前额叶皮层氧合作用是否介导高强度运动中的执行功能？基于fNIRS研究的系统综述

这篇综述系统评估了高强度运动下前额叶皮层(PFC)氧合作用(通过fNIRS测量)与执行功能(EF)的关联，挑战了"瞬时前额叶功能低下假说"。作者分析5项采用双任务范式的研究发现，PFC氧合变化与EF表现的关联存在矛盾，可能源于方法学差异、个体差异和颅外干扰因素(Byun et al., 2019)。综述强调需要标准化双任务协议、先进神经影像技术和多模态方法，为理解运动认知交互机制提供新视角。

　　

Highlight亮点发现

本系统综述聚焦功能近红外光谱(fNIRS)研究，揭示高强度运动时前额叶皮层(PFC)氧合作用与执行功能(EF)的复杂关系。尽管"瞬时前额叶功能低下假说"预测运动时认知资源会向运动皮层转移，但纳入的5项双任务研究显示矛盾结果：部分发现PFC氧合降低伴随EF受损，而另一些则观察到氧合稳定甚至升高却仍出现EF障碍。这些分歧可能源于方法学差异、颅外血流干扰和个体差异。

Results and discussion结果与讨论

系统检索最终纳入5项fNIRS研究(见表3总结)。这些研究利用fNIRS实时监测皮层血流动力学，为理解生理需求与认知过程的动态交互提供了独特窗口。研究发现：1) PFC氧合变化与EF表现无稳定关联；2) 部分研究报道氧合血红蛋白(O₂Hb)减少(反映神经活动降低)与Stroop任务表现下降相关；3) 但Jung等(2021)和Tempest等(2018)却观察到EF障碍伴随PFC氧合增加，直接挑战传统理论。

Synthesis综合分析

现有证据表明PFC氧合是EF调控的关键但情境依赖性因素：1) 运动强度阈值存在个体差异；2) 不同EF子成分(抑制控制/工作记忆)对氧合变化敏感性不同；3) fNIRS信号可能受皮肤血流等非皮层因素污染。特别值得注意的是，没有研究直接验证"资源竞争"的核心假设——即同时监测运动皮层和PFC活动。

Future research suggestions未来研究方向

建议从以下方面突破：1) 开发标准化双任务协议，控制运动强度(如用VO₂max百分比)；2) 采用多通道fNIRS覆盖运动-认知相关脑区；3) 结合经颅磁刺激(TMS)或功能性近红外光谱(fNIRS)-EEG多模态技术；4) 控制颅外血流干扰；5) 考察训练适应性的调节作用。这些改进将有助于阐明PFC氧合是否真正介导运动中的EF变化。