编辑推荐:
为探究儿童双任务行走中认知 - 运动干扰(CMI)及注意力资源管理情况,研究人员让不同年龄组参与者完成不同难度的听觉 oddball 任务和运动任务。结果发现儿童认知和运动表现随年龄提升,注意力资源管理也在发展。该研究有助于理解儿童 CMI 管理发展轨迹。
在孩子们的成长过程中,一边走路一边思考问题是常有的事。但你有没有想过,他们在这个过程中,大脑是如何协调认知和运动这两项任务的呢?在科学界,双任务(DT)范式被广泛用于研究认知 - 运动干扰(CMI)以及注意力资源的分配情况。然而,关于儿童在这方面的研究结果却并不统一。有的研究发现儿童在双任务时表现会变差,这通常用容量共享理论来解释,即儿童可用的注意力资源比成年人少,在双任务情况下资源会竞争。但也有研究显示儿童在双任务中认知或运动表现会提升。而且,目前对儿童双任务行走的脑电图(EEG)研究很少,对相关脑电波成分,比如 P3 波的额叶(P3a)和顶叶(P3b)成分在不同年龄段的变化情况也了解不足。为了深入了解这些问题,研究人员开展了此次研究,其成果发表在《Behavioural Brain Research》上,这对于揭示儿童认知 - 运动系统的发展规律有着重要意义。
在这项研究中,研究人员采用了双任务范式,让参与者同时进行认知和运动任务。具体来说,参与者需要完成两个难度级别的听觉 oddball 任务(一种认知注意力任务,先吸引对目标刺激的非自愿注意,再引导对反应的自愿注意 ),同时处于坐着或在跑步机上行走这两种不同的运动状态。研究人员分析了参与者的认知和运动表现,以及 P3a 和 P3b 这两种事件相关电位(ERP,大脑对刺激产生的电反应,可用于研究大脑活动 )。
研究结果显示:在认知表现方面,年龄组和认知难度因素存在交互作用(F2,39 = 6.40, p?=?0.004, η2p = 0.247)。7 - 9 岁和 10 - 12 岁儿童的认知错误率会随着认知任务难度的增加而上升,而成年人的认知表现则不受认知任务难度的影响。在不同年龄组对比中,7 - 9 岁儿童在两种认知难度水平下的认知错误率都较高。这表明随着年龄增长,儿童在面对复杂认知任务时的处理能力逐渐提升,逐渐向成年人的表现靠拢。
从事件相关电位来看,儿童的 P3a 和 P3b 波幅比成年人更大,这意味着儿童在完成任务时分配了更多的注意力资源。而且,当儿童面临的认知任务难度增加时,P3a 波幅会增大;而运动任务复杂度增加(从坐到走)时,儿童的 P3b 波幅会减小,这表明儿童会将注意力资源重新分配到步态控制上。另外,10 - 12 岁的儿童在双任务中的表现更接近成年人,在管理认知 - 运动干扰方面采用了更像成年人的策略。
综合研究结果和讨论部分,此次研究揭示了儿童认知 - 运动整合和注意力资源管理会随着年龄的增长而不断发展。尽管不同年龄组儿童的整体注意力资源分配相似,但年龄大一些的儿童能够更有效地利用这些资源。这一研究成果让我们对儿童认知 - 运动系统的发展有了更深入的认识,强调了在双任务范式研究中考虑年龄特异性策略的重要性,为后续进一步研究儿童认知和运动能力的发展提供了有价值的参考。
不过,该研究也存在一些局限性。样本量较小,可能限制了研究结果的普遍性;研究没有使用无线 EEG,无法全面获取步态过程中的脑活动数据;而且使用跑步机行走代替自然行走,可能无法准确反映自然步态模式,这些因素在后续研究中都需要进一步改进。但总体而言,这项研究在儿童认知 - 运动干扰管理的研究领域迈出了重要一步,为未来的研究指明了方向。