体育活动,激活大脑:体育活动对儿童认知表现影响的元分析和元回归研究

文摘   2025-01-31 00:03   马来西亚  
儿童和青少年时期是大脑发展的关键阶段,这一时期的大脑发展与社会情感、自我调节、身体健康和心理健康等方面的变化密切相关。执行功能和注意力是认知表现的重要组成部分,对学习、问题解决和学术表现至关重要。一些研究已经尝试探讨体育活动与儿童和青少年认知表现之间的关系,但关于哪种类型的体育活动最有效,证据尚不明确

尽管已有研究表明体育活动可能对认知表现有积极影响,但具体哪种类型的体育活动最有效,以及这些活动如何影响不同认知领域,仍不明确。此外,考虑到COVID-19大流行对儿童和青少年认知发展的潜在影响,以及全球范围内身体活动不足的问题,研究学校体育活动对认知表现的长期影响显得尤为重要。
一、学校体育活动的作用
最新核心研究School ACTIVE, brain active: A meta-analysis and meta-regression on chronic school physical activity effects on cognitive performance in children and adolescents(学校体育活动,激活大脑:一项关于学校长期体育活动对儿童和青少年认知表现影响的元分析和元回归研究得出的主要结论是,学校体育活动对儿童和青少年的认知灵活性、抑制控制、工作记忆和注意力有积极影响

具体来说:
  • 认知灵活性:一般体育活动干预对认知灵活性有显著影响。
  • 工作记忆:体育活动对工作记忆有积极影响,且年龄越小,改善越显著。
  • 抑制控制:一般体育活动和特定体育锻炼干预对抑制控制有显著影响。
  • 注意力:一般体育活动和特定体育锻炼干预对注意力有显著影响。
基于这些结论,作者提出了以下建议:
  1. 学校应优先将体育活动纳入课程,确保学生有规律地参与结构化的体育锻炼。
  2. 体育活动应多样化,包括增加体育活动水平和提供特定的体育锻炼实践。
  3. 干预措施应考虑不同年龄段和认知能力,特别是对年轻儿童的工作记忆干预。
  4. 未来研究应进一步探讨体育活动对学术表现的影响机制,以及不同类型的体育活动如何影响认知发展的不同方面
这些结论和建议为学校和政策制定者提供了科学依据,强调了在学校环境中实施体育活动干预的重要性,以促进儿童和青少年的认知发展。
除了这些研究结论外,该研究采用的研究方法同样值得学习,从系统综述元分析,再到元回归分析该研究将定量化综述做到了极致
二、元分析和元回归分析
系统综述是一种全面、系统地收集和评估现有研究的方法,旨在回答特定的研究问题。它通常包括文献检索、数据提取、质量评估和结果合成等步骤。系统综述的结果可以是定性的描述,也可以是定量的合成(如元分析)

元分析(Meta-analysis)将多项研究结果(通常是相同或相似研究问题下)进行定量合并,以获得对某一研究问题的整体或综合性认识。通常先关注总体效应量的估计及其精确性(如效应量的置信区间),并检查各研究间是否存在显著的异质性。它通过对多个研究的数据进行整合和分析,可以提高研究结果的统计功效,减少随机误差,提供更精确的效应量估计。

元回归分析(Meta-regression)在元分析的基础上,通过回归模型来探讨研究间效应值的差异与哪些研究特征(协变量/调节变量)相关。主要用于解释异质性,帮助识别可能影响或调节各研究效应量差异的研究特征、受试者特征或其他相关因素。
当在元分析中发现存在明显的异质性(通过统计指标如 Cochran’s Q 检验、I²值 等来度量),下一步往往会考虑究竟是什么因素导致了各研究结果间的差异。如果研究者能够收集到关于各研究的相关协变量(如人口学特征、干预时长、随访时间、基线疾病严重程度等),就可以利用元回归分析来探讨这些协变量对于效应值的影响元回归分析在元分析基础上进一步探讨“为什么各研究会有不同的结果”,它通过引入研究水平或者受试者水平的协变量来解释和量化这些差异
应用场景:
  1. 有理由怀疑某些因素(如年龄、干预方式、地区差异)会对研究结果产生影响。
  1. 已经事先在研究方案或理论框架中假设了某些潜在的干预调节变量,并在纳入研究时收集到相关信息。
  1. 需要量化异质性来源,以便对 Meta 分析结果进行更细致且个性化的解读。
在该研究中,引入元回归分析,在元分析基础上进一步探讨“为什么各研究会有不同的结果”,它通过引入研究水平或者受试者水平的协变量来解释和量化这些差异。
  • 数据来源:研究者使用PubMed、Embase、Scopus和Cochrane Library数据库,搜索从数据库建立之初到2023年2月30日的相关研究。
  • 纳入标准:研究对象为健康的儿童和青少年,干预措施为学校体育活动,对照组为不参与结构化体育锻炼的群体,结果指标包括认知灵活性、工作记忆、抑制控制和注意力,研究类型为随机对照试验(RCTs)和纵向研究。
  • 排除标准:排除了观察性研究、文献综述、仅涉及不健康儿童的研究、多干预措施的研究、未详细描述干预计划和控制的研究,以及未提供两组的预后和后测数据的研究。
  • 风险偏倚评估:使用TESTEX工具评估研究质量,包括15个条目,如随机化、分配隐藏、基线相似性、盲法评估等。
  • 数据分析:使用Hedges’ g值作为效应量,采用随机效应模型进行元分析。对年龄、BMI和随访持续时间进行元回归分析,以评估这些因素是否为效应量的预测因子。
其中前三步是系统综述的一般步骤,而后两步做了元分析和元回归分析。
三、研究结果与讨论
作者指出,学校体育活动对儿童和青少年的认知表现有积极影响,特别是对认知灵活性、抑制控制、工作记忆和注意力。此外,年龄是工作记忆改善的一个重要预测因子,年轻儿童从体育活动中获得的工作记忆改善更为显著作者建议学校应优先将体育活动纳入课程,并确保学生有规律地参与结构化的体育锻炼。
  • 认知灵活性:5项研究提供了数据,总参与人数为983人。结果显示,学校体育活动对认知灵活性有显著影响(g: 0.244; 95% CI 0.116到0.373; p < 0.001; I2 = 0%)。亚组分析显示,一般体育活动干预对认知灵活性有显著影响(g: 0.260; 95% CI 0.090到0.430; p = 0.003),而团队运动干预的影响不显著。
  • 工作记忆:7项研究提供了数据,总参与人数为3143人。结果显示,学校体育活动对工作记忆有显著影响(g: 0.123; 95% CI 0.028到0.219; p = 0.012; I2 = 14%)。元回归分析显示,年龄与工作记忆的改善呈负相关(β: -0.054; 95% CI -0.116到0.008; p = 0.008),即年龄越小,工作记忆的改善越显著。
  • 抑制控制:11项研究提供了数据,总参与人数为4423人。结果显示,学校体育活动对抑制控制有显著影响(g: 0.122; 95% CI 0.062到0.182; p < 0.001; I2 = 3%)。亚组分析显示,一般体育活动干预(g: 0.136; 95% CI 0.042到0.229; p = 0.004)和特定体育锻炼干预(g: 0.101; 95% CI 0.002到0.199; p = 0.045)对抑制控制有显著影响,而团队运动干预的影响不显著。
  • 注意力:8项研究提供了数据,总参与人数为44803人。结果显示,学校体育活动对注意力有显著影响(g: 0.100; 95% CI 0.040到0.161; p < 0.001; I2 = 0%)。亚组分析显示,一般体育活动干预(g: 0.122; 95% CI 0.012到0.231; p = 0.029)和特定体育锻炼干预(g: 0.091; 95% CI 0.003到0.180; p = 0.042)对注意力有显著影响。
作者得出结论,学校体育活动对儿童和青少年的认知表现有积极影响,特别是对认知灵活性、抑制控制、工作记忆和注意力。作者建议学校应持续和定期地进行体育活动,以促进儿童和青少年的认知发展。作者还强调了未来研究的必要性,以进一步探讨体育活动对学术表现的影响机制。

教育学人AIED
课程与教学研究与分享,包括但不限于教育概念辨析,教育观念批判。
 最新文章