急性有氧运动可改善考试焦虑个体的抑制控制能力：来自事件相关电位的证据

《Physiology & Behavior》：Acute Aerobic Exercise Improves Inhibitory Control in Individuals with Test Anxiety: Evidence from Event-Related Potentials

急性中等强度有氧运动可显著降低高测试焦虑个体的自我报告焦虑水平，并提升其抑制性控制能力，具体表现为反应时缩短和ERP N2波幅降低、P3波幅增强。

　　

吴凌峰|周仁来

南京大学心理学系，中国江苏省南京市210023

摘要

目前尚不清楚急性有氧运动是否能够有效缓解由考试焦虑引起的抑制控制缺陷。本研究探讨了30分钟中等强度的急性有氧运动对高考试焦虑个体的抑制控制能力及相关神经活动的影响。共有40名参与者被随机分配到有氧运动组或静坐阅读对照组，并在干预前后分别进行了一次评估。通过一系列重复测量方差分析（ANOVA）发现，与对照组相比，运动组在自我报告的考试焦虑程度上有显著下降。行为学上，运动组在一致性和不一致性任务中的反应时间均显著缩短，同时Flanker冲突效应（不同条件下的反应时间差异）也有所减少，表明其干扰控制能力得到增强。电生理学分析显示，急性运动调节了关键认知成分：运动后两种任务条件下的N2波幅显著降低，而P3波幅显著增强，对照组则没有类似变化。这些发现表明，急性有氧运动可以提升大学生的抑制控制能力并减轻考试焦虑。

引言

考试焦虑是一种特定情境下的焦虑障碍，其特征是在评估情境中表现出过度担忧、侵入性思维、心理困惑、紧张和生理唤醒[91]。考试焦虑通常发生在教育环境中，当学生认为自己的智力、动机和社会能力受到考试要求的挑战或超出时[92]。许多研究发现，考试焦虑在各个教育阶段都很普遍[49,68,72]，并可能影响学习和测试周期中的不同阶段的学生[15,84,92]。考试焦虑会对学生在多个方面产生负面影响，包括生理反应、认知功能、学业表现和心理健康[15,84,92]。研究表明，高考试焦虑的个体常常表现出过度担忧以及认知和情绪上的缺陷[54,75,91,93]，表现为心率加快、肌肉紧张、注意力难以集中、睡眠障碍和负面自我对话等一系列情绪、身体和行为症状[55]。尽管已经学习了相关材料，但考试焦虑的学生可能在考试中表现不佳，甚至完全避免参加考试。更令人担忧的是，考试焦虑可能会形成一个恶性循环，导致症状持续存在并加剧，从而对学业表现产生长期负面影响[20,35,69]。

抑制控制是执行功能的关键方面，它使个体能够通过注意力调节来抑制或忽略无关信息，同时保持对任务相关信息的关注[23]。这种认知能力对于有效的学习和情绪调节至关重要，从而有助于整体认知表现[6]。抑制控制的障碍可能导致严重的认知功能障碍，如分心、冲动和决策能力差，进而影响学业表现和心理健康[6]。根据注意力控制理论，考试焦虑会损害抑制控制——这是中央执行系统的核心组成部分——从而影响任务表现。先前的研究表明，较高的焦虑水平通常与抑制控制缺陷有关[83]，并且焦虑加剧会损害个体的抑制控制过程[4,60,73,74]。例如，张等人[94]发现，在修改后的Flanker任务中，面对与考试相关的威胁词作为情绪干扰因素时，高考试焦虑个体的抑制控制效率显著降低。同样，张等人[95]使用事件相关电位（ERP）技术发现，在情绪Stroop任务中，高考试焦虑个体在面对与考试相关的威胁词时表现出抑制控制缺陷。魏等人[88]的最新研究也发现，在Go/Nogo版本的Flanker任务中，高考试焦虑个体的行为表现和EEG成分都显示出明显的抑制控制缺陷。这些发现表明，高考试焦虑个体普遍存在抑制控制缺陷，这会削弱他们抑制担忧想法和排除与考试无关信息的能力，从而加剧考试焦虑。因此，改善高考试焦虑个体的抑制控制功能可能有助于缓解他们的考试焦虑。

近年来，运动干预作为一种潜在策略受到了教育和心理健康领域的广泛关注。急性运动，特别是中等至高强度的有氧运动，可以迅速提升大脑中的多巴胺、肾上腺素和去甲肾上腺素等神经递质水平，从而减少负面情绪反应并改善情绪[3,5,26]。多项综述强调了急性运动干预的认知益处，尤其是对执行功能（特别是抑制控制）的显著影响[Y. K. [10,30,45,76,85]）。在考试焦虑干预方面，放松疗法是一种常用的策略[91]。研究表明，15分钟的中等强度骑行（通过视觉监控或规定的踏频控制强度）可以减少考试焦虑，其效果可与放松训练相当，甚至可能提供更好的压力预防效果[28,63]。然而，一些研究报道在10分钟的体育活动后或包含至少20分钟活动的体育课之后，自我报告的考试焦虑并没有显著下降[79,57]。尽管这两项研究都描述了中等至高强度的活动，但均未客观监测运动强度。这些结果的差异可能由多种因素解释，如运动类型、持续时间、强度、干预后评估的时间以及基线焦虑水平等，这些因素都可能影响干预效果。特别是运动强度至关重要；典型的体育课的活动和强度可能无法得到充分监测或调整，从而无法实现有效的干预效果。此外，目前缺乏关于急性运动对高考试焦虑个体抑制控制功能影响的研究，这限制了我们对干预效果背后认知机制的理解。

Eriksen Flanker任务被广泛用于测量抑制控制[61]。该任务要求参与者识别目标刺激的方向（即箭头的方向），同时忽略周围的分散注意力刺激。通常，Flanker任务中的较长反应时间和较低的响应准确性表明抑制控制存在缺陷。

事件相关电位（ERP）技术具有高时间分辨率的优势，可以在参与者完成任务的过程中精确观察不同时间窗口的大脑反应差异[56]。在本研究中，我们利用经典的N2和P3成分来考察高考试焦虑个体在干预前后的抑制控制过程。N2波是一个前额-中央区域的、与刺激同时发生的成分，通常在刺激出现后200-350毫秒出现[37]。它可能反映了帮助将注意力集中在任务相关方面的注意力控制过程[80]。通常，在不一致性任务中观察到的N2波幅大于一致性任务。一些研究发现，高焦虑个体在抑制控制任务中的N2波幅大于低焦虑个体[4]。P3波是一个晚期ERP成分，在刺激出现后300至600毫秒出现在顶叶区域。Flanker任务中的P3波幅受任务难度影响，在不一致性任务中的波幅小于一致性任务[41]。

基于这一研究背景，本研究旨在探讨30分钟急性有氧运动对高考试焦虑大学生考试焦虑水平和抑制控制能力的影响。在干预过程中，通过心率实时监测运动强度，确保其保持在中等强度范围内。抑制控制过程通过行为和ERP方法进行测量。我们假设，与非运动对照组相比，高考试焦虑个体在急性中等强度有氧运动后，考试焦虑会降低，抑制控制能力会增强。具体来说，我们预计急性有氧运动将提高任务表现（即更快的反应时间和/或更高的准确性），并通过改变与冲突监测（N2）和注意力分配（P3）相关的ERP成分的波幅来反映神经认知处理的增强。

部分摘录

参与者

参与者通过在线广告和纸质海报从南京大学招募，包括全日制本科生和研究生。在招募过程中，他们被随机分配到实验组或对照组。测试焦虑量表（TAS）得分超过20分的个体被认定为高考试焦虑[62]。进一步根据以下标准筛选参与者：（1）自我报告为右利手；（2）

主观情绪评估

进行了2（组别：运动/对照组）× 2（时间：测试前/测试后）的重复测量方差分析（ANOVA），以参与者的TAS分数为因变量。结果显示，时间和组别之间的交互作用具有统计学意义，F(1,38) = 10.24, p = 0.003, η2 = 0.212。进一步的简单效应分析显示，运动组在测试后的TAS分数显著低于测试前（p = 0.002），两组之间没有显著差异

讨论

本研究探讨了30分钟中等强度的急性有氧运动是否能够减少高考试焦虑个体的考试焦虑并改善其抑制控制能力。研究结果表明，急性中等强度的有氧运动有效缓解了高考试焦虑个体的抑制控制缺陷和考试焦虑症状。具体来说，30分钟的中等强度有氧运动后，高考试焦虑个体报告的自我评估考试焦虑显著降低

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者周仁来索取，如有合理请求。

作者贡献声明

吴凌峰：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，验证，正式分析，数据整理。周仁来：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，监督，项目管理，资金获取，概念构思。

利益冲突声明

无。

致谢

本研究得到了中国自然科学基金（项目编号32471094）和CMSP空间医学实验项目（项目编号HYZHXMR01006）的支持。我们感谢这些项目的支持。