Η επίδραση της δομημένης άσκησης στα υποσυστήματα βραχυπρόθεσμης μνήμης: Νέα γνώση για τις εκπαιδευτικές δραστηριότητες

Περίληψη:

Έχει αποδειχθεί ότι η άσκηση επηρεάζει θετικά τις γνωστικές ικανότητες, όπως οι μετωπικές λειτουργίες και οι διαδικασίες μακροπρόθεσμης μνήμης. Προσπαθήσαμε να καταλάβουμε εάν διαφορετικές ασκήσεις (δηλαδή, μια δραστηριότητα ανοιχτής ικανότητας, ένα ομαδικό παιχνίδι, έναντι μιας δραστηριότητας κλειστών δεξιοτήτων, ένα κύκλωμα) μπορεί να επηρεάσουν συγκεκριμένα διαφορετικά υποσυστήματα βραχυπρόθεσμης μνήμης (STM) της μνήμης εργασίας.

Υπάρχει στενή σχέση μεταξύ της βραχυπρόθεσμης μνήμης και της μνήμης. Η βραχυπρόθεσμη μνήμη αναφέρεται στις πληροφορίες που διατηρούμε στον εγκέφαλό μας για μικρό χρονικό διάστημα, ενώ η μνήμη αναφέρεται στην ικανότητά μας να κρατάμε και να ανακαλούμε πληροφορίες για μεγάλο χρονικό διάστημα. Μελέτες έχουν δείξει ότι η καλή βραχυπρόθεσμη μνήμη είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την ανακούφιση της απώλειας μνήμης.

Η διατήρηση μιας θετικής στάσης και η υιοθέτηση ενός σωστού τρόπου ζωής μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση της βραχυπρόθεσμης μνήμης και μνήμης. Ο καλός ύπνος είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τη διατήρηση της υγείας του εγκεφάλου. Η κατανάλωση μιας ισορροπημένης διατροφής και η κατανάλωση περισσότερων τροφών πλούσιων σε πρωτεΐνες, βιταμίνες και φυτικές ίνες, όπως ψάρια, λαχανικά και φρούτα, μπορεί να παρέχει την ενέργεια και τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζεται ο εγκέφαλος. Ταυτόχρονα, η σωστή σωματική άσκηση μπορεί να ενισχύσει τη λειτουργία του σώματος και του εγκεφάλου, να προωθήσει την κυκλοφορία του αίματος και να βελτιώσει την ικανότητα σκέψης.

Επιπλέον, η αποδοχή νέων προκλήσεων και η εκμάθηση νέων δεξιοτήτων είναι επίσης καλοί τρόποι για τη βελτίωση της βραχυπρόθεσμης μνήμης και μνήμης. Η συνεχής διέγερση του εγκεφάλου και η παραμονή ενεργού μπορούν να βοηθήσουν στην αύξηση της σύνδεσης μεταξύ των νευρώνων και στη βελτίωση της γνωστικής ικανότητας. Μπορείτε να αμφισβητήσετε τον εαυτό σας και να διευρύνετε την ικανότητα σκέψης σας διαβάζοντας, μαθαίνοντας μια νέα γλώσσα ή μουσικό όργανο, συμμετέχοντας σε κοινωνικές δραστηριότητες κ.λπ.

Εν ολίγοις, μέσω ενός θετικού τρόπου ζωής, μπορούμε να βελτιώσουμε τη βραχυπρόθεσμη μνήμη και τη μνήμη, να βελτιστοποιήσουμε τη λειτουργία του εγκεφάλου, να παραμείνουμε σε καλή κατάσταση και να αποδώσουμε καλύτερα στην εργασία και τη ζωή. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη επειδή μπορεί επίσης να ρυθμίσει την ισορροπία των νευροδιαβιβαστών, όπως η αύξηση των επιπέδων ακετυλοχολίνης και αυξητικών παραγόντων, που είναι πολύ σημαντικοί για τη μνήμη και τη μάθηση. Επιπλέον, το Cistanche μπορεί επίσης να βελτιώσει τη ροή του αίματος και να προωθήσει την παροχή οξυγόνου, η οποία μπορεί να εξασφαλίσει ότι ο εγκέφαλος αποκτά επαρκή διατροφή και ενέργεια, βελτιώνοντας έτσι τη ζωτικότητα και την αντοχή του εγκεφάλου.

Κάντε κλικ στα συμπληρώματα γνώσης για να βελτιώσετε τη μνήμη

Εξετάσαμε την επίδραση μιας μόνο περιόδου ασκήσεων ανοικτών και κλειστών δεξιοτήτων σε τρεις εργασίες STM (δηλαδή, λεκτικές, οπτικοχωρικές και κινητικές) σε παιδιά που παρακολουθούν την 3η και την 4η τάξη στο δημοτικό σχολείο.

Μία ομάδα δοκιμάστηκε πριν και μετά (T0 καιT1) ένα μάθημα ιταλικών (ομάδα ελέγχου), μία ομάδα πριν και μετά από μια {{2}λεπτή άσκηση σε ένα κύκλωμα και μία ομάδα πριν και μετά από {{3} }λεπτό ομαδικού παιχνιδιού.

Η ομάδα ελέγχου δεν παρουσίασε καμία βελτίωση. Η δραστηριότητα της ανοιχτής δεξιότητας βελτίωσε την απόδοση της βραχυπρόθεσμης μνήμης σε όλους τους συμμετέχοντες στο Τ1 (p < 0.001 για παιδιά που παρακολουθούν την 3η τάξη και p=0.007 για παιδιά που παρακολουθούν την 4η τάξη). Αντίθετα, η δραστηριότητα κλειστών δεξιοτήτων βελτίωσε την απόδοση της βραχυπρόθεσμης μνήμης σε μεγαλύτερα παιδιά (αυτά που παρακολουθούν την 4η τάξη, p=0.046) στο T1.

Είναι σημαντικό ότι αυτό το εύρημα βρέθηκε σε σχολικό περιβάλλον και μπορεί να έχει οικολογική εγκυρότητα. Επομένως, το πρωτόκολλο άσκησης που χρησιμοποιείται εδώ μπορεί να βοηθήσει στη δομή συγκεκριμένων εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων τόσο για τα φυσιολογικά παιδιά όσο και για εκείνα με μαθησιακά ελλείμματα για τη θετική βελτίωση των ικανοτήτων βραχυπρόθεσμης μνήμης.

Λέξεις-κλειδιά: μνήμη εργασίας; άθλημα; άσκηση; ανοιχτή ικανότητα? κλειστή ικανότητα? παιδιά.

1. Εισαγωγή

Είναι ευρέως γνωστό ότι η άσκηση σχετίζεται με μείωση των φυσιολογικών μετρήσεων του στρες, ψυχολογικά μέτρα άγχους και κατάθλιψης και αύξηση της διάθεσης και της ψυχολογικής ευεξίας [1].

Η σωματική άσκηση και ο αθλητισμός έχουν επίσης θετικά αποτελέσματα στη διέγερση, βελτιώνουν την προσοχή [2-5] και γενικά βελτιώνουν τη γνωστική απόδοση [6], με το μέγεθος της επίδρασης να είναι μεγαλύτερο στα παιδιά από ότι στους ενήλικες [7] και τις κεντρικές γνωστικές διεργασίες υψηλού επιπέδου (π. επίλυση προβλημάτων, μνήμη εργασίας [8,9] για μια πρόσφατη ανασκόπηση). Οι διαδικασίες αποθήκευσης μνήμης διευκολύνθηκαν επίσης από τη γνωστική ενεργοποίηση, την αύξηση της διέγερσης και τους κατανεμητέους πόρους που προκλήθηκαν από συγκεκριμένες οξείες απαιτήσεις άσκησης (ανοιχτές έναντι κλειστών δεξιοτήτων, [10]).

Επιπλέον, οι μέτριες και έντονες αερόβιες ασκήσεις προάγουν την εκτελεστική λειτουργία των παιδιών είτε μετά από μία μόνο άσκηση [5,6,10,11] είτε μετά από τακτική άσκηση [12-14].

Η πρώιμη έρευνα διερεύνησε την επίδραση της οξείας άσκησης σε απλές γνωστικές εργασίες, όπως ο απλός χρόνος αντίδρασης και ο χρόνος επιλογής και η οπτική αναζήτηση σε ενήλικες ([15], για ανασκόπηση). Ωστόσο, πιο πρόσφατη έρευνα διερεύνησε τη μνήμη εργασίας (WM) καθώς είναι πιο σχετική με τη γενική γνωστική λειτουργία [10,16-18].

Πρόσφατα, η έρευνα επικεντρώθηκε επίσης στη μελέτη των επιπτώσεων της σωματικής άσκησης στα παιδιά [19], τονίζοντας τον αντίκτυπό της στις γνωστικές και εκτελεστικές λειτουργίες, ιδιαίτερα [20,21].

Η σωματική δραστηριότητα βελτίωσε τη γνωστική λειτουργία των παιδιών ηλικίας 3-5 ετών, ειδικά στον τομέα της εργασιακής μνήμης [22], και βρέθηκε θετική συσχέτιση μεταξύ της σωματικής δραστηριότητας και της καλύτερης μνήμης εργασίας σε παιδιά ηλικίας 8-12 ετών [23,24]. Ωστόσο, υπάρχει μικρή έρευνα για την οξεία άσκηση στα παιδιά [11].

Επιπλέον, παρά την τρέχουσα γνώση των πλεονεκτημάτων του εγκεφάλου της άσκησης [25], δεν υπάρχουν πρακτικές κατευθυντήριες γραμμές σχετικά με τη βέλτιστη εξάσκηση ώστε τα παιδιά να αποκτήσουν γνωστική βελτίωση.

2. Αυτή η Μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, διερευνήσαμε την επίδραση της οξείας άσκησης (δηλαδή, μιας μόνο άσκησης) στη μνήμη εργασίας (εφεξής WM) σε παιδιά δημοτικού σχολείου καθώς η WM διαδραματίζει ουσιαστικό ρόλο στο πλαίσιο της μνήμης και της μάθησης και αντιπροσωπεύει ένα κεντρικό στοιχείο στην τη γνωστική ικανότητα των παιδιών και μπορεί να εξηγήσει τις δυσκολίες συμπεριφοράς στο εκπαιδευτικό πλαίσιο [26,27].

Συγκεκριμένα, διερευνήσαμε τις επιδράσεις της άσκησης στα υποσυστήματα βραχυπρόθεσμης μνήμης (στο εξής STM), καθώς αντιπροσωπεύουν κρίσιμα στοιχεία στο μοντέλο WM του Baddeley ([28] για ανασκόπηση· Εικόνα 1) και συχνά έχουν παραμεριστεί στην έρευνα.

Συγκρίναμε τα αποτελέσματα διαφορετικών τύπων ασκήσεων καθώς λίγες μόνο μελέτες εξέτασαν άμεσα μια τέτοια επίδραση στα παιδιά ([33] για μια πρόσφατη μετα-ανάλυση). Πράγματι, η σωματική δραστηριότητα μπορεί να κατανεμηθεί κατά μήκος μιας συνέχειας από αθλήματα ανοιχτής δεξιότητας (δηλαδή, αθλήματα όπου το περιβάλλον αλλάζει συνεχώς και οι κινήσεις πρέπει να προσαρμόζονται συνεχώς, και όπου οι δεξιότητες είναι κυρίως οπτικο-αντιληπτικές και εξωτερικοί ρυθμοί, όπως το μπάσκετ, το ποδόσφαιρο και το βόλεϊ και ομαδικά αθλήματα γενικά) έως αθλήματα κλειστής δεξιότητας (δηλαδή, αθλήματα όπου ο ερμηνευτής ξέρει ακριβώς τι να κάνει και πότε, οι δεξιότητες δεν επηρεάζονται από το περιβάλλον και οι κινήσεις ακολουθούν συγκεκριμένα καθορισμένα μοτίβα, όπως χορός, καλλιτεχνικό γυμναστήριο, τρέξιμο, κολύμπι) .

Τα αθλήματα ανοιχτής δεξιότητας απαιτούν πιο περίπλοκες γνωστικές διαδικασίες σε σύγκριση με εκείνα κλειστής ικανότητας: τα πρώτα, για παράδειγμα, πρέπει να συλλέγουν πληροφορίες γρήγορα, να ασκούν συνεχή λήψη αποφάσεων, να διασυνδέουν διαφορετικές δομές μνήμης (π.χ. χρησιμοποιώντας τη μακροπρόθεσμη μνήμη ως εργαλείο για την επέκταση του STM [34]) και φαίνεται να βελτιώνει τη γνώση περισσότερο από το τελευταίο [10] που βασίζεται κυρίως σε διαδικασίες μακροπρόθεσμης μνήμης όπως η κωδικοποίηση και η ανάκτηση [35] και απαιτεί χαμηλότερες γνωστικές απαιτήσεις και διαφορική νευρική ενεργοποίηση στον εγκέφαλο [36].

Και οι δύο έχουν θετική επίδραση στη γνωστική απόδοση βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα [37-40] καθώς προκαλούν την απελευθέρωση του νευροτροφικού παράγοντα που προέρχεται από τον εγκέφαλο (BDNF, άσκηση ανοιχτής ικανότητας περισσότερο από άσκηση κλειστής ικανότητας [41]). Μέχρι στιγμής, η επίδραση της σωματικής δραστηριότητας στην ικανότητα WM έχει αποδειχθεί σε ενήλικες [7] και οι μεμονωμένες περιόδους άσκησης ανοιχτής και κλειστής δεξιότητας βελτίωσαν τη λεκτική βραχυπρόθεσμη μνήμη στους ενήλικες [42].

Συγκρίναμε δύο σωματικά δραστήριες ομάδες (ανοιχτή εναντίον κλειστής άσκησης δεξιοτήτων) με γνωστικά ενεργή ομάδα και διερευνήσαμε τις επιπτώσεις στα υποσυστήματα βραχυπρόθεσμης μνήμης, συγκεκριμένα, σε ένα οικολογικό πλαίσιο (δηλαδή, κατά τη διάρκεια των μαθημάτων φυσικής αγωγής).

Υποθέσαμε ότι μια αύξηση στον αριθμό των γνωστικών πόρων που προκαλείται από τη φυσική άσκηση μπορεί να επηρεάσει όλα ή μέρος των υποσυστημάτων του WM, καθώς τα παιδιά μπορεί να αυξήσουν καλύτερα τις αποθηκευτικές ικανότητες χρησιμοποιώντας τους διαθέσιμους πόρους (ακολουθώντας τους πόρους επεξεργασίας πληροφοριών [43]).

Συγκεκριμένα, προβλέψαμε ότι οι δραστηριότητες ανοιχτής δεξιότητας θα πρέπει γενικά να ενισχύουν τα υποσυστήματα βραχυπρόθεσμης μνήμης σε όλα τα ηλικιακά στάδια, καθώς τέτοιες ασκήσεις χαρακτηρίζονται από υψηλές γνωστικές απαιτήσεις και απαιτούν συνεχή παρακολούθηση του περιβάλλοντος.

Ωστόσο, δεδομένης της αναπτυξιακής πτυχής του WM, αναμένουμε ότι θα πρέπει να προκύψει μια ευεργετική επίδραση των κλειστών δεξιοτήτων στα υποσυστήματα βραχυπρόθεσμης μνήμης, τουλάχιστον στα μεγαλύτερα παιδιά.

3. Μέθοδος

3.1. Συμμετέχοντες

Συνολικά, 125 παιδιά συμμετείχαν στο πείραμα (62 παιδιά ηλικίας 7–8 ετών και 63 παιδιά ηλικίας 9–10 ετών, 55 γυναίκες) μετά από γραπτή συγκατάθεση των γονιών τους.

Τα παιδιά που ανήκουν σε διαφορετικές τάξεις Γ' και Δ' δημοτικού χωρίστηκαν τυχαία σε τρεις πειραματικές ομάδες (ομάδα ελέγχου, ομάδα άσκησης ανοιχτής ικανότητας, ομάδα άσκησης κλειστών δεξιοτήτων) έτσι ώστε τα αποτελέσματα να μην επηρεάζονται από παράγοντες που σχετίζονται με την αναγωγή σε μια συγκεκριμένη τάξη.

Όλοι οι συμμετέχοντες ήταν συνήθως αναπτυσσόμενα παιδιά (δηλαδή, παιδιά που δεν έχουν γνωστικές καθυστερήσεις, συγκεκριμένες γνωστικές βλάβες, ΔΕΠΥ ή συγκεκριμένες μαθησιακές δυσκολίες) και είχαν φυσιολογική ή διορθωμένη σε φυσιολογική όραση.

3.2. Ηθική Έγκριση

Η δεοντολογική έγκριση χορηγήθηκε από την Επιτροπή Δεοντολογίας του Πανεπιστημίου της Μπολόνια τον Μάρτιο του 2015, μετά τη Διακήρυξη του Ελσίνκι, και οι γονείς/δάσκαλοι παρείχαν γραπτή ενημερωμένη συγκατάθεση για τη συμμετοχή των παιδιών στη μελέτη.

3.3. Σχεδιασμός και Διαδικασία

Στους συμμετέχοντες χορηγήθηκαν τρεις εργασίες βραχυπρόθεσμης μνήμης (μια λεκτική, μια χωρική και μια κινητική εργασία) πριν και μετά από μια 30-λεπτή περίοδο γεμάτη με τρεις διαφορετικές δραστηριότητες: δύο πειραματικές ομάδες, όπου τα παιδιά έπρεπε να εκτελούν σωματική δραστηριότητα και έλεγχος της καθιστικής ομάδας (δηλαδή, τα παιδιά παρακολούθησαν μια δραστηριότητα στην τάξη της ιταλικής γραμματικής).

Οι πειραματικές συνθήκες αποτελούνταν από μια δραστηριότητα κλειστής ικανότητας (δηλαδή, ένα κύκλωμα ευκινησίας) και μια δραστηριότητα ανοιχτής ικανότητας (δηλαδή, ένα ομαδικό παιχνίδι με μπάλα ανοιχτής ικανότητας). Η ένταση της άσκησης (που καταγράφηκε μέσω των καρδιακών παλμών με το σύστημα "Polar" (αισθητήρας καρδιακού ρυθμού Polar H10) κυμαινόταν από 170–180 (±10) bpm. Η παρακολούθηση του καρδιακού ρυθμού εξασφάλισε ότι και οι δύο συνθήκες άσκησης ήταν έντονης αερόβιας έντασης.

Το κύκλωμα ευκινησίας περιλάμβανε μια σειρά ασκήσεων (με ή χωρίς πρόσθετα εργαλεία) που εκτελούνταν με σταθερή σειρά: άλμα σε τέσσερις ξύλινους κύκλους τοποθετημένους στη σειρά στο έδαφος, μία ανατροπή σε ένα χαλάκι, τρία άλματα και στις δύο πλευρές ενός ξύλινου πάγκου γυμναστικής, περιστροφή ένας αθλητικός κώνος και ξεπερνώντας τέσσερα εμπόδια στη σειρά, τρία άλματα στις δύο πλευρές ενός πάγκου, ένα αναποδογυρίζοντας σε ένα χαλάκι, σλάλομ κατά μήκος μιας διαδρομής με δύο αθλητικούς κώνους, άλμα σε ξύλινους κύκλους με αλλαγές κατεύθυνσης, κύλιση σε ένα χαλάκι, σλάλομινγκ κατά μήκος μιας διαδρομής με τέσσερις αθλητικούς κώνους, και σέρνεται κάτω από ένα εμπόδιο.

Το ομαδικό παιχνίδι με τη μπάλα (που στα ιταλικά ονομάζεται "ball to the king") περιελάμβανε δύο ομάδες, η καθεμία αποτελούμενη από τρία άτομα, οι οποίες κινούνταν σε χώρο που αντιστοιχεί σε μισό γήπεδο μπάσκετ. Η αναμέτρηση ήταν δύο εναντίον δύο, με το τρίτο παιδί να παίζει το ρόλο του βασιλιά/βασίλισσας.

Έπρεπε να μείνει σε έναν πάγκο και να λάβει την μπάλα από τους συμπαίκτες της. Το παιδί που έκανε το σημείο έγινε βασιλιάς/βασίλισσα και οι ρόλοι άλλαξαν. Τα παιδιά μπορούσαν να περάσουν την μπάλα μόνο με τα χέρια τους και δεν μπορούσαν να τρέξουν κρατώντας την μπάλα στα χέρια τους. Όπως για την ομάδα ελέγχου, το τεστ-επανάληψη προτάθηκε πάντα με αντισταθμιστική σειρά πριν και μετά από μια καθιστική δραστηριότητα στην τάξη (μάθημα ιταλικής γραμματικής), μια μέρα που μάθημα φυσικής δραστηριότητας δεν πραγματοποιήθηκε.

Όλες οι δραστηριότητες πραγματοποιήθηκαν σε ομαδικό πλαίσιο (δηλαδή, όχι ατομική άσκηση ή μη δραστηριότητα).

Για τις εργασίες μνήμης, χρησιμοποιήσαμε μια εργασία ακουστικής-λεκτικής βραχυπρόθεσμης μνήμης (δηλαδή, εύρος ψηφίων από την κλίμακα νοημοσύνης WISC-IV-Wechsler για παιδιά, IV [44]), μια εργασία βραχυπρόθεσμης χωρικής μνήμης (η χωρική εργασία Corsi [45,46]), και μια εργασία βραχυπρόθεσμης κινητικής μνήμης που αναπτύχθηκε ad-hoc για αυτήν τη μελέτη (χρησιμοποιήσαμε ένα δείγμα απλών μονόπλευρων χωρίς νόημα κινήσεων άνω άκρων που επιλέχθηκαν μεταξύ των εγγύς χωρίς νόημα χειρονομίες του STIMA-ShortTest for Ideo-Motor Apraxia [47 ]).

Όσον αφορά την κινητική εργασία, η πειραματίστρια εκτέλεσε όλες τις ενέργειες χρησιμοποιώντας το αριστερό της χέρι και ζητήθηκε από τα παιδιά να τις αναπαράγουν σε μια διαμόρφωση που μοιάζει με καθρέφτη. Επιλέχθηκε μια διαμόρφωση καθρέφτη (δηλαδή, μίμηση με το δεξί χέρι μιας δράσης με το αριστερό χέρι) επειδή αποδείχθηκε ότι υπάρχει μια φυσική τάση να χρησιμοποιείται αυτή η διαμόρφωση κατά τη μίμηση [48-50].

Όλες οι ακολουθίες αντικειμένων (δηλαδή, κινητική, χωρική και λεκτική) παρουσιάστηκαν για ανάκληση με σειριακή σειρά. Μόλις παρουσιάστηκε η σειρά των στοιχείων, οι συμμετέχοντες έλαβαν οδηγίες να παράγουν την ακολουθία με την ακριβή σειρά.

Οι συμμετέχοντες ξεκίνησαν με ένα μήκος έκτασης δύο στοιχείων. Αν τα κατάφερναν, τους παρουσιαζόταν μια ακολουθία τριών. αν απέτυχαν, επαναλάμβαναν μια άλλη ακολουθία των δύο.

Η δοκιμή έληξε όταν ένας συμμετέχων απέτυχε να εκτελέσει δύο φορές το onespan. Η τελική βαθμολογία (διάστημα) για κάθε συμμετέχοντα ήταν ο αριθμός των φορών στις οποίες απέτυχε δύο φορές, μείον μία.

Η απόδοση των συμμετεχόντων καταγράφηκε σε βίντεο. Οι τρεις εργασίες μνήμης παρουσιάστηκαν με αντισταθμισμένη σειρά μεταξύ των συμμετεχόντων για να ελαχιστοποιήσουν τα αποτελέσματα της σειράς. Όλοι οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν δύο συνεδρίες δοκιμών, μία πριν (προ-δοκιμή) και μία αμέσως μετά από έναν αγώνα δραστηριότητας (μετα-δοκιμή ) μεμονωμένα σε ήσυχο χώρο.

3.4. Στατιστική ανάλυση

Τα δεδομένα υποβλήθηκαν σε επεξεργασία σε μια πολυμεταβλητή ANOVA με τους παράγοντες μεταξύ των υποκειμένων της άσκησης (άσκηση ανοικτής ικανότητας, άσκηση κλειστών δεξιοτήτων και δραστηριότητα ελέγχου), ηλικία (7-8 ετών έναντι 9-10 ετών σύμφωνα με τα μαθήματα που παρακολουθήθηκαν, π.χ., 3η τάξη έναντι 4ης τάξης) και το φύλο (γυναίκα έναντι αρσενικού) και οι παράγοντες εντός των υποκειμένων της εργασίας μνήμης (ακουστικό-λεκτικό, οπτικοχωρικό και κινητικό διάστημα) και ο χρόνος (Τ0=πριν από την άσκηση έναντι. T1=μετά την άσκηση).

Η στατιστική ανάλυση διεξήχθη χρησιμοποιώντας IBM SPSS (έκδοση 25, IBM Corp., Armonk, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ). Το επίπεδο σημασίας ορίστηκε στο p Μικρότερο ή ίσο με 0.05 για ANOVA. Για συγκρίσεις, χρησιμοποιήσαμε ένα τεστ one-tailedt με διόρθωση Bonferroni.

4. Αποτελέσματα

Πραγματοποιήσαμε μια προκαταρκτική ανάλυση για να ελέγξουμε αν οι ομάδες διέφεραν στο T{{0}} σχετικά με τις τρεις εργασίες μνήμης, αλλά δεν διέφεραν (όλα τα ανεξάρτητα δείγματα t-test p > 0).05. Η ANOVA αποκάλυψε σημαντική επίδραση της ηλικίας (F(1, 112)=85.13, p <0.001) με την ομάδα των παιδιών ηλικίας 7-8 ετών να παρουσιάζει χαμηλότερη επίδοση (μέση τιμή=4.09, SE=0.07)από τα παιδιά ηλικίας 9–10 ετών (σημαίνει=4.97, SE=0.07).

Τα παιδιά παρουσίασαν επίσης επίδραση χρόνου (F(1, 112)=19.59, p < 0.001), καθώς είχαν συνολικά καλύτερη επίδοση στο T1, η μετά την άσκηση (T0: μέσος όρος=4.41, SE=0.05 vs. T1: μέσος όρος=4.65, SE=0.06) και της εργασίας μνήμης( F(1.96, 112)=185.63, p < 0.001), καθώς είχαν καλύτερες επιδόσεις στις λεκτικές (μέσος όρος=5.28, SE=0.088) και στις οπτικο-χωρικές εργασίες (μέσος=5.02, SE=0.079) σε σχέση με τον κινητήρα (μέσος όρος=3.29, SE=0.072).

Το φύλο και η άσκηση δεν ήταν σημαντικά (p > {{{0}}.05). Η εργασία μνήμης × η ηλικία ήταν σημαντική (F(1,96,112)=7.81, p { {7}}.001) καθώς η ομάδα ηλικίας 9–10 είχε καλύτερες επιδόσεις στη λεκτική εργασία (μέσος όρος=5.69, SE=0.125) σε σύγκριση με τον χωρικό μέσο όρο=5.25 , SE=0.112, t(62)=2.82, p=0.003) και κινητήρα (μέσο=53.96, SD=0. 103,T(62)=10.08, p < 0,001) εργασίες, και στη χωρική σε σύγκριση με τους κινητήρες μία (t(62)=9.38,p < 0,001).

Αντίθετα, η ομάδα ηλικίας 7–8 ετών δεν παρουσίασε διαφορές μεταξύ των χωρικών (μέσος όρος=4.79, SE=0.111) και των λεκτικών εργασιών (μέσος όρος=4.88, SE=0.124): (t(60)=0.884p > 0.05); ωστόσο τόσο η λεκτική (t(60)=16.32, p <0.001) όσο και η χωρική εργασία (t(60)=14.74,p <0.001) είχαν καλύτερη απόδοση σε σύγκριση με την κινητήρας ένα (μέσος=2.65,SE=0.102). Δείτε την Εικόνα 2.

Το πιο σημαντικό, η αλληλεπίδραση χρόνου × ηλικία × άσκηση ήταν σημαντική (F(2, 112)=3.79,p=0.026): στην ομάδα ηλικίας 7–8 ετών. , βρήκαμε μια θετική επίδραση της άσκησης ανοιχτής δεξιότητας με καλύτερη απόδοση στο T1, επανάληψη δοκιμής μετά την άσκηση (μονόπλευρη διορθωμένη δοκιμή t, t(22)=3.86,p < { {19}}.001), αλλά καμία επίδραση τόσο των δραστηριοτήτων κλειστής ικανότητας όσο και των δραστηριοτήτων ελέγχου (p > 0,05). Αντίθετα, σε μεγαλύτερα παιδιά (ηλικίας 9-10 ετών) βρήκαμε θετική επίδραση και της δραστηριότητας ανοιχτής δεξιότητας (μονοουράς διορθωμένο t-test, t(20)=2.68, p {{29 }}.007) και δραστηριότητα κλειστών δεξιοτήτων (μονόπλευρη t-test,t(21)=1.76, p=0.046) σχετικά με τη γνωστική απόδοση στο T1, επανέλεγχο μετά την άσκηση , αλλά καμία βελτίωση στη συνθήκη ελέγχου (p > 0,05). Δείτε την Εικόνα 3.

5. Συζήτηση

Ερευνήσαμε την επίδραση μιας περιόδου άσκησης ανοικτών ή κλειστών δεξιοτήτων στα υποσυστήματα STM σε παιδιά δημοτικού σχολείου. Επικεντρωθήκαμε στα υποσυστήματα STM λόγω του ρόλου που διαδραματίζουν στο WM, το οποίο είναι κρίσιμο για την υποστήριξη της γνωστικής λειτουργίας. Το κύριο αποτέλεσμα σχετίζεται με την ευεργετική επίδραση μιας περιόδου αερόβιας άσκησης στην απόδοση μνήμης στα παιδιά. Η άσκηση ανοιχτών δεξιοτήτων ήταν ωφέλιμη και στις δύο ηλικιακές ομάδες· αντίθετα, η άσκηση κλειστών δεξιοτήτων αρχίζει να είναι αποτελεσματική για μεγαλύτερα παιδιά (9-10 ετών).

Σημαντικά, η απόδοση του STM βελτιώθηκε μόνο στις δύο ομάδες που εκτελούσαν σωματική άσκηση. Αντίθετα, η κατάσταση ελέγχου δεν βελτιώθηκε και στις δύο ηλικίες, υποδηλώνοντας ότι το όφελος για την απόδοση της μνήμης που βρέθηκε στις δύο σωματικά δραστήριες ομάδες δεν μπορεί να συγχέεται με ένα μαθησιακό αποτέλεσμα. Βρήκαμε επίσης μια επίδραση της εργασίας μνήμης × ηλικία: Η ομάδα ηλικίας 7 ετών 8 απέδωσαν καλύτερα στο λεκτικό και στο οπτικο-χωρικό STM σε σύγκριση με το κινητικό. Ωστόσο, στην μεγαλύτερη ομάδα (ηλικίας 9-10 ετών), εμφανίστηκε μια κλίση μεταξύ του λεκτικού STM (το καλύτερο), του οπτικοχωρικού (στη μέση) και του κινητήρα (ένα). Αυτό είναι σύμφωνο με τις διαφορετικές αναπτυξιακές τροχιές των στοιχείων WM.

Υπάρχουν ελάχιστα στοιχεία για μια παγκόσμια σχέση μεταξύ του κινητικού και του γνωστικού τομέα σε τυπικά αναπτυσσόμενα παιδιά ηλικίας 4-16 ετών [51] και η συσχέτιση μεταξύ αναπτυξιακών τομέων (όπως κινητική, γνωστική και γλώσσα) δεν είναι ισχυρή. Σταθερά και σχετιζόμενα αναπτυξιακά μονοπάτια για τη γλώσσα και την κινητική απόδοση έχουν βρεθεί από την ηλικία των 3-5 ετών, αλλά η σχέση αλλάζει από τα πρώτα έως τα μεταγενέστερα προσχολικά χρόνια [52]. Επιπλέον, παρόλο που η βασική αρθρωτή δομή του WM είναι παρούσα από την ηλικία των 6 ετών, ένα μοντέλο πολλαπλών συστατικών του WM [53] έδειξε ότι κάθε στοιχείο WM έχει μια μοναδική αναπτυξιακή τροχιά [54].

Όσον αφορά τα κύρια αποτελέσματα, σύμφωνα με την υπόθεση της γνωστικής εμπλοκής [33], η άσκηση ανοιχτών δεξιοτήτων αναμενόταν να παράγει τα περισσότερα γνωστικά οφέλη στο WM. Τα αποτελέσματα της άσκησης ανοιχτής ικανότητας είναι σύμφωνα με τη βιβλιογραφία που συχνά αναφέρει μια ευεργετική επίδραση της άσκησης μέσης έντασης σε πολλές εργασίες WM [16]. Ωστόσο, οι ασκήσεις κλειστών δεξιοτήτων, που απαιτούν λιγότερη γνωστική εμπλοκή και είναι ήδη γνωστό ότι είναι λιγότερο αποτελεσματικές, έδωσαν ενδιαφέροντα αποτελέσματα σε σύγκριση με τη βιβλιογραφία [10].

Πράγματι, αυτή η μελέτη δείχνει για πρώτη φορά ότι η δραστηριότητα κλειστών δεξιοτήτων μπορεί επίσης να έχει θετική επίδραση στην προμετωπιαία ικανότητα, όπως οι ικανότητες STM. Τα αποτελέσματά μας είναι σύμφωνα με μια προηγούμενη πιλοτική μελέτη σε παιδιά ηλικίας 6-8 ετών [55], όπου Η περίοδος άσκησης ανοιχτής ικανότητας παρήγαγε οφέλη στη λεκτική μνήμη, αλλά διαφέρουν επίσης καθώς δεν βρήκαμε βελτίωση στο κινητικό STM για την άσκηση κλειστής δεξιότητας.

Ωστόσο, οι δύο μελέτες παρουσιάζουν διαφορές. Από τη μία πλευρά, η ηλικία των συμμετεχόντων διαφέρει: Οι συμμετέχοντες είναι μεγαλύτεροι σε αυτή τη μελέτη και μπορεί να έχουν περάσει την ψυχοκινητική αναπτυξιακή φάση στην οποία οι κινητικές δεξιότητες είναι πιο σχετικές από τις σύνθετες λεκτικές και οπτικοχωρικές [52]: οι κινητικές ικανότητες μπορεί να έχουν γίνει σταθερές και η άσκηση δεν είναι αποτελεσματική σύμφωνα με την υπόθεση της εξάρτησης από την ηλικία [25,56] (βλ. παρακάτω για περισσότερες λεπτομέρειες). Από την άλλη πλευρά, η πληθώρα του δείγματος διαφέρει: αυτή η μελέτη εξέτασε μεγαλύτερο αριθμό συμμετεχόντων και το αποτέλεσμα στη μελέτη του O'Brien και των συνεργατών του [55] μπορεί να ήταν ψευδές.

Επομένως, αυτή η μελέτη είναι απαραίτητη καθώς, για πρώτη φορά, δείχνει μια θετική επίδραση των οξέων περιόδων άσκησης στο STM σε ένα μεγάλο δείγμα συμμετεχόντων (σε σύγκριση με προηγούμενη βιβλιογραφία που δεν το έκανε [57,58]). Πράγματι, μια θετική επίδραση του οι περίοδοι αερόβιας [16] και αναερόβιας άσκησης [59] έχει βρεθεί ότι βελτιώνουν την απόδοση της μακροπρόθεσμης μνήμης.

Για παράδειγμα, ο Pesce και οι συνεργάτες του [10] αξιολόγησαν την επίδραση διαφορετικών τύπων αερόβιας άσκησης στην ανάκληση σε προ-έφηβους (ηλικίας 11–12 ετών). Βρήκαν βελτιωμένη απόδοση σε μια εργασία καθυστερημένης ανάκλησης (που απαιτεί μεγαλύτερη συμμετοχή της WM) μετά από μια 40-λεπτή συνεδρία άσκησης κλειστής ικανότητας και άσκησης ανοιχτής δεξιότητας, αλλά μόνο ένα αποτέλεσμα δραστηριότητας ανοιχτής ικανότητας για άμεση ανάκληση. Σε σύγκριση με άλλες μελέτες που δεν εμφάνισαν καμία επίδραση στις διαδικασίες ταχύτητας WM ([16]για μια μετα-ανάλυση), αυτή η μελέτη δείχνει ότι οι περίοδοι άσκησης μέσης έντασης επηρεάζουν άλλες πτυχές του WM, δηλαδή την ικανότητα των υποσυστημάτων STM. Ωστόσο, θα πρέπει να λάβουμε υπόψη ότι η σωματική άσκηση μπορεί να επηρεάσει τις γνωστικές λειτουργίες μόνο στις ηλικίες κατά τις οποίες αυτές οι λειτουργίες υπόκεινται σε ανάπτυξη ή σε παρακμή (υπόθεση εξάρτησης από την ηλικία, [25]).

Ο Best [60] πρότεινε ότι ένα ανώριμο νευρωνικό κύκλωμα είναι επιρρεπές σε εμπειρίες και μπορεί να επηρεαστεί ευκολότερα από τη σωματική άσκηση από ότι οι ήδη ώριμες δομές του εγκεφάλου. Ο Höttingand Röder [25] πρότεινε ότι οι γνωστικές λειτουργίες που υφίστανται αναπτυξιακές αλλαγές (π.χ. εκτελεστικές λειτουργίες στην παιδική ηλικία και την τρίτη ηλικία) θα μπορούσαν να λάβουν πιο σημαντικά οφέλη από την άσκηση.

6. Συμπεράσματα

Αυτή η μελέτη διερεύνησε την επίδραση μιας περιόδου άσκησης ανοικτών ή κλειστών δεξιοτήτων στα υποσυστήματα STM σε παιδιά δημοτικού σχολείου στο σχολικό πλαίσιο. Προέκυψε μια ευεργετική επίδραση της άσκησης ανοικτών δεξιοτήτων σε παιδιά ηλικίας 7-10 ετών και της άσκησης κλειστών δεξιοτήτων για μεγαλύτερα παιδιά (9-10 ετών) στη διατήρηση του STM σε σύγκριση με τη δραστηριότητα ελέγχου.

Τα αποτελέσματα συμβάλλουν στα αυξανόμενα στοιχεία για την επιλεκτική φύση της σύνδεσης άσκησης-γνωσίας και παρουσιάζουν νέα ευρήματα σχετικά με τα οφέλη των έγκυρων οικολογικών πλαισίων στο σχολείο. Συγκεντρώσαμε συνηθισμένες ασκήσεις ανοικτών και κλειστών δεξιοτήτων που χρησιμοποιούνται ήδη ευρέως στα σχολεία [61], αποδεικνύοντας τον πολύτιμο αντίκτυπό τους στα υποσυστήματα του WM. Αυτή η μελέτη επέκτεινε τα ευρήματά μας για τα οφέλη μιας περιόδου διαφορετικών τύπων σωματικής δραστηριότητας (δηλαδή, άσκηση ανοιχτής και κλειστής δεξιότητας [42]) σε παιδιά δημοτικού σχολείου.

Αυτά τα αποτελέσματα είναι ενδιαφέροντα καθώς η ύστερη παιδική ηλικία είναι μια ευαίσθητη περίοδος γνωστικής ανάπτυξης. Έτσι, αυτά τα ευρήματα μπορεί να είναι κεντρικά για την οργάνωση οικονομικώς αποδοτικών προγραμμάτων υποστήριξης της μάθησης που στοχεύουν στην ανάπτυξη συγκεκριμένων γνωστικών τομέων, καθώς μεμονωμένες περιόδους άσκησης που βελτιώνουν τις ικανότητες WM μπορεί να αυξήσουν την ακαδημαϊκή επίδοση μακροπρόθεσμα. Πράγματι, το WM αποτελεί τη βάση της καθημερινής λειτουργίας και της ακαδημαϊκής επιτυχίας [54] και αναπτύσσεται γραμμικά από την προσχολική ηλικία μέχρι την εφηβεία [60].

Τα αποτελέσματά μας μπορεί να υποστηρίξουν περαιτέρω την έρευνα που δείχνει ότι οι ασκήσεις ανοιχτής δεξιότητας στο σχολείο μπορεί να είναι πολλά υποσχόμενες παρεμβάσεις για την προώθηση της γνωστικής ανάπτυξης των παιδιών [62] καθώς θα μπορούσαν εύκολα να εφαρμοστούν στις καθημερινές σχολικές ρουτίνες των παιδιών [61,63,64]. Συγκεκριμένα, μια ενδιαφέρουσα πτυχή αυτής της μελέτης σχετίζεται με τη χρήση ενδιάμεσης διάρκειας άσκησης (δηλαδή, 30 λεπτά) σε σύγκριση με την υψηλή διάρκεια που χρησιμοποιείται σε άλλες μελέτες [10,65,66]. Αυτή η διάρκεια αποδείχθηκε αποτελεσματική στα παιδιά και μπορεί να υποδηλώνει ότι μισή ώρα στοχευμένης σωματικής δραστηριότητας μπορεί να είναι πολλά υποσχόμενη όσον αφορά την εφαρμογή σε διάφορα σχολικά περιβάλλοντα.

Ωστόσο, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένοι περιορισμοί. Αυτή η μελέτη περιόρισε τη συλλογή δεδομένων μόνο σε λίγες τάξεις (3η και 4η) και οι μελλοντικές κατευθύνσεις μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν μεγαλύτερα παιδιά και προ-έφηβους για να έχουν μια πιο ακριβή αναπτυξιακή τροχιά της επίδρασης της σωματικής δραστηριότητας στο WM καθώς τα παιδιά διαφορετικών ηλικιών μπορεί να είναι διαφορετικά ευαίσθητα στην υπόθεση της ηλικιακής εξάρτησης [25].

Επιπλέον, δεν συγκρίναμε άλλα μέτρα WM για τη διερεύνηση των σχέσεων μεταξύ των υποσυστημάτων STM και των κεντρικών εκτελεστικών ικανοτήτων και μελλοντικές μελέτες ενδέχεται να αντιμετωπίσουν αυτό το ζήτημα. Τέλος, δεν εισαγάγαμε έναν τρίτο χρόνο μέτρησης (για παράδειγμα, 30 λεπτά ή μία ώρα μετά την άσκηση) για να διερευνήσουμε πόσο διαρκεί η θετική επίδραση στη γνωστική λειτουργία.

Συμπερασματικά, η αερόβια δραστηριότητα πρέπει να γίνει θεμελιώδες μέρος της καθημερινής ζωής των παιδιών σχολικής ηλικίας. Αυτά τα ευρήματα θα πρέπει να ενθαρρύνουν τους γονείς και τους εκπαιδευτικούς να επανεξετάσουν τη σημασία της αερόβιας άσκησης και της τακτικής σωματικής άσκησης όχι μόνο για τη σωματική ανάπτυξη αλλά και για τη γνωστική ανάπτυξη.

Συνεισφορές συγγραφέα: Conceptualisation, AT, GO και AC; επιμέλεια δεδομένων, AT και GO. φορμαλανάλυση, AT και GO. έρευνα, AT, GO, AC; μεθοδολογία, AT, GO και AC. διαχείριση έργου, AT και GO. πόροι, AT; λογισμικό, AT; εποπτεία, AT; επικύρωση, AT και G.O. σύνταξη-πρωτότυπο προσχέδιο, AT και GO. Όλοι οι συγγραφείς έχουν διαβάσει και έχουν συμφωνήσει με τη δημοσιευμένη έκδοση του χειρογράφου.

Χρηματοδότηση: Αυτή η έρευνα δεν έλαβε εξωτερική χρηματοδότηση.

Δήλωση θεσμικού συμβουλίου αναθεώρησης: Όλες οι διαδικασίες που πραγματοποιήθηκαν σε μελέτες που αφορούσαν ανθρώπινους συμμετέχοντες ακολουθούσαν τα πρότυπα δεοντολογίας της θεσμικής ή/και εθνικής επιτροπής έρευνας και συμμορφώνονταν με τη Διακήρυξη του Ελσίνκι του 1964 και τις μεταγενέστερες τροποποιήσεις της ή συγκρίσιμα ηθικά πρότυπα. Η Επιτροπή Δεοντολογίας του Πανεπιστημίου της Μπολόνια ενέκρινε τη μελέτη n. 2.13 της 5.3.2015 (5 Μαρτίου 2015).

Δήλωση Ενημερωμένης Συναίνεσης: Λήφθηκε ενημερωμένη συγκατάθεση από όλα τα άτομα που συμμετείχαν στη μελέτη.

Δήλωση διαθεσιμότητας δεδομένων: Τα δεδομένα που παρουσιάζονται σε αυτήν τη μελέτη είναι διαθέσιμα κατόπιν αιτήματος από τον αντίστοιχο συγγραφέα.

Σύγκρουση συμφερόντων: Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν υπάρχει σύγκρουση συμφερόντων.

Αναφορές

1. Biddle, SJ; Fox, Κ.; Boutcher, S. Φυσική Δραστηριότητα και Ψυχολογική Ευεξία. Routledge: Λονδίνο, Ηνωμένο Βασίλειο, 2003.

2. Ealves, Η.; Voss, MW; Μπότα, WR; Edeslandes, Α.; Ecossich, V.; Salles, JE; Kramer, AF Perceptual-Cognitive Expertise in EliteVolleyball Players. Εμπρός. Psychol. 2013, 4, 36. [CrossRef]

3. Budde, Η.; Voelcker-Rehage, C.; Pietraßyk-Kendziorra, S.; Ribeiro, Ρ.; Tidow, G. Η οξεία συντονιστική άσκηση βελτιώνει την απόδοση της προσοχής στους εφήβους. Neurosci. Κάτοικος της Λατβίας. 2008, 441, 219–223. [CrossRef] [PubMed]

4. Ottoboni, G.; Nicoletti, R.; Tessari, A. The Effect of Sports Practice on Enhanced Cognitive Processing of Bodyly Indices: A Studyon Volleyball Players and their Abability to Predict Hand Gestures. Int. J. Environ. Res. Public Health 2021, 18, 5384. [CrossRef]

5. Tessari, Α.; Lugli, L.; Nicoletti, R.; Ricciardelli, P. Διαφέρουν οι αθλητές της πυγμαχίας από τους ελέγχους στην οπτική ανάλυση των στάσεων του αντιπάλου; Μια πιλοτική μελέτη που παρακολουθεί τις κινήσεις των ματιών. J. Hum. Αθλητική Άσκηση. 2021, 16, 996. [CrossRef]

6. Hillman, CH; Erickson, KI; Kramer, A. Να είσαι έξυπνος, να ασκείς την καρδιά σου: Επιδράσεις της άσκησης στον εγκέφαλο και τη γνωστική λειτουργία. Nat. Rev. Neur Sci.2008, 9, 58–65. [CrossRef]7. Sibley, BA; Beilock, SL Άσκηση και μνήμη εργασίας: Μια διερεύνηση ατομικών διαφορών. J. Sport Exerc. Psychol. 2007, 29.783–791. [CrossRef] [PubMed]

8. Tomporowski, PD Επιδράσεις οξέων περιόδων άσκησης στη γνωστική λειτουργία. Acta Psychol. 2003, 112, 297–324. [CrossRef]

9. Bidzan-Bluma, I.; Lipowska, M. Φυσική δραστηριότητα και γνωστική λειτουργία παιδιών: Συστηματική ανασκόπηση. Int. J. Environ. Res.Public Health 2018, 15, 800. [CrossRef]

10. Pesce, C.; Crova, C.; Cereatti, L.; Casella, R.; Bellucci, M. Φυσική δραστηριότητα και νοητική απόδοση σε προέφηβους: Επιδράσεις οξείας άσκησης στη μνήμη ελεύθερης ανάκλησης. Ment. Υγεία Φυσ. Πράξη. 2009, 2, 16–22. [CrossRef]

11. Ellemberg, D.; St-Louis-Deschênes, M. Η επίδραση της οξείας σωματικής άσκησης στη γνωστική λειτουργία κατά την ανάπτυξη. Ψυχολ.Αθλητική Άσκηση. 2010, 11, 122-126. [CrossRef]

12. Davis, CL; Tomporowski, PD; Boyle, CA; Waller, JL; Miller, PH; Naglieri, JA; Gregoski, M. Effects of Aerobic Exercise on Overweight Children's Cognitive Functioning: A Randomized Controlled Trial. Res. Ερ. Άσκηση. Αθλητισμός 2007, 78, 510–519. [CrossRef][PubMed]

For more information:1950477648nn@gmail.com