認知功能，也稱為智力功能，包括思考、理解、記憶、語言、計算和判斷，並在大腦中執行。位於大腦皮質額葉的前額葉皮質 (PFC) 負責處理這些功能。研究證實，運動透過增強腦血流量、改變大腦結構和促進神經發生等機制來改善認知功能。然而，全球 81% 的兒童沒有足夠的體力活動，導致久坐行為頻繁且運動不足。缺乏體力活動引起了人們對其對兒童健康大腦發育和認知功能的負面影響的擔憂。
早稻田大學體育科學研究生院的博士生 Takashi Naito 與早稻田大學體育科學學院的 Kaori Ishii 教授和 Koichiro Oka 教授於 2024 年 7 月 6 日在《科學報告》第 14 卷上發表了一項最新研究。
為了提高認知能力，制定增加腦血流量的運動計畫至關重要。雖然先前的研究已經確定了中度至劇烈運動對認知功能的益處，但低強度運動期間腦血流量的變化，尤其是兒童，仍有待研究。為了解決這一差距，團隊進行了一項實驗研究，以檢驗短期、低強度運動對前額葉皮質 (PFC) 血流動力學的影響。他們專注於無需特殊設備即可在現場輕鬆進行的練習，例如伸展運動。功能性近紅外光光譜 (fNIRS) 是一種掃描技術，可透過氧-血紅蛋白濃度測量腦血流量的變化。
研究招募了41名健康兒童，涵蓋從小學到三年級的學生。孩子們接受了七種不同類型的低強度練習以及相關的安全措施。這些練習包括向上伸展、肩部伸展、肘部轉圈、軀幹扭轉、洗手、拇指和小指以及單腳平衡。除單腳平衡外，所有練習均在坐著的情況下進行，運動模式持續 10 秒和 20 秒。研究人員記錄並比較了休息時和運動時的氧-血紅蛋白濃度。
研究的結果非常有希望，顯示與靜止狀態相比，在所有形式的運動期間，前額葉皮質多個區域的氧-Hb 濃度顯著增加。然而，在靜態伸展和沿著一個方向運動的過程中，未觀察到氧-血紅蛋白濃度的顯著變化。 「透過結合本研究中確定的容易增加前額葉皮質血流量的運動類型，可以開發出每個人都可以輕鬆參與的運動計劃，以改善兒童的執行功能。它也可能在未來用於預防成年人和老年人的認知能力下降，」內藤樂觀地解釋。
總之，這項開創性的研究代表了在對抗久坐生活方式和活化兒童大腦功能方面向前邁出的重要一步，從而支持他們的身心成長。儘管這項研究說明，即使是短時間、低強度的運動也可以增加前額葉皮質的腦血流量，但仍需要未來的研究來證實這種運動是否真的能改善認知功能。
參考文獻:
- Takashi Naito, Koichiro Oka, Kaori Ishii. Hemodynamics of short-duration light-intensity physical exercise in the prefrontal cortex of children: a functional near-infrared spectroscopy study. Scientific Reports, 2024; 14 (1) DOI: 10.1038/s41598-024-66598-6
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