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研究背景:高强度间歇训练(High-Intensity Interval Training,HIIT)指的是,以重复、短时间的最大强度或次最大强度身体活动(≥85%VO2max),间隔较低强度身体活动(即≤65%VO2max)或被动恢复为特征的健身及体能训练方式。在运动生理学和运动医学领域内都有大量的研究证明,HIIT带来的生理生化效益相似或优于以往研究中最常见的中等强度持续运动(Moderate-Intensity Continuous Training,MICT),但是所需花费的时间却要少的多,大大减少了阻碍运动的时间承诺,这为大众健身带来新的思路和方法。尽管大量的生理学证据支持了HIIT的实用性,但在对心理效益的研究才刚刚开始。研究目的:本研究旨在通过使用FNIRS技术,比较HIIT和MICT运动后对执行功能的改善效应,为HIIT这项运动提供更多的心理效益的证据。研究方法:33名大学生(16名男生,17名女生)参与到当前的研究中,采用被试内设计,所有参与者需要到实验室两次,进行一次HIIT训练和一次MICT训练,两者训练间隔2-4周,且每次实验时间为相同时间段,参与者参与顺序按照随机平衡的方式进行。在每次训练前,需要在实验室静坐5分钟,确定安静心率。在运动前进行色词匹配Stroop任务(CWST任务),并在CWST任务期间使用FNIRS监测与任务相关的前额叶皮层的血流动力学变化。结束后开始进行一次5分钟的PWC测试,确定目标强度。休息5分钟之后,开始进行正式的运动干预。HIIT运动方案为:10次1min85%HHR快速骑功率自行车,每次运动完休息1min;MICT运动方案为:20min50%HHR的匀速骑功率自行车。运动结束后休息十五分钟,参加者在运动后15分钟,30分钟进行CWST任务,一方面避免因急性缺氧缺血性脑病引起的非皮层生理反应(如皮肤血流量)对FNIRS测量的影响,另一方面检验两种运动干预方式对执行功能的改善效果和持续改善效果。研究结果:两种运动前的Stroop效应的反应时没有差异,运动后15min的Stroop效应的反应时显著低于运动前(P<0.05)。在HIIT中,运动后30min的Stroop效应的反应时与15min没有显著差异(P>0.05),显著低于运动前(P<0.05)。而在MICT中,运动后30min的Stroop效应的反应时与15min存在着显著差异(P<0.05),与运动前不存在显著差异(P>0.05)。说明两种运动在运动后15min时,均能改善与执行功能相关的Stroop效应,这种改善效应只在HIIT中能持续到运动后30min。进一步比较FNIRS上的差异,采用重复测量方差,分别对4个ROIs的运动方式与时间(运动前/运动15min/运动30min)的Stroop效应进行检验。结果表明,运动前的所有ROIs在HIIT和MICT之间没有显著的差异(P>0.05)。在运动后15min时,Stroop效应的oxy-Hb值在两种运动的DLPFC脑区有显著激活,在HIIT中还激活了VLPFC脑区(P<0.05),在运动后30min时,MICT在DLPFC脑区还存在明显的负激活状态(P<0.05)。这就表明两种运动都激活了背外侧前额叶皮质(DLPFC)。证实了Stroop范式的执行功能的表现与外侧前额叶皮层的oxy-Hb信号的变化有关,认为HIIT和MICT的行为学效益是与任务相关的DLPFC激活有关。但在当前的研究当中,血流动力学的变化并不能完全解释执行功能改善的原因。在本研究中,在HIIT运动后30min时,与执行功能改善相关的脑区与运动前没有差异,但Stroop效应仍然存在着行为学上的效益。研究结论:(1)HIIT和MICT都能改善对执行功能的表现,但HIIT的改善效益在持续时间上更具优势。(2)运动对执行功能的改善效益可能与DLPFC脑区的激活相关。(3)血流动力学的变化并不能完全解释HIIT运动后30min对执行功能的改善原因。