研究背景:抑制控制老化是指随着年龄的增加,个体在完成相关任务的目标行为的过程中,对优势思维、行为、无关刺激干扰的抑制能力减弱,在此过程中,无法有效减少或制止神经活动、心理活动和行为活动。中老年女性内分泌的变化会影响到认知加工过程,对抑制控制功能的影响尤为显著。有氧运动具有改善抑制控制老化的作用,有氧运动过程中提高大脑的血氧供应,增加大脑神经血管耦合的敏感性,进而起到改善中老年人抑制控制功能的作用。大脑前额叶主要负责抑制控制功能,是抑制控制的神经基础。相关研究发现,大脑静息状态下更高的抑制控制功能和充足的血流量及大脑血氧密切相关。运动能够增加大脑氧合血红蛋白的水平。基于不同运动形式的对大脑的不同刺激作用,遴选出针对性的提高抑制控制功能的运动形式,对抑制控制老化人群制定出有针对性的有氧运动干预手段势在必行。当前对抑制控制的研究主要是利用stroop任务范式。早期发现利用stroop范式研究了抑制控制,发现前额叶区域受损的被试,抑制控制功能出现异常,stroop范式被认为是研究抑制控制的有效手段,最近的研究将stroop任务和近红外光光谱技术相结合,研究抑制控制过程。近红外光谱分析仪是通过无创监测大脑皮层的氧合血红蛋白的含量来反映局部脑区的血液动力学特点。结果表明“stroop”信号激活了大脑前额叶。对于有氧运动和抑制控制功能,无论是在序列范式还是并行范式条件下,已有研究均证明了有氧运动对抑制控制功能的改善作用。其潜在的生理学机制可能在与运动过程中的对大脑的不断刺激,改善了大脑的血流,及大脑氧合血红蛋白的供应,提高了大脑神经血管耦合的效率,然而当前对于中老年人抑制控制的研究处于起步期,仍有诸多问题亟待解决。首先,不同人群的抑制控制功能有差异,但这种差异程度究竟如何,不同实验范式的研究,难以实现直接的比较。其次,运动过程需要大脑高级认知加工参与,运动过程中大脑前额叶氧合血红蛋白含量的增加提示神经血管耦合效率的提高,与安静状态下抑制控制能力的改善相关。运动过程中中老年人大脑氧合血红蛋白的含量差异的研究集中在运动区域,而与抑制控制功能相关的前额叶研究较少。最后,长期的运动干预与抑制控制功能以往的研究受限于研究方法,运动与抑制效应受到干预方式的影响,集中在急性的功率自行车运动,是否可以对其它有氧运动方式的选择进行探索。研究目的:1通过Stroop任务来探究中老年女性组抑制控制,采用近红外光谱成像技术监测stroop任务执行过程中脑激活模式的变化,探讨在认知老化过程中,抑制控制前额叶激活模式的变化特点。2研究中老年女性在进行不同运动执行(飞力士棒运动和功率自行车运动)过程中的大脑的前额叶氧合血红蛋白含量的变化,探讨运动执行过程中的神经机制,为长期运动干预形式的选择提供理论基础。3中老年女性进行长期有氧运动,采用近红外光谱成像技术监控在心理学任务完成过程中大脑前额叶激活模式的变化,并结合认知行为的表现来评价长期有氧运动对抑制控制功能所带来的训练效益。4研究长期有氧运动对运动执行过程中大脑前额叶氧合血红蛋白水平的影响,探讨长期有氧运动对大脑前额叶血液动力学的影响。研究方法:本研究基于近红外光谱技术进行了四个研究,系统探究有氧运动对抑制控制的影响及其脑机制。研究一:选择右利手正常中老年女性和青年女性各17名,在安静状态下完成相同的stroop任务采集正确率、反应时及在此过程中通过近红外光谱技术采集大脑前额叶氧合血红蛋白浓度的相对变化量。研究二:选择中老年女性组在完成相同负荷功率自行车运动和飞力士棒运动,并采集运动过程中大脑前额叶皮层氧合血红蛋白浓度的相对变化量。研究三:通过行为学测量和近红外光谱成像的方法,探讨长期中等强度的有氧运动对17名中老年女性组在stroop任务的过程中行为学表现和脑前额叶皮层脑激活模式的影响。研究四:同步于实验三的时间,采用近红外光谱成像技术监测长期有氧运动前后,中老年女性在执行飞力士棒运动任务时,大脑前额叶皮层氧合血红蛋白浓度的变化。研究结果:1、在安静状态下,完成相同的抑制控制任务,青年女性组的行为学结果要优于中老年女性组,中老年女性组和青年女性组在行为学中有显著性差异的包括反应时(P=0.000),对于前额叶的特定区域,右额极区R-FPA区域(P=0.00),右腹外侧前额叶皮层R-VLPFC(P=0.05)上,青年女性组的激活程度低于中老年女性组。2、在相同的运动负荷的条件下,中老年女性组在运动执行(飞力士棒运动和功率自行车运动)的过程中,飞力士棒运动较功率自行车运动对提高大脑前额叶的氧合血红蛋白含量效果更显著,大脑特定区域的激活程度更显著,这些区域包括左额极区L-FPA(P=0.000)、右额极区R-FPA(P=0.000)、左背侧前额叶皮层L-DLPFC(P=0.019)、左腹外侧前额叶皮层L-VLPFC(P=0.000),右腹外侧前额叶皮层R-VLPFC(P=0.000)。3、长期有氧运动可以改善中老年女性组的行为学表现,中老年女性组运动前后反应时有显著差异(P=0.007),而且这种改善作用和前额叶右侧额极的脑激活模式R-FPA(P=0.05)表现出同步性。4、同步于实验三的测试时间,长期有氧运动干预之前后,在运动执行的过程中,大脑R-FPA区域(p=0.049),L-VLPFC区域(p=0.045),R-VLPFC(p=0.012)的激活程度有显著性差异。研究结论:1、安静状态下,中老年女性组的抑制控制能力低于青年女性组。2、在相同运动负荷的过程中,中老年女性组在执行飞力士棒运动过程中大脑前额叶整体氧合血红蛋白含量较功率自行车高。3、长期有氧运动改善中老年女性组抑制控制功能,及大脑前额叶的激活情况。4、长期有氧运动改善了中老年女性组运动过程中大脑前额叶氧合血红蛋白的含量,有氧运动过程中氧合血红蛋白的含量显著提高,大脑血流量增加。