頻域參數(shù)差異顯著,時(shí)域指標(biāo)(SDNN、RMSSD)與頻域指標(biāo)(TP、HF、LF)平均值顯著低于運(yùn)動(dòng)前,是ADHD 兒童參與急性運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)的正常變化,與王興澤等(2021)研究結(jié)果一致,運(yùn)動(dòng)或常規(guī)訓(xùn)練會(huì)使HRV 顯著降低。中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后RMSSD、HF 低于運(yùn)動(dòng)前,提示,運(yùn)動(dòng)對(duì)迷走和副交感神經(jīng)產(chǎn)生抑制作用;SDNN、TP 低于運(yùn)動(dòng)前,提示,運(yùn)動(dòng)后ANS 整體活性下降;LF 低于運(yùn)動(dòng)前,提示,運(yùn)動(dòng)對(duì)交感神經(jīng)產(chǎn)生抑制作用;運(yùn)動(dòng)前、后LF/HF 保持恒定,提示,交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)均衡性的參數(shù)值始終保持平衡。本研究結(jié)果說明,中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使ADHD 兒童HRV 顯著降低,原因可能是ADHD兒童生理狀態(tài)的特殊性,運(yùn)動(dòng)前情緒和行為異常興奮,使靜息狀態(tài)下HRV 水平處于較高水平,以及在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)階段HRV 抑制時(shí)間延長(Robe et al.,2021),從而使HRV保持在較低的水平。
本研究發(fā)現(xiàn)中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1~t4)RMSSD 差異顯著,t1顯著高于t2,其余時(shí)段無顯著差異,表明t2的RMSSD 顯著下降后逐漸恢復(fù),變化基本恒定; SDNN差異顯著,t1顯著高于t2、t3、t4,其余時(shí)段無顯著差異,表明t2的SDNN 顯著下降后保持在一個(gè)較低的水平;TP 差異顯著,t1、t2、t3時(shí)段無顯著變化,t4顯著低于t1,表明t4時(shí)段TP下降到一個(gè)顯著較低的水平??梢?,運(yùn)動(dòng)初期HRV 水平出現(xiàn)大幅下降,主要表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)初期SDNN、RMSSD 和TP 大幅下降,運(yùn)動(dòng)期間迷走神經(jīng)被抑制,使得HRV 整體特征保持在較低水平,應(yīng)激后ANS 調(diào)節(jié)能力增強(qiáng)且逐漸適應(yīng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,從而使HRV 保持在穩(wěn)定水平,與宋濤(2016)、Vacher 等(2019)的研究結(jié)果基本一致。
本研究發(fā)現(xiàn),中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間4 個(gè)時(shí)段(t1~t4)HF無顯著差異,僅t1時(shí)段顯著高于t2時(shí)段,表明t2時(shí)段HF 顯著下降后,隨著運(yùn)動(dòng)的逐漸恢復(fù),HF 處于穩(wěn)定水平;4 個(gè)時(shí)段LF 差異顯著,t1時(shí)段顯著高于t2時(shí)段,t3時(shí)段顯著高于t4時(shí)段,表明t1時(shí)段LF 顯著下降后,t4時(shí)段再次顯著下降;4 個(gè)時(shí)段LF/HF 差異顯著,t1時(shí)段顯著高于t2時(shí)段,其他時(shí)段無顯著差異,表明t2時(shí)段LF/HF 顯著上升,之后開始逐漸下降,直至穩(wěn)定水平??梢姡\(yùn)動(dòng)期間ADHD 兒童交感神經(jīng)活動(dòng)水平降低,副交感神經(jīng)變化無明顯差異,t2時(shí)段交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的均衡性顯著上升,LF、HF均低于t1時(shí)段,說明交感神經(jīng)張力大于副交感神經(jīng),但隨著運(yùn)動(dòng)的繼續(xù),交感與副交感神經(jīng)的均衡性逐漸保持平衡;而LF 持續(xù)下降,說明運(yùn)動(dòng)期間交感神經(jīng)被抑制,副交感神經(jīng)被激活。本研究結(jié)果進(jìn)一步解釋了中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后交感神經(jīng)、副交感神經(jīng)同時(shí)下降的情況下,LF/HF 保持恒定;驗(yàn)證了中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能增強(qiáng)ADHD 兒童自我調(diào)節(jié)能力,改善問題行為。王興澤等(2021)研究發(fā)現(xiàn),副交感神經(jīng)的激活提示ANS 調(diào)節(jié)能力增強(qiáng),從而提高受試者的自我控制能力,與本研究結(jié)果一致。
綜上所述,運(yùn)動(dòng)期間HRV 時(shí)段特征產(chǎn)生了一定程度上的改變,運(yùn)動(dòng)抑制了ADHD 兒童交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的活性,從而顯著降低t2、t3、t4時(shí)段的RMSSD、SDNN、LF參數(shù)值;其中RMSSD、SDNN 的變化集中于t1時(shí)段,LF 的變化集中于t1時(shí)段和t3時(shí)段。然而,ADHD 兒童交感神經(jīng)降低伴隨著副交感神經(jīng)的活性在一定程度上得到激活,使交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)之比始終保持平衡,進(jìn)一步揭示了中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)帶來的積極效應(yīng)的生理基礎(chǔ),提示,HRV 可以作為測評(píng)運(yùn)動(dòng)干預(yù)ADHD 兒童問題行為效果的生理指標(biāo)。此外,后續(xù)可擴(kuò)大研究范圍和樣本量,完善可直接觀測的心理和行為指標(biāo),延長對(duì)ADHD 兒童HRV 的監(jiān)測時(shí)間,增加對(duì)運(yùn)動(dòng)期間行為和情緒的測評(píng)。
1)單次中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能一定程度上弱化ADHD 兒童多動(dòng)、易怒、對(duì)抗以及攻擊等負(fù)性情緒,突出表現(xiàn)為有效改善運(yùn)動(dòng)后問題行為、注意力不集中、多動(dòng)沖動(dòng)、對(duì)立違抗。
2)單次中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能一定程度上降低ADHD 兒童HRV 水平,且運(yùn)動(dòng)期間呈逐步下降趨勢,提示,中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可以通過增強(qiáng)ADHD 兒童ANS 功能的調(diào)節(jié)能力,而為其問題行為的改善提供生理基礎(chǔ)。
3)單次中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)在改善ADHD 兒童問題行為的同時(shí),伴隨著HRV 水平的相應(yīng)降低,提示,HRV 可以作為測評(píng)運(yùn)動(dòng)干預(yù)ADHD 兒童問題行為效果的生理指標(biāo)。