AUTISM RES：20分钟运动会短暂“损害”孤独症儿童社会认知功能？

巴塞尔大学/深圳大学运动认知神经科学团队联合（Sebastian Ludyga, Markus Gerber, Fabienne Bruggisser, Rahel Leuenberger, Mark Brotzmann, Sarah Trescher, Markus Förster, Liye Zou, Evelyn Herbrecht, and Manuel Hanke）撰写研究文章《A Randomized Cross-over Trial Investigating the Neurocognitive Effects of Acute Exercise on Face Recognition in Children With Autism Spectrum Disorder》，近日被国际知名期刊所接受（Autism Research：2021IF = 4.633，JCR一区）。该文章打破了一直以来认为运动具有积极作用的观点：短时有氧运动对孤独症儿童的面孔识别能力产生损害，揭示了“运动-认知”在不同人群和不同运动类型中干预效果的特异性。

(资料图)

研究概述

据统计，过去十年，全球每10万人就有369人遭受着孤独症谱系障碍的影响。孤独症患儿的核心症状通常包括社交沟通和互动的持续困难，这些困难的根本原因在于认知功能受损。在儿童早期发育阶段，面孔识别能力对区分熟人和陌生人起着关键作用。然而，现有证据表明，由认知困难导致的面孔识别能力受损，使孤独症儿童在游戏中表现出更少的合作互动次数。为了研究这一现象，过往的研究采用事件相关电位(ERP)，深入探究了面部识别背后的神经机制，并发现受到注意力资源调节的N170振幅与社会技能相关。通过元分析还发现，孤独症患者在接受面部识别内容的刺激时，N170振幅降低。此外，还有研究通过观察瞳孔收缩大小的差异，区分孤独症儿童和正常儿童对刺激的唤醒水平。

近年来，随着世界卫生组织颁布了运动指南，有规律地参与体育活动及维持较强的身体素质（如心肺功能水平、肌肉力量、肌肉耐力等）被视为影响人类的认知功能（如注意力、执行功能、长时记忆等）的积极因素。同时，在以往“运动-认知”的研究中，已经证实运动对于不同年龄和健康水平的人群在认知功能上具有改善作用。并且有综述指出，通过观察视网膜血管功能的变化，可以探测认知功能的变化。但由于方法论的多样和研究结果的混杂，尤其是针对特殊人群的研究较少，目前仍不清楚运动影响认知功能的特异性。基于此，巴塞尔大学/深圳大学运动认知神经科学组联合探讨了急性运动对孤独症谱系障碍儿童面部识别及其神经机制。

研究方法

研究团队招募了29名孤独症儿童（7到12岁），将其随机分为两种不同实验环境。在实验条件下，孤独症儿童需在功率自行车上进行20分钟的中等强度运动。在控制条件下，孤独症儿童被要求坐在功率单车上保持静止状态20分钟，两种条件下都记录了连续心率。在两种实验条件前后，参与者都要在电脑上完成一项面孔识别任务 (“Mooney” Stimuli)，其脑电和瞳孔大小数据被持续记录。

研究结果

在面孔识别任务中，与控制条件相比，完成20分钟短时有氧运动的孤独症儿童的后测表现比前测更差；在脑电结果中，与控制组相比，完成短时有氧运动的孤独症儿童的后测N170振幅比前测降低更少；在瞳孔结果中，运动条件下的瞳孔大小收缩差异更大。与预期假设相反，上述实验结果说明，在单次中等强度的运动后，孤独症患儿在社会认知方面的表现下降，这种暂时的损伤主要体现在对人脸的反应时间延长。

Figure 1. Pre- and posttest reaction times (upper panel) and accuracy (lower panel) on face and instrument trials in the exercise (Ex) and control condition (Con).

Figure 2. Pre- and posttest event-related potential waveforms and topographic plots of the N170 amplitude in the exercise and control condition. Note: The vertical grey bar indicates the time period used for the N170 analysis. The topographic plot presents an orthographic projection.

Figure 3. Pre- and posttest N170 amplitude (upper panel) and latency (lower panel) elicited by face and instrument trials in the exercise (Ex) and control condition (Con).

Figure 4. Pre- and posttest pupil size during the pre-stimulus period of the Mooney face recognition task in the exercise (Ex) and control condition (Con).

尽管过去有研究表明中等强度的有氧运动对儿童的不同认知领域有积极影响，但本研究所采用的运功干预对孤独症儿童的社会认知能力产生了暂时性损害。同时，该研究也揭示了并非所有运动项目都能带来积极效果，未来研究还应细分运动类型和人群。

报道来源：BBM实验室，经作者授权发布