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儿童的体力活动、健身、认知功能和学业成绩:手机买球的正规app系统评价

来源:本站    发布时间:2022-11-03 15:29:00
       

当代教育组织提出,儿童在体育和体育教育方面的经历有助于提高智力、技能和策略,这些对于应对一生中面临的挑战很重要。在现代教育系统的历史中,人们对体育的重要性及其对儿童学业成功的贡献有很大的不同。在过去的十年中,联邦《不让一个孩子掉队法案》的授权主要强调儿童的标准化考试成绩,因此导致儿童在上学期间参与体育活动的机会减少。体育活动的支持者长期以来一直主张学校附属体育活动的必要性,这在体育活动中花费的时间将有益于健康并可能有助于学习成绩。有几项研究涉及PA认知关系;从这些研究中获得的结果引发了关于PA在儿童认知和学业成功中的作用的讨论。


出于本次审查的目的,将在整个过程中使用的术语定义如下:

身体活动:由骨骼肌产生的任何需要能量消耗的身体运动。

锻炼:计划、结构化和重复性的PA子集,以改善或维持身体健康作为最终或中间目标

健身:一种健康的生理状态,可降低运动功能减退的风险;参与体育运动的基础;身体健康,可以完成日常生活的任务。成分包括心肺耐力、肌肉力量耐力、柔韧性和身体成分。

认知:有助于感知、记忆、智力和行动的一组心理过程。

学术成就:学生、教师或机构达到其教育目标的程度,通常通过考试或持续评估来衡量。

执行功能:一组认知操作,其基础是对涉及感知、记忆和行动的复杂、目标导向的过程的选择、调度、协调和监控。

学习:获取新的或修改和加强现有知识、行为、技能、价值观或偏好的行为,可能涉及综合不同类型的信息。这通常通过回忆任务进行评估。


神经科学的进步导致在将PA与认知以及大脑结构和功能联系起来方面取得了重大进展。运动对大脑的直接影响的初步证据是从对动物进行的研究中获得的。多次运动会引发海马体的一系列神经系统变化,这些变化与啮齿动物的记忆巩固和熟练动作有关。大量的动物研究导致了神经源性储备假说,它提出早期生活中的PA优化了与记忆有关的大脑网络,还创造了一个前体细胞储备,这些前体细胞会影响个人在整个生命周期中的学习能力。健康和认知活力之间的关系可能首先在儿童中确立然而,运动对人类认知有益的证据在老年人的研究中得到了最充分的发展。其中一些实验清楚地,常规运动会改变特定的大脑结构和功能,并且这些变化与老年人的认知能力有关,特别是在需要更多执行功能的测试中,它描述了一个子集以目标为导向的认知操作,这些操作是感知、记忆和行动的基础,并按照三个相互关联的组成过程进行组织:工作记忆、反应抑制和心理灵活性。


最近,EF假设已扩展到儿童。基于实验室的测试揭示了EF成分的阶段性出现,神经科学家将行为测试与大脑发育联系起来。共识是EFs对儿童的适应性行为至关重要并作为贯穿整个生命周期的社会行为的顶峰。


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这些“晚熟”的EF被认为广泛地支持学习和认知,并与学业成就相关。学龄前EF的测量可预测幼儿园的数学和识字成绩。同样,工作记忆能力与5至6岁和11至12岁的儿童的数学和阅读成绩相关,并预测青少年在数学和科学方面的成就。此外,学术成就标准化测试的子测试受益于处理速度和决策能力,这与身体健康和PA有关。以课堂为基础的PA计划已被证明能有效改善教学期间的任务行为。任务中行为的这种增加随后与EF相关,EF次服务于自我调节和行为抑制,以及抑制任务外行为以服务于课堂材料的能力,这是成功学习的先决条件。因此,认知技能似乎会影响学校的学习和学业成绩,以及课堂行为。


本系统评价的目的是解决以下问题:在5-13岁儿童中,PA和身体素质是否会影响认知、学习、大脑结构和大脑功能?在5-13岁儿童中,PA、PE和体育项目是否会影响标准化成绩测试和注意力/注意力?这篇综述通过纳入最近的认知神经科学研究来更新和扩展之前的立场立场。此外,它还让研究人员和利益相关者了解常规PA的有益益处及其在当代公共卫生模型中的作用。


体育活动、健身、认知和学习

详细描述了检查PA或有氧适能与认知/学习之间关系的研究。


横断面研究11项横断面研究的结果普遍支持身体活动或有氧健康与认知之间的有益关系,所有研究都报告了显着的正相关关系,除了两项,其中非显着的正相关趋势是描述。这些研究的样本量范围为24至224名6至13岁的儿童。健身最常使用穿梭任务或分级运动测试。除了大量评估健康的研究外,还有一项研究使用加速度计客观地评估了PA,还有一项研究评估了运动参与以及他们的健康测量。关于统计分析,健康或活动要么被维持为连续变量,已用于将参与者分类为低拟合或高拟合,该判断通常基于规范PACER数据或规范VO2max数据,或参与者已被确定为运动员或非运动员。当研究人员将参与者分类为低拟合或高拟合时,VO2max的平均差异组间为14.75ml/kg/min,穿梭跑任务的圈数平均差异为18.40圈,说明有组之间的显着适应度差异。

这些研究包括单独或与脑功能测量相结合的认知行为测量。或大脑结构。在仅包括认知的行为测量的研究中,已经评估了多种认知结果,包括处理速度、EF、记忆,学习,注意力,结晶和流体智能,以及新的街道交叉/虚拟现实任务。在也纳入脑功能测量的研究中,它们的使用几乎完全用于测量EF的任务,特别关注抑制,这特别适合纳入评估与事件相关的脑电位。


该领域的大多数研究在考虑了潜在的混杂变量后提出了他们的发现,这些混杂变量可能对结果提供了相互矛盾的解释,因为它们与健康和认知的关系。这些潜在的混杂因素包括性别、青春期、社会经济地位、体脂百分比、BMI、年龄、年级和智商。具体来说,在比较高拟合组和低拟合组的研究中,评估了潜在的混杂变量,并且:报告的数据证实了两个健康组在这些变量上具有统计学意义,或者潜在的混杂因素不能预测认知;或潜在的混杂因素作为协变量被包括在分析中。在测试健身作为连续变量的研究中,潜在的混杂因素一直被考虑和统计控制,并且在八个中的七个中观察到健身和认知之间的正相关关系学习。具体发现如下:Buck等人。对年龄、BMI和IQ进行统计控制,并报告称,如用Stroop颜色、单词和颜色单词任务评估的那样,健康可以预测认知;雅各布等人。控制了性别和BMI,发现适应度可以预测理解和积木设计的;戴维斯和库珀控制了主要照顾者的种族、性别和教育水平,并报告说,健康可以预测认知评估系统的计划分数;Scudder和他的同事报告说,适应度可以预测侧卫任务的反应时间和空间n-back的在控制了年级、性别、家庭收入和BMI之后。Drollette等人。一致发现,在三个不同的数据集中控制SES和健身时,与男孩相比,女孩在工作记忆方面的较差。Syv?oja及其同事控制了性别、父母教育和补习教育,并证明中度至剧烈的PA与注意力呈正相关。这些研究,健身和PA与独立于大多数混杂因素的认知结果相关。


虽然这组文献只能提供相关证据,但使用这种设计的研究人员通常会采取预防措施来控制潜在的混杂因素,因此他们的研究结果增加了可信度,与儿童相比,健康水平较高的儿童出明显更好的认知能力健身水平较低。对于那些参加更高级别PA的个人来说,同样的关联也是如此。即使包含混杂变量,这些关联的方向性也无法确定。根据Downs和Black标准,这些研究的不足之处包括缺乏以下信息:结果数据中随机变异性的估计;实际概率值;分析中丢失/排除的参与者;或功率。26项研究中有6项的混杂因素调整不充分或无法确定。26项研究中有4项没有明确描述主要结局指标。26项研究中有22项未提供有关评估认知测量的时间的信息。SES)或无法在26项研究中的6项中确定。26项研究中有4项没有明确描述主要结局指标。26项研究中有22项未提供有关评估认知测量的时间的信息。SES)或无法在26项研究中的6项中确定。26项研究中有4项没有明确描述主要结局指标。26项研究中有22项未提供有关评估认知测量的时间的信息。


纵向研究两项纵向研究符合纳入标准,样本量分别为32和245,平均参与者年龄分别为10岁和5岁。参与者被跟踪的时间是九个月和一年。这两项研究评估了健身的基线测量值或穿梭测试测量,以及侧翼任务或空间工作记忆和注意力的变化。

探索PA对老年人的益处的研究人员经常使用纵向研究来加深我们对与年龄相关的认知衰退、轻度认知障碍和痴呆的潜在保护作用的理解。然而,在儿童文献中,仅发两项前瞻性研究,报告了随着时间的推移观察到的认知能力相对于有氧适能基线测量值的变化。查多克等人。根据VO2max将儿童分类为高或低适合和基线时的规范数据,并检查基线时和一年后的侧卫任务。在这两个时间点,与在不兼容任务组件上相对于兼容任务组件较差的低拟合儿童相比,高拟合儿童能够在兼容和不兼容任务组件上准确执行。此外,反应时间数据显示了适应度和时间的相互作用,与基线相比,低适应度儿童在一年的随访中执行任务的速度较慢,而高适应度儿童在同一时间段内变得更快.两个健身组在可能混淆结果的相关人口统计变量上没有统计学差异。尼德勒等人。提供了来自245名学龄前儿童的数据,这些儿童在较大的RCT中处于对照状态,并较高水平的基线适应度预示着在控制潜在能力后9个月后注意力任务的改善混杂变量;然而,基线适应度并不能预测空间工作记忆的。总体而言,这些纵向研究,随着时间的推移,更高的适应度与更好的认知相关。


根据Downs和Black标准,这些研究的不足之处包括缺乏以下方面的信息:结果是否通过数据挖掘获得;所有参与者的随访时间相似;测量主要结果的盲法;或功率。其中一项的混杂调整不充分。两项研究均未提供有关评估认知测量的时间的信息。


急性体力活动研究探索急性PA对认知任务的影响的研究已经在实验室和学校环境中进行。样本量从20到1,274不等,学生年龄从6岁到13岁不等。在实验室环境中进行的研究的结果好坏参半,其中三个未能明确支持和六个支持对同时测量速度和准确性的任务产生有益影响。所有支持有益效果的研究都使用了侧翼测试的一个版本或选择反应时间的测量来测量他们的认知。然而,观察到的好处的性质是混合的,两项研究显示对速度有好处,三项对准确性有好处,一项对速度或准确性没有好处,但提高了效率响应。鉴于这些研究倾向于使用相对相似的设计和测量。这些混合的发现可能反映了参与者认知策略的差异,但是未来的研究将需要证实这种可能的解释。尽管研究结果之间存在不一致,但总体研究结果支持急性PA与认知之间的有益关系。

在学校环境中进行的研究结果更加一致,有八项研究产生了显着的积极结果。研究人员一直专注于中等强度的PA,但在PA模式中使用了更广泛的PA持续时间和更多不同的方法;团队游戏;EF特定游戏和活动;有氧循环训练;跑步任务;短暂的活动休息。这些研究人员还专注于更多样化的认知领域,包括EF、注意力、记忆和学习的测量。其中一些研究的结果与实验室研究相似,因为它们证明了任务特异性。例如,库珀等人。发现急性PA有助于提高工作记忆任务的速度,但对测量EF、注意力和处理速度的Stroop测试没有影响。连同来自实验室研究的证据,这些发现急性PA的益处可能是特定于任务的,并且一些证据,在反映更高阶EF功能的测量中更一致地观察到益处。


根据Downs和Black清单标准确定的这些急性研究的弱点包括缺乏对以下项目的报告:参与者特征;主要结果数据的随机变异性;对测量主要结果的人实施盲法;对得出主要结果的分析中的混杂因素进行充分调整;和权力。作者没有报告在16项研究中的5项中进行测量的时间或进行的精确急性干预。


总之,探索急性PA对儿童认知能力影响的研究是有限的,并且方法的可变性使得综合结果具有挑战性。此外,鉴于最近一项关于急性PA和认知能力文献的荟萃分析综述报告了6-13岁儿童的总体效应量较小,因此个别实证研究的结果并不令人惊讶。异构。话虽如此,没有证据有害影响,事实上,证据确实在特定条件下可以观察到特定认知任务的有益影响,因此需要进一步努力更好地了解如何从单次PA中获得最大收益。


身体活动干预研究14项干预研究符合评价的纳入标准,其中3项使用队列设计来检查PA对完整组的影响,其中11项是RCT。

队列研究在使用队列设计进行的三项研究中,所有研究都显示了与更高或增强的活动水平相关的认知益处的一些支持,其中更好的与更多地参与PA相关。样本量从60到470不等,参与者的平均年龄从6到10岁不等。干预时间从10周到一学年不等。干预措施包括增强或额外的PE。认知测量包括随机数生成任务、感知速度任务、CAS、剑桥神经心理学测试电池和注意力网络测试。

检查增强体育运动的两项研究提供了可能取决于体重和正在评估的特定认知领域的特定益处的证据。克罗瓦等人。比较了随机分配到每周一次的传统体育项目或每周额外接受两小时技能培训的增强体育项目的班级之间RNG任务的两个分数的变化。结果,抑制的改善受到体重状况的缓和,因此增强体育项目中的超重儿童显着改善,而传统体育项目中的超重儿童和两个项目中的瘦儿童的没有显着提高。费舍尔等人。随机分配六所学校,每周接受两次一小时的传统体育课或两次一小时的有氧运动,为期10周,并检查对CAS、CANTAB、和蚂蚁。这项研究的结果难以解释,因为各组在中度至剧烈PA中花费的时间差异很小。然而,结果显示,在调整混杂变量后,组和时间之间存在显着的交互作用,因此治疗条件下的参与者在CANTAB上的工作记忆错误显着减少,而对照组的没有变化。在所有其他测量中,在控制混杂变量后,交互作用并不显着。


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手机买球的正规app通过比较从一学年开始到结束的认知测量来检查额外的体育;实验学校的学生全年每天接受45分钟的体育课,而对照学校的学生一学期每天接受45分钟的体育课或全年每周每天进行45分钟的体育课)。男孩和女孩、小学和初中年龄以及流体智力和知觉速度的结果分别报告。实验小学和中学的男孩在流体智力测量方面有显着提高,而对照学校的男孩在这些测量方面没有显着提高。实验中学的女孩也出流体智力的显着提高,这些进步大于对照学校女孩的进步。然而,实验小学的女孩没有观察到流体智力的提高。相反,在感知速度任务中,实验小学的女生在所有部分都有显着提高,而对照参与者没有变化,对照和实验小学的男生都有进步,但组间没有差异。


显然,这些队列研究的重点是了解体育课的数量或性质的增加如何影响认知能力的变化。这一小部分文献提供了有限的证据支持更大数量或增强形式的PA导致更大的认知改善。尽管有益效果仅限于特定的认知领域,有时仅见于特定的亚组,但重要的是要指出,没有一项研究体育教育对认知有有害影响。话虽如此,对这些结果的热情受到其准实验设计固有的有效性威胁的限制。


随机对照试验关于PA对认知结果影响的最有力证据来自使用RCT设计的11项研究,这些研究允许就因果关系得出结论。关于慢性PA是否与儿童的认知结果有因果关系的问题,只有10项研究通过随机分配个体参与者的条件。在所有十项研究中测量了多项认知测量,七项研究显示,由于PA干预,至少一项认知测量得到了改善。这十项研究中使用的认知测试包括CAS、Sternberg任务、新的关系记忆任务和侧翼任务。样本量从18到221不等,干预时间从8周到9个月不等。在其中9项使用RCT设计的研究中,研究人员通过课后计划管理PA,一项研究报告了在上学期间管理的项目的数据。其中两项研究报告了来自同一RCT的数据,其中超重儿童被随机分配到低剂量或高剂量的中度强度PA或注意力控制条件8个月。四项研究报告了来自FITKids试验的数据,其中221名儿童在9个月的学年中被随机分配到课后PA条件或候补名单控制组。三项研究提供了与SMART试验相关的证据,这是一项为期八个月的试验,其中超重儿童被随机分配到有氧PA计划或注意力控制条件下八个月。总体而言,使用RCT设计的研究结果一致治疗组有显着改善,特别是在执行功能任务方面。

在乔治亚州试验数据报告的研究中,一项研究针对前三个队列和另一项针对五个队列的整个样本提出了认知任务的。整个样本的结果,PA对计划任务的执行有显着的好处,但在注意力、同时处理或连续处理的测量中没有观察到效果。此外,对PA的数量与计划测量的绩效之间的剂量反应关系有很大的支持。


几项研究报告了与FITKids试验相关的认知结果评估,包括三项使用较大样本的不同子集的研究。相对于这些使用FITKids试验子集的手稿,Kamijo等人。观察到PA组的响应准确度显着提高,但候补对照组在工作记忆测量方面没有显着提高观察到响应准确度显着提高对于PA组而不是等待名单对照组的工作记忆测量。同样,Chaddock-Heyman等人。报告了PA组在中立试验的响应速度和准确性方面显着提高,在侧卫任务的不一致试验的准确性方面显着提高,而候补名单对照组从前测到后测的没有显着变化。相比之下,蒙蒂等人。报告说,在关系记忆任务中,各组之间从前测到后测的变化没有显着差异。在关于完整FITKids样本的研究报告中,接受每日PA干预的儿童出对执行功能任务的选择性改善,这些任务利用抑制和认知灵活性以及大脑功能的显着变化。具体而言,在行为测量方面,干预组在抑制任务和认知灵活性任务的异质试验的反应准确性方面,从前测到后测的改善显着高于候补对照组。此外,观察到显着的剂量反应关系,即更多地参加课后计划与执行控制从前测到后测功能从前测到后测的更大改进有关。


关于SMART试验,认知数据也在研究中报告,这些研究基于同意参与神经影像测量的较大样本的子集或通过检测相关的血流变化间接测量大脑功能。手机买球的正规app报告了来自43名参与者和Krafft等人的数据。报告来自18名参与者的数据。两项研究的结果都,组与时间之间没有显着的相互作用,这PA参与不会影响使用CAS从前测到后测评估的认知的变化。


所审查的研究结果最显着的特征可能是大多数调查类别的混合结果。尽管研究结果往往对PA和学业成就之间的关系是积极的,但并非所有研究结果都是积极的,而且无论是否存在相同的研究设计或环境。也就是说,一些研究发现PA与数学之间存在正相关,但与阅读或拼写无关,而其他研究则相反。一些研究发现,PA和女孩的学业成绩与男孩的学业成绩有正相关。在观察到负相关的情况下,尚不清楚这是否真的是一种不利影响。注意力,这被认为对学习很重要,并没有显示出增加PA的显着改善,并将受益于进一步的调查。在PE的情况下增加PA的尝试通常不成功。PA和学术成就的急性实验室研究以及提供体育锻炼课程的课堂研究似乎与提高学术成就具有最一致的积极关联。文献中存在许多限制,并在上面每个部分的摘要中进行了讨论。证据摘要声明:总体而言,文献PA和PE对学业成绩具有中性影响。因此,由于文献和当前可用信息的限制,证据类别评级为C。没有显示出增加PA的显着改善,并将受益于进一步的调查。在PE的情况下增加PA的尝试通常不成功。PA和学术成就的急性实验室研究以及提供体育锻炼课程的课堂研究似乎与提高学术成就具有最一致的积极关联。


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本系统评价发现有证据PA、健康、认知和学业成就之间存在关联。执行功能的改善通常与剧烈的活动和健康有关。学业成绩的提高也见于剧烈活动。提供体育锻炼课程通常会提高学业成绩,而增加体育活动的尝试则不会。如前所述,关于该主题的现有文献包含许多方法学缺陷和研究之间的不一致,这使得合成变得困难。为了推进关于小学生PA、认知和学业成就的文献,需要使用先进技术建立解剖学和生物学模型,以确定观察到的对认知和学业成绩的影响的生物学基础,以及长期的随机对照试验,以确定增加的PA是否对提高学业成绩有因果作用。PA的许多要素仍有待探索,例如类型、数量、频率、时间和活动休息与积极课程与提高认知和学业成绩有关。总体而言,文献,PA对认知和学业成绩有积极影响,而增加PE的尝试对学业成绩有中性影响。不管PA和PE对认知和学业成绩的影响如何,PA被广泛认为有助于儿童的健康和身体发育,并为获得基本运动技能提供了机会。可能需要改变公共政策,以系统地为增加小学的PA提供激励和方向。


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