有氧运动对注意缺陷多动障碍儿童核心症状和执行功能的影响

陈小明，梁冠军，李明娣，王庆娟，苏敏

1.苏州大学附属独墅湖医院康复医学科，江苏苏州市 215215；2.苏州市吴中区乐航特殊儿童早期干预中心，江苏苏州市 215128；3.苏州大学附属儿童医院康复科，江苏苏州市 215004；4.苏州工业园区星海医院康复科，江苏苏州市215124

0 引言

注意缺陷多动障碍(attention deficit and hyperactivity disorder,ADHD)是儿童时期最常见的一种神经发育障碍疾病，主要症状为注意力受损和多动/冲动行为，会严重影响儿童和青少年的学习、工作、社交等[1-2]。ADHD 患病率呈现逐年增长的趋势。美国4～17 岁儿童ADHD 患病率从1996 年的6%上升到2016 年的10%[3]。中国2018 年调查发现ADHD 儿童的总患病率为5.6%，且男童是女童的2 倍多[4]。随着ADHD 的诊断增加，相关药物尤其是兴奋类药物的使用也在大幅增加，这就带来了儿童用药的安全性和有效性问题[5-6]。因此，非药物治疗也逐渐成为ADHD儿童治疗很重要的一部分。然而常用的非药物治疗方法如心理治疗和正向行为支持等对于疗效的持久性和认知功能的改善均有待进一步验证。国内外有不少研究和系统综述显示[7-9]，身体运动对ADHD 儿童注意力不集中、多动/冲动、焦虑和认知功能等症状改善作用显著。本研究观察有氧运动对ADHD 儿童核心症状和执行功能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2020 年6 月至2021 年12 月苏州大学附属独墅湖医院门诊收治的ADHD 患儿64 例，均符合美国精神障碍诊断与统计手册第5 版(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders Fifth Edition,DSM-5)诊断标准[10]。患者年龄6～10 岁，病程6～24 个月，其中男童53 例，女童11 例；注意缺陷11 例，多动/冲动18例，混合型35例。

纳入标准：①中国韦氏儿童智力测试(Chinese Wechsler Intelligence Scale for Children,C-WISC)总智商(intelligence quotient,IQ) ＞80；②既往未接受过任何ADHD 治疗或连续6 个月未接受任何治疗；③能配合完成相应的检查、评估和治疗。

排除标准：①有癫痫发作史；②其他精神障碍和/或运动障碍疾病；③先天性或后天心脏病、哮喘、糖尿病、高血压等疾病；④色盲、色弱；⑤有其他共患病；⑥除了本研究所用治疗方法外，还需要药物治疗和/或其他治疗；⑦既往有脑外伤、脑手术史等神经系统疾病；⑧使用其他精神类药物。

采用随机数字表法随机分为对照组和观察组，每组32 例。两组性别、年龄、病程、分型、IQ 比较均无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

本研究经苏州大学附属独墅湖医院伦理委员会审批通过(No.2021 伦审批第210071 号)，所有患儿家长均了解研究内容，并签署知情同意书。

1.2 方法

对照组静坐观看动画片，动画片选择《熊出没》《小飞侠》《猫和老鼠》，观看20 min。观察组在观看相同动画片的同时进行动感单车骑行运动，采用悦动D8亿健动感单车。

运动前测试观察组静息心率和血压，同时将watch GT2运动手表(华为技术有限公司)戴于患儿左侧手腕处监控运动心率。动感单车调整至合适的座垫和扶手位置，阻力设为1 级。患儿上动感单车，双脚固定于踏板器上，热身骑行5 min，缓慢加速。将手表运动模式设置为“室内单车”，目标“20 min”，点击开始运动计时。运动过程中患儿臀部不可离开座垫。有氧运动强度：维持心率为患儿最大心率(maximal heart rate,HRmax)的60%和80% (HRmax=220-年龄)[11]。每隔2 min记录1次心率。

每周3次，连续12周。

1.3 评定方法

两组分别于干预前和干预后进行Conners 父母用症状问卷(Parent Symptom Questionnaire,PSQ)和执行功能测试。

1.3.1 PSQ

PSQ 是筛查和评估ADHD 儿童行为问题的量表，包含48 个项目，分为品行问题、学习问题、心身障碍、多动冲动、焦虑和多动指数6 个因子。每个项目按症状严重程度分为：0分，没有问题；1分，偶尔或轻微；2 分，经常或较严重；3 分，总是或非常严重。每个因子中各个项目的得分相加，除以该因子的项目数，即为该因子的Z 分。Z 分越高，患儿的症状越严重[12]。本研究仅选取品行问题、多动冲动和多动指数3个因子分。

1.3.2 执行功能测试

执行功能的核心包括抑制、转换和刷新。这三个子功能的测试可以通过心理学测试软件E-Prime 2.0系统进行编辑，其信效度已得到同行专家的认可[13-15]。

1.3.2.1 抑制功能：Stroop色词

分为一致性任务和不一致性任务。测试开始前，电脑屏幕上先出现一个黄色的“+”，提示测试即将开始。随后，屏幕上随机出现带颜色的汉字(分别为红、绿、黄、蓝)，每次出现一种。在一致性任务中，字的意思和颜色一致，要求对字的颜色进行确认。在不一致的任务中，字的意思和颜色不一致，但同样是对字的颜色进行确认。这两种任务随机出现。将键盘的D、F、J、K 键分别设成红、绿、黄、蓝，并贴上相应的颜色。通过键盘的颜色对屏幕上出现的汉字尽快进行匹配。每个汉字出现1 500 ms，两个汉字间隔1 500 ms。此测试包含15次练习和80次正式测验。测试指标为反应时(不一致反应时-一致反应时)和精确度(一致正确率-不一致正确率)。

1.3.2.2 转换功能：大小奇偶数

屏幕上随机出现1～9(不包括5)中的一个数，要求对出现的数字进行大小、奇偶和混合判断。大小判断时，数字的颜色是红色的，＜5 的按D 键，反之按L键；奇偶判断时，数字的颜色是绿色的，奇数按D键，偶数按L 键。混合判断时需要转换，出现红色的数字进行大小判断，绿色的数字进行奇偶判断。每个数字呈现2 000 ms。测验按照①②③③②①的顺序进行(①为判断大小，②为判断奇偶，③为混合判断)，每个模块16次，①和②各练习8次，③练习16次。测试指标为反应时[③-(①+②)/2]和精确度[(①+②)/2-③]。

1.3.2.3 刷新功能：n-back任务

分为1-back任务和2-back任务。以B、D、L、Y、P 5 个字母作为刺激组成一个字母序列(包含25 个字母)。测试开始时，屏幕上会随机出现一个字母，呈现2 000 ms。在1-back 任务中，要求被试者在此时间内与前一个字母作比较，相同的按D 键，反之按L键；在2-back 任务中，要求被试者在此时间内与前面第2 个字母作比较，相同的按D 键，反之按L 键。每个部分各练习15 次，正式测试各40 次。测试指标为反应时(2-back 反应时-1-back 反应时)和精确度(1-back正确率-2-back正确率)。

1.4 统计学分析

采用SPSS 18.0 统计学软件进行数据分析。计量资料服从正态分布，以(±s)表示，组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用独立样本t检验。计数资料采用χ2检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 PSQ评分

治疗前，两组PSQ 各因子评分无显著性差异(P＞0.05)。治疗后，对照组品行问题、多动冲动、多动指数评分均无改善(P＞0.05)，观察组以上评分均显著降低(P＜0.001)；观察组明显低于对照组(P＜0.01)。见表2。

表2 两组PSQ评分比较

2.2 执行功能

治疗前，两组抑制功能、转换功能和刷新功能的反应时和精确度均无显著性差异(P＞0.05)。治疗周后，对照组抑制功能、转换功能、刷新功能的反应时和精确度均无改善(P＞0.05)，观察组均降低(P＜0.05)；观察组低于对照组(P＜0.05)。见表3～表5。

表3 两组执行功能之抑制功能比较

表4 两组执行功能之转换功能比较

表5 两组执行功能之刷新功能比较

3 讨论

有学者认为[16]，ADHD 患儿大脑中的神经递质去甲肾上腺素和多巴胺功能不足，进而出现注意缺陷和冲动症状。注意缺陷主要表现为注意力分散、健忘、组织能力差和缺乏毅力，而多动冲动则与对延迟奖励的不耐烦、难以抑制和不恰当的运动反应，以及无法将运动活动抑制到特定情况下的适当水平相关。这些症状和执行功能之间存在着必然的联系[17]。功能磁共振成像显示，静息状态或任务态模式下，ADHD 患儿执行控制网络激活强度普遍减弱，并与其注意控制、冲动、对抗行为、反应抑制等执行功能受损密切相关[18]。ADHD 儿童的副交感神经支配过度，导致交感与副交感神经失衡，进而出现警惕性和可用于环境偶发事件的注意力资源减少，表现为ADHD 儿童的持续性觉醒不足[19]，是其背外侧前额叶皮层和前扣带皮层活动过低所致。这两个区域在抑制控制任务中负责冲突检测和行为适应[20]。

执行功能是高级认知功能的一部分，也是一种元认知，一般可归纳为抑制、转换和刷新，包含工作记忆、抑制控制、认知灵活性、计划、推理和解决问题等方面，涉及所有以目标为导向的思维和行为模式[21]，因此促进执行功能改善可能是一项减少ADHD主要症状的治疗策略[22]。王茹等[23]的动物实验证实，有氧运动可通过脑源性神经营养因子通路促进海马神经元的增殖分化，改善脑小血管病大鼠的执行功能。Ludyga等[24]发现有氧运动或体育活动对抑制控制、认知灵活性及任务转换有改善作用，而中等强度的有氧运动已经证实可以改善ADHD 儿童临床症状和认知功能，其中最显著的是执行功能中的抑制、转换和注意方面[9,25]。但对于有氧运动类型、时间、强度等却没有相对统一的标准。《2018 年美国人体育活动指南》建议，持续20 min剧烈的间歇性有组织的运动，可对儿童的认知和大脑健康产生有益影响[26]。Pontifex等[27]亦报道20 min 的有氧运动可以改善8～10 岁ADHD 儿童的抑制控制和学习表现。因此，本研究观察有氧运动20 min对ADHD儿童核心症状和执行功能的影响。

有氧运动是身体活动的一种，属于体能类，在ADHD 的治疗中有别于传统的治疗方法，强调通过规律的身体运动改善ADHD 患儿的临床核心症状和社会情绪功能，提高ADHD 患儿的认知神经功能[9]。有氧运动的形式多样，比较常见的有跑步、骑车、跳绳、游泳。ADHD 儿童年龄较小，且有多动冲动及注意缺陷的问题，跑步、跳绳、游泳等运动形式要求较高，较难把控突发状况，因此，本研究选择骑动感单车。本研究发现，观察组在骑车运动12周后，反应灵敏度均有提升，有氧运动可以改善ADHD 儿童注意力差，多动冲动的核心症状和执行功能，这与其他学者的研究结果基本一致[28-29]。原因在于当运动强度中等或较高时，机体激活神经生理反应，诱导神经递质合成，进而分泌脑源性神经营养因子，增加流向大脑的血流量，从而提高神经可塑性，增强信息处理能力。这些作用可减轻ADHD症状及其共病，促进ADHD儿童大脑神经生长和调节[30-31]。其次，急性中等强度有氧运动导致ADHD 儿童在运动停止后副交感神经兴奋被抑制，促进交感和副交感神经的平衡，从而达到改善前额叶皮质活动的作用[20]。最后，ADHD 儿童大脑信息处理速度和准确度与其注意力品质成正相关，核心症状的改善提示其注意力提升，进而促进执行功能的提高[32]。

综上所述，有氧运动可减轻ADHD 儿童注意力不集中、多动冲动的核心症状，提高执行功能。未来可进一步研究各种类型有氧运动及强度对ADHD 儿童的影响，以及核心症状和执行功能之间的内在联系。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。