《Journal of Bodywork and Movement Therapies》：Acute Isometric Handgrip Exercise is Associated with Improved Working Memory Capacity and Processing Speed in Young Adults.
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Pavan Kumar Yadav|Soumen Manna|Himani Ahluwalia印度新德里Vardhman Mahavir医学院及Safdarjung医院生理学系摘要背景工作记忆是实现高级认知过程所必需的核心执行功能。然而，关于短时等长握力训练对工作记忆影响的证据十
Pavan Kumar Yadav|Soumen Manna|Himani Ahluwalia
印度新德里Vardhman Mahavir医学院及Safdarjung医院生理学系
摘要
背景
工作记忆是实现高级认知过程所必需的核心执行功能。然而，关于短时等长握力训练对工作记忆影响的证据十分有限。本研究旨在探讨该训练对健康年轻人工作记忆表现的影响。
方法
这项准实验性前后对比研究共纳入98名18至25岁的健康右利手参与者。在训练前后，通过计算机化的n-back任务（0-back、1-back、2-back和3-back）来评估其工作记忆表现。训练方案为：先进行18秒的最大力量握力收缩，随后休息30秒，先用右手再换左手重复此过程，共进行四轮。
结果
经过短期训练后，参与者的各项指标均出现显著改善：整体正确反应比例（p<0.001，r=0.46）、整体命中率（p<0.001，r=0.60）、参数敏感度（p<0.001，r=0.51）以及平均响应时间（p<0.001，r=0.44），且效应大小处于中等到较大水平，表明其认知处理速度有所提升。错误率也显著下降（p<0.001，效应大小为r=0.63），而误报率和正确拒绝率则保持不变，说明抑制控制功能依然完好。
结论
综上所述，短时等长握力训练可作为一种高效手段，提升健康年轻人的工作记忆准确性、处理速度和感知敏感度，同时不会增加冲动性错误。不过，由于缺乏匹配的对照组，且存在练习效应的潜在影响，这些结果仍属于初步发现。
引言
工作记忆是一种容量有限的认知系统，能够为推理、学习、决策等目标导向行为维持并处理信息（Baddeley，2012）。它与短期记忆有所不同，因为工作记忆需要在认知负荷下进行可控处理（Baddeley，1992）。工作记忆在数学推理、理解能力、决策制定以及学业表现中发挥着关键作用。
作为核心认知功能，工作记忆会随着年龄增长以及心血管代谢疾病而衰退，这凸显出非药物干预方法，如运动，的潜在作用（Murman，2015）。多种形式的运动都能提升执行功能（McMorris等人，2011；Pontifex等人，2009）。适度运动能增强前额叶皮层的激活（Byun等人，2024；Yanagisawa等人，2010），提高注意力效率（Budde等人，2008），并增强大脑皮层网络连接性（Weng等人，2017）。这些认知提升是由觉醒介导的机制实现的，这一过程依赖于儿茶酚胺的调节作用（Kruk等人，2020；McMorris等人，2008）。此外，抗阻运动还能增加神经营养因子信号传导（Rodriguez-Gutierrez等人，2023）和结构神经可塑性（Herold等人，2019），同时促进脑源性神经营养因子的释放，这些均表明急性运动与认知功能之间存在分子层面的关联（Sleiman等人，2016）。
等长握力训练的特点是短暂的强力收缩与短暂的恢复期交替进行。由于其操作简单，便于在实验室和临床环境中开展评估。越来越多的证据表明该训练具有心理生理学效应。Washio等人发现，一次间歇式等长握力训练就能提升健康年轻人的执行功能处理速度（Washio等人，2021）。Bachman等人则指出，短时间内的等长握力训练能加快年轻人和老年人的工作记忆反应时间，但不会影响任务准确性（Bachman等人，2023）。不过，此前研究的局限性在于样本量相对较小。另有研究认为，等长握力训练可能改善大脑灌注、自主神经调节以及神经化学活性，从而有益于认知功能（Yamada等人，2021；Zhu等人，2022）。
尽管具备诸多潜力，但目前关于等长握力训练对工作记忆急性影响的研究仍然较少，尤其是在年轻人群体和印度人群中。以往的研究多关注运动对处理速度、自主神经指标或应激-觉醒状态的影响，而非使用n-back任务这类经过验证的工作记忆评估方法。n-back任务通过要求持续监测和更新输入的刺激信息，被广泛用于衡量工作记忆负荷和执行控制能力（Owen等人，2005；Sweet，2011）。该任务需要不断对刺激信息进行比较和更新，因此能够灵敏地反映工作记忆负荷和注意力分配情况（Jaeggi等人，2010）。n-back任务的关键评估指标——感知敏感度d′和标准c——可用于衡量基于目标与非目标差异的辨别能力和反应偏差（Karatekin等人，2009）。
即便如此，针对等长握力训练后使用经过验证的n-back任务来评估工作记忆的研究仍然不多。这些研究成果对于医疗和学术领域具有重要意义，因为在这些场景中往往需要快速进行认知活动，而可用的锻炼时间却十分有限。如果该训练方法得到验证，未来有望作为一种低强度的认知预处理手段，暂时提升健康个体的注意力和工作记忆能力。因此，本研究采用了n-back任务中的可靠指标，来评估急性间歇式等长握力训练对工作记忆的影响。
章节节选
伦理审批
在开始任何与本研究相关的工作之前，该实验方案已获得机构伦理委员会的批准，同时我们也根据《赫尔辛基宣言》的原则，获得了每位参与者的书面知情同意。
参与者
本研究通过便利抽样方法，从该医院的住院医生中招募了98名18至25岁的右利手年轻人作为研究对象。排除标准包括：i）正在服用药物的受试者，ii）患有急慢性疾病的受试者。
结果
在98名参与者中，男性55名，女性43名，平均年龄为21.6岁。大多数参与者属于中等社会经济地位群体（占比67.5%）。人口统计学数据及基线心血管参数详见表1。训练前后的数据对比及效应大小r值分别见表2和表3。
讨论
在本研究中，我们评估了受试者在接受急性等长握力训练前后的工作记忆表现。这些参与者均为相对年轻的非肥胖医学专业本科生和研究生，平均年龄为21.6岁，平均BMI值为21.8千克/平方米。训练后，他们在基于准确性和辨别能力的各项工作记忆指标上均表现出提升。
所有测试任务中的整体正确反应比例以及目标识别的整体命中率均出现了显著提升（p<0.001）。
局限性
虽然我们的研究结果为单侧等长握力训练的认知益处提供了有力证据，但仍存在若干局限性。首先，由于没有设置对照组，我们无法完全排除练习效应等混淆因素的影响。其次，作为一项单中心研究，其结果可能存在地域或机构偏见，进而限制了这些数据在更广泛、更多样化人群中的适用性。
结论
急性等长握力训练能够显著提升年轻人的工作记忆表现，包括提高准确性、加快反应速度以及增强辨别能力，同时不会损害其抑制控制功能。鉴于该训练实施快速且所需设备简单，是一种实用且高效的短暂认知增强方法。不过，仍需通过带有对照组的随机对照试验来进一步验证等长握力训练是否真的能够影响工作记忆。
CRediT作者贡献说明
Pavan Kumar Yadav：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化处理、项目管理、方法设计、研究实施、正式数据分析、数据整理、概念构建。Himani Ahluwalia：撰写——审阅与编辑、可视化处理、结果验证、研究监督、项目管理、方法设计、概念构建。Soumen Manna：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化处理、结果验证、研究监督、软件应用、项目管理、方法设计。
伦理审批与参与同意
在开始任何与本研究相关的工作之前，该实验方案已获得机构伦理委员会的批准，同时我们也根据《赫尔辛基宣言》的原则，获得了每位参与者的书面知情同意。
利益冲突
各位作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知或潜在的利益冲突，无论是经济方面的还是其他方面的。
伦理审批与参与同意
在开始任何与本研究相关的工作之前，该实验方案已获得印度新德里Vardhman Mahavir医学院及Safdarjung医院的机构伦理委员会批准（批准编号：IEC/VMMC/SJH/Cert./02-2024/273，批准日期为2024年2月26日），同时我们也根据《赫尔辛基宣言》的原则，获得了每位参与者的书面知情同意。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知或潜在利益冲突，无论是经济方面的还是其他方面的个人关系。
致谢
我们要感谢所有抽出时间参与本研究的受试者，同时也感谢印度新德里Vardhman Mahavir医学院生理学系的各位住院医生及工作人员在受试者招募过程中给予的帮助。
