工作记忆（WM）在儿童认知发展中起着关键作用，被认为是执行功能的三个核心组成部分之一（Diamond, 2013）。WM能够暂时存储和处理各种认知任务所需的信息，对日常功能至关重要（Diamond, 2013）。根据Baddeley（1998）的模型，WM可进一步分为三个子成分：中央执行系统、语音回路和视觉空间画板。其中，视觉空间工作记忆（VSWM）在儿童时期尤为重要，因为它支持空间和视觉信息的保持与处理（Baddeley, 1998）。研究表明，VSWM与儿童的学业成就密切相关，尤其是在数学（Allen et al., 2019）和阅读（Pham & Hasson, 2014）等领域。此外，VSWM还与解决问题的能力（Sch?fer et al., 2024）、心理健康（Moran, 2016）和社会适应能力（Kofler et al., 2018）有关，影响儿童与周围环境的互动及应对日常挑战的能力。鉴于VSWM对认知发展的多方面影响，促进儿童VSWM能力已成为跨学科研究的重点。
以往的研究探讨了多种能够提升VSWM的因素，特别是身体活动（PA）的作用（Zhu et al., 2023）。美国运动医学会（ACSM）建议减少久坐行为（SB）并增加中等至高强度的身体活动（MVPA），这有助于改善身体健康指标（Pate et al., 2019）和认知功能（Erickson et al., 2019）。然而，先前的研究显示MVPA或SB与儿童VSWM之间的关系并不一致，因此需要进一步研究。例如，Van Der Niet等人（2015）招募了80名小学生，使用加速度计考察了MVPA、SB与VSWM之间的关联，结果发现调整性别、年龄、社会经济地位（SES）和佩戴时间后，两者之间无显著关联。Carson等人（2017）研究了100名学龄前儿童的MVPA、SB与VSWM之间的关联，结果同样未发现显著关联。尽管这些研究未发现显著关联，但相关系数表明减少SB和增加MVPA可能对儿童认知有益。相反，Hsieh等人（2018）发现，PA水平较高的儿童在VSWM任务中的表现更准确、反应时间更短，尤其是在高负荷条件下。Syv?oja等人（2014）在控制性别、父母教育水平和补习教育情况后，发现较高的SB（自我报告的电脑或视频游戏使用时间）与较差的VSWM表现相关。尽管存在一些不一致性，但这些发现表明增加PA和减少SB可能对儿童VSWM有益。虽然大多数研究关注MVPA或SB与VSWM的行为关联，但对于其背后的生理机制（尤其是脑血流动力学和神经活动）知之甚少（Carson et al., 2017; Van Der Niet et al., 2015）。了解这些机制有助于理解身体行为如何影响认知发展。
近年来，功能性近红外光谱技术（fNIRS）作为一种非侵入性脑成像技术，被用于探索PA与认知功能（如WM）之间的关系（Herold et al., 2018）。该技术通过测量血红蛋白浓度的变化来评估脑血流动力学，尤其是在依赖前额叶皮层（PFC）的认知过程中（Funahashi, 2017）。这些变化反映了PFC在认知任务中的代谢需求。fNIRS具有设备噪声低、抗运动伪影能力强、适用环境广泛等优点，常用于PA研究中，以探究认知任务期间的脑激活情况（Herold et al., 2018）。该方法有助于研究PA对认知任务期间脑血流动力学的变化，为理解MVPA、SB、VSWM和PFC功能之间的关系提供了有力工具。此外，PFC具有侧化特征，每个半球负责不同的认知功能（Güntürkün et al., 2020; Hugdahl, 2000）：左半球负责语言处理（Vigneau et al., 2006），右半球负责视觉空间处理（Corballis, 2003）。研究表明，VSWM和侧化也可能受到发育因素（如年龄）的影响。例如，Tsujii等人（2009）使用fNIRS比较了5岁和7岁儿童在VSWM任务中的前额叶脑血流动力学，结果发现年龄较大的儿童反应更准确、反应时间更快，右侧PFC的HbO浓度也更高。这些发现表明右PFC可能支持VSWM，前额叶脑血流动力学的侧化可能在学龄儿童中显现，可能作为认知成熟度的标志。Mücke等人（2018）比较了不同MVPA水平对儿童WM表现和PFC HbO的影响，但未发现组间差异。然而，在高MVPA组中，右侧PFC的HbO浓度更高（右侧：0.0172；左侧：0.0047 μmol·l-1）。这些发现表明右PFC可能对VSWM有贡献，而侧化程度可能因发育阶段和个体差异而异。尽管多数研究关注MVPA或SB与VSWM的行为关联，但关于其背后的生理机制（尤其是脑血流动力学和神经活动）知之甚少（Carson et al., 2017; Van Der Niet et al., 2015）。了解这些机制有助于揭示身体行为如何影响认知发展。
近年来，功能性近红外光谱技术（fNIRS）作为一种非侵入性脑成像技术，被用于探索PA与认知功能（如WM）之间的关系（Herold et al., 2018）。该技术通过测量血红蛋白浓度的变化来评估脑血流动力学，尤其是依赖前额叶皮层（PFC）的认知过程（Funahashi, 2017）。这些变化反映了PFC在认知任务中的代谢需求。fNIRS具有设备噪声低、抗运动伪影能力强、适用环境广泛等优点，常用于PA研究中，以探究认知任务期间的脑激活情况（Herold et al., 2018）。该方法有助于研究PA对认知任务期间脑血流动力学的变化，为理解MVPA、SB、VSWM和PFC功能之间的关系提供了有力工具。此外，PFC具有侧化特征，每个半球负责不同的认知功能（Güntürkün et al., 2020; Hugdahl, 2000）。具体而言，左半球负责语言处理（Vigneau et al., 2006），右半球负责视觉空间处理（Corballis, 2003）。研究表明，VSWM和侧化也可能受到发育因素（如年龄）的影响。例如，Tsujii等人（2009）使用fNIRS比较了5岁和7岁儿童在VSWM任务中的前额叶脑血流动力学，结果发现年龄较大的儿童反应更准确、反应时间更快，右侧PFC的HbO浓度也更高。这些发现表明右PFC可能支持VSWM，而前额叶脑血流动力学的侧化可能在学龄儿童中显现，可能作为认知成熟度的标志。Mücke等人（2018）比较了不同MVPA水平对儿童WM表现和PFC HbO的影响，但未发现组间差异。然而，在高MVPA组中，右侧PFC的HbO浓度更高（右侧：0.0172；左侧：0.0047 μmol·l-1）。这些发现表明右PFC可能对VSWM有贡献，而侧化程度可能因发育阶段和个体差异而异。尽管多数研究关注MVPA或SB与VSWM的行为关联，但关于其背后的生理机制（尤其是脑血流动力学和神经活动）知之甚少（Carson et al., 2017; Van Der Niet et al., 2015）。
鉴于关于儿童MVPA、SB、VSWM和前额叶脑血流动力学之间关系的证据不足，本研究旨在利用fNIRS填补这一研究空白。先前研究表明，PA水平较高的儿童在VSWM任务中的表现更准确、反应时间更短，而久坐行为（SB）与较差的表现相关（Hsieh et al., 2018; Syv?oja et al., 2014）。此外，MVPA水平较高的儿童在WM任务中右侧PFC的HbO浓度较高（Mücke et al., 2018），这与更快的反应速度和更准确的反应相关（Tsujii et al., 2009）。基于这些发现，我们提出以下假设：（1）较高的MVPA和较低的SB与更好的VSWM表现相关，表现为更准确和更快的反应；（2）较高的MVPA和较低的SB与VSWM任务中右侧PFC的较高HbO浓度相关；（3）更好的VSWM表现与VSWM任务中右侧PFC的较高HbO浓度相关。本研究旨在探讨MVPA、SB、VSWM表现和前额叶脑血流动力学之间的关联，重点关注脑血流动力学在连接儿童运动行为与认知表现中的潜在中介作用。
