有氧运动促进儿童执行功能发展的脑网络机制研究

The effect of aerobic exercise on brain and cognition has grown in interest in recent years with an increasing number of reports indicating that aerobic exercise benefit executive function(EF) in preadolescent children, however, its underlying brain-network mechanisms are still unclear. The fundamental issue is unresolved comprehensively that aerobic exercise benefit children's brain network related to EF development. Our pre-discoveries have prompted that aerobic exercise can cause the synchronization of regional neural activity and reorganization of functional sub-network that may facilitate the development of EF in children. Accordingly, these results have provided theoretical and practical basis for the study of this problem. Nevertheless, the studies on the index of brain network characteristic and the causal effect have yet to be probed. In this respect, the current project sets out to quantitatively track the dynamic effects of aerobic exercise on children's brain network and EF as well as their relationships, and reveal the brain network characteristics associated with EF enhancement elicited by the aerobic exercise. Finally, clarifying the brain-network mechanisms underlying children's EF promotion would provide the latest scientific evidence on which aerobic exercise is a healthy and effective way to improve children's EF.

有氧运动能够促进儿童执行功能发展，但其神经机制尚未阐明，关键问题在于未能全面揭示有氧运动促进儿童执行功能发展的脑网络特征。最近的一些研究（包括我们前期的研究）发现：有氧运动可引起儿童脑局部区域、功能子网络层面的脑网络重组，促进儿童执行功能发展，为该问题研究提供了理论和实践基础；但在脑网络的指标选择、因果效应方面的研究尚有待进一步深入。基于此，本项目以执行功能发展关键期的儿童为研究对象，定量追踪研究有氧运动对儿童脑网络、执行功能及其关系的影响，揭示有氧运动促进儿童执行功能发展的脑网络特征，阐明有氧运动促进儿童执行功能发展的脑网络机制，为确立有氧运动是促进儿童执行功能发展有效手段的观点，提供新的科学证据。

有氧运动能够促进儿童执行功能发展，但其神经机制尚未阐明，关键问题在于未能全面揭示有氧运动促进儿童执行功能发展的脑网络特征。最近的一些研究（包括我们前期的研究）发现：有氧运动可引起儿童脑局部区域、功能子网络层面的脑网络重组，促进儿童执行功能发展，为该问题研究提供了理论和实践基础；但在脑网络的指标选择、因果效应方面的研究尚有待进一步深入。基于此，本项目以儿童青少年（聋哑儿童、孤独谱系障碍儿童和大学生等）为研究对象，基于运动干预促进儿童脑智的多途径理论假设模型，研发了6套精准运动干预方案，综合利用体育测量技术、心理测量技术和多模态功能磁共振成像技术（fMRI、rs-fMRI、T1-MPRAGE），探讨有氧运动、儿童青少年执行功能及其脑网络的关系，揭示有氧运动促进儿童执行功能发展的脑网络特征，阐明有氧运动促进儿童执行功能发展的脑网络机制，为确立有氧运动是促进儿童执行功能发展有效手段的观点，提供新的科学证据。在本项目基金的资助下，课题组取得较为丰硕的研究成果，在国内外重要核心期刊发表学术论文19篇（其中SCI/SSCI 13篇、CSSCI 5篇），先后6次应邀在国内外重要学术会议上作专题或主题报告，1项研究成果荣获“江苏省第十六届哲学社会科学优秀成果奖一等奖”，1篇论文获江苏省优秀硕士论文。课题组在成果转化和人才培养方面也取得较好成绩，策划并实施了“点亮星空：重症孤独症儿童运动康复公益行动”，受益患儿众多；团队的硕博研究生1项创新创业项目荣获“江苏省第六届互联网+大学生创新创业大赛”一等奖等。