青少年身体活动与执行功能：双重反刍路径与正念调节

《PLOS One》：Physical activity and executive function in adolescents: Dual rumination pathways and mindfulness moderation

　　

摘要

背景：晚期青春期是执行功能相对巩固但仍对行为和环境因素敏感的发展阶段。身体活动（physical activity, PA）已被证实与执行功能结局相关联，但可能与这种关联相关的心理因素仍不清楚。目的：本研究探讨总体身体活动（PA_total）是否通过侵入性反刍（intrusive rumination, IR）和深思性反刍（deliberate rumination, DR）与基于反应时间的执行功能复合指标（EF_RT）相关联，以及正念是否调节PA_total→IR和IR→EF_RT的关联。

方法：晚期青少年（N = 450；男性266人；年龄17–19岁）完成了身体活动、反刍和正念的测量。EF_RT来源于计算机化Flanker任务、2-back任务和More–Odd Shifting任务中标准化基于反应时间的指标。EF_RT值越低表示基于反应时间的任务表现越好。研究采用结构方程模型检验平行间接关联和观测变量交互项，并将性别作为协变量。采用5000次重采样的偏差校正自助法估计间接关联和条件间接关联。

结果：PA_total与EF_RT之间呈显著正的总关联和直接关联，表明较高的PA_total与较高的基于反应时间的分数相关，即较慢或较低效的基于反应时间的任务表现。通过IR和DR均观察到显著的间接关联。正念调节了PA_total→IR和IR→EF_RT的关联，且通过IR的条件间接关联随正念水平的变化而变化。由于EF_RT是基于反应时间的复合指标，涉及EF_RT的正系数表示较高的基于反应时间的分数，反映更长的反应时间或更大的反应时成本，而非更好的执行功能能力。

结论：在晚期青少年中，PA_total、反刍、正念和EF_RT相互关联。研究结果应被解释为涉及基于反应时间的执行功能表现的横断面关联，包括一个意外的PA_total–EF_RT正关联，表明较慢或较低效的基于反应时间的表现，而非对执行功能能力的因果效应证据。

**身体活动与青少年执行功能：双重反刍路径与正念调节作用——一项基于横断面研究的系统解读**

**一、研究背景与问题提出**

执行功能（executive function, EF）作为一类高阶认知功能，涵盖抑制控制、工作记忆和认知灵活性三个核心成分，对青少年的学业表现、社会情绪功能及适应性行为具有重要作用。尽管既往研究已较为充分地探讨了身体活动（physical activity, PA）与执行功能之间的关联，但多数研究聚焦于生理和神经认知机制，如身体活动对前额叶和额顶叶系统的结构与功能影响。然而，仅从生理视角理解身体活动与执行功能的关系可能存在局限。有学者提出“身体活动–认知功能中介模型”，强调心理因素在二者关联中的重要作用。反刍思维作为一种重复性认知加工过程，与情绪调节、注意控制和执行资源的分配密切相关，可能是解释身体活动与执行功能关联的重要心理变量。反刍包含侵入性反刍（intrusive rumination, IR）和深思性反刍（deliberate rumination, DR）两种形式，前者为消极适应不良的认知风格，后者则更具反思性和目的性。此外，正念作为一种以当下觉察和非评判性接纳为特征的注意模式，可能通过去中心化和减少认知反应性来调节身体活动与反刍、反刍与执行功能之间的关系。然而，目前关于身体活动、反刍、正念与执行功能之间复杂关系的研究仍较为有限，尤其是在非临床青少年群体中。为此，研究人员开展本研究，旨在考察晚期青少年中PA_total与基于反应时间的执行功能复合指标（EF_RT）的关联，检验IR和DR是否在二者之间起平行中介作用，以及正念是否调节PA_total→IR和IR→EF_RT两条关键路径。该研究发表于《PLOS One》。

**二、研究方法与技术路径**

本研究采用方便抽样法，从中国江苏、安徽和辽宁三省六所高校招募晚期青少年，数据收集时间为2025年3月1日至2025年7月1日。共发放530份问卷，经数据筛查剔除缺失或规律作答问卷后，最终获得450份有效问卷（有效率为85%），其中男性266人（59.1%），女性184人（40.9%），年龄范围17–19岁（M = 18.29，SD = 0.63）。研究经南通大学医学院伦理委员会批准，所有参与者或其法定监护人签署书面知情同意书。主要测量工具包括：梁德清编制的身体活动等级量表-3（Physical Activity Rating Scale-3, PARS-3）用于评估身体活动总量，中文版事件相关反刍问卷（Chinese version of Event-Related Rumination Inventory, C-ERRI）用于评估IR和DR，五因素正念问卷（Five Facet Mindfulness Questionnaire, FFMQ）用于评估正念水平，以及基于网络的计算机化神经心理评估系统用于测量执行功能，该系统包含Flanker任务（抑制控制）、2-back任务（工作记忆）和More–Odd Shifting任务（认知灵活性），分别提取干扰成本指数（IC_cost）、工作记忆反应时指标（WM_RT）和认知灵活性反应时指标（CF_RT），经标准化后取均值构成EF_RT复合指标。研究采用结构方程模型（structural equation modeling, SEM）进行数据分析，使用AMOS 26.0软件，采用最大似然估计法，以偏差校正自助法（5000次重采样）估计间接效应和条件间接效应的95%置信区间。将正念作为调节变量，构建PA_total × 正念和IR × 正念两个均值中心化交互项，以检验有调节的中介模型，同时将性别作为协变量纳入模型。

**三、主要研究结果**

**3.1 信度、效度与测量模型**

研究人员对各多条目自评量表进行验证性因子分析（confirmatory factor analysis, CFA），所有标准化因子载荷均显著且超过推荐阈值（0.701–0.835）。各构念的平均方差抽取量（average variance extracted, AVE）介于0.534至0.617之间，组合信度（composite reliability, CR）介于0.909至0.928之间，均达到推荐标准。根据Fornell–Larcker标准，AVE平方根均超过构念间相关系数，表明区分效度良好。PA_total为依据公式计算得到的观测分数，EF_RT为由计算机化任务反应时指标合成的复合分数，二者均不纳入反射性测量模型评估。EF_RT的三个标准化指标间存在中等程度的正相关（r = .496–.520），复合指标的内部一致性可接受（Cronbach’s α = .759），三个任务的正确率分别为96.84%（Flanker任务）、81.93%（2-back任务）和93.76%（More–Odd Shifting任务），表明参与者在可接受的任务表现水平下完成反应时任务。

**3.2 模型拟合**

测量模型拟合良好：χ2/df = 1.097，RMSEA = 0.015，SRMR = 0.036，CFI = 0.989，TLI = 0.989，NFI = 0.982，IFI = 0.989。校正性别后的平行中介模型拟合良好：χ2/df = 1.092，RMSEA = 0.014，SRMR = 0.032，CFI = 0.995，TLI = 0.995，NFI = 0.947，IFI = 0.995。包含交互项的完整有调节的中介模型拟合良好：χ2/df = 1.123，RMSEA = 0.017，SRMR = 0.039，CFI = 0.988，TLI = 0.988，NFI = 0.902，IFI = 0.988。

**3.3 共同方法偏差、描述性统计与相关分析**

Harman单因素检验提取4个特征值大于1的因子，第一因子解释38.92%的方差，低于40%的临界值。共同潜因子（common latent factor, CLF）分析显示，增加CLF后模型拟合指标变化较小（Δχ2/df = 0.023，ΔRMSEA = 0.002，ΔSRMR = 0.002，ΔCFI = 0.003，ΔTLI = 0.002），表明共同方法偏差不太可能严重扭曲测量模型。相关分析显示：PA_total与IR呈显著负相关（r = ?.302，p < .001），与DR呈显著正相关（r = .225，p < .001）；三个执行功能反应时指标之间呈中等程度的显著正相关（r = .496–.520）；PA_total与执行功能反应时指标及其复合指标EF_RT呈显著正相关。正念与IR呈弱正相关（r = .127，p < .01），与DR无显著相关。

**3.4 关键变量的性别与年龄差异**

独立样本t检验显示，男性PA_total显著高于女性，t(413.452) = 2.991，p = .003，d = 0.282；女性IR和DR均显著高于男性（IR：t(368.204) = ?2.540，p = .011，d = ?0.244；DR：t(448) = ?2.187，p = .029，d = ?0.210）。正念和执行功能复合指标无显著性别差异。单因素方差分析显示，17、18、19岁三个年龄组在PA_total、IR、DR、正念和EF_RT上均无显著差异。

**3.5 平行中介效应分析**

以性别为协变量的平行中介模型显示，IR路径（PA_total→IR→EF_RT）的间接关联显著，β = .055，95% CI [.025, .096]，占总关联的20.1%；DR路径的间接关联亦显著，β = .039，95% CI [.015, .073]，占总关联的14.2%；反刍的总间接关联显著，β = .093，95% CI [.056, .143]，占总关联的34.3%。PA_total与EF_RT的直接关联显著，β = .179，95% CI [.080, .278]，总关联为β = .272，95% CI [.180, .362]。由于EF_RT值越低表示任务表现越好，PA_total与EF_RT的正向关联表明较高的PA_total与较慢或较低效的反应时任务表现相关。

**3.6 有调节的中介效应分析**

正念调节了PA_total→IR路径（β_int = ?.193，p < .001）和IR→EF_RT路径（β_int = .301，p < .001）。a路径成分指数为0.032（95% CI [.011, .059]），b路径成分指数为?0.076（95% CI [?.114, ?.043]）。在正念均值水平上，通过IR的条件间接效应显著，β = .051，95% CI [.022, .091]；在低正念（?1 SD）水平上，条件间接效应为正但不显著，β = .047，95% CI [?.009, .112]；在高正念（+1 SD）水平上，条件间接效应为负但不显著，β = ?.040，95% CI [?.121, .033]。简单斜率分析显示，PA_total与IR的负关联在低正念时最弱（β = ?.113），在均值水平（β = ?.302）和高正念水平（β = ?.491）逐渐增强；IR与EF_RT的负关联在低正念时最强（β = ?.420），在均值水平减弱（β = ?.169），在高正念时略有反转（β = .081）。

**四、讨论与结论**

本研究发现PA_total与EF_RT之间存在显著的正向直接关联，这一方向与此前多数研究报告中身体活动对执行功能的有益作用不一致。研究人员指出，这一意外结果可能与变量的操作化方式有关。PA_total作为总体自评分数，未区分活动类型、认知参与程度、时机、疲劳和恢复状态等因素；EF_RT作为反应时复合指标，与准确率或正向计分的执行功能能力指标存在本质差异。因此，该结果应被解读为特定测量方法下的横断面关联，而非身体活动损害执行功能的证据。关于反刍路径，IR和DR均在PA_total与EF_RT之间起显著的间接关联作用，表明反刍可能是身体活动与执行功能关联中的重要心理过程。正念的调节作用显示，较高的正念水平增强了PA_total与IR之间的负关联，同时弱化了IR与EF_RT之间的关联。在讨论中，研究人员强调，由于横断面设计，研究结果均应视为关联模式而非因果通路。高正念水平下IR→EF_RT路径的小幅正斜率需谨慎解释，并非表明侵入性反刍有利于执行功能。

研究结论指出：晚期青少年中，PA_total、反刍、正念和基于反应时间的执行功能表现相互关联。PA_total与EF_RT之间存在正直接关联，且涉及侵入性反刍和深思性反刍的间接关联。正念调节了PA_total→IR和IR→EF_RT的关联，表明与IR相关的间接关联随正念水平的不同而变化。由于EF_RT是基于反应时间的复合指标，涉及EF_RT的系数应基于反应时任务表现来解释，而非作为正向计分的执行功能能力效应。总体而言，研究结果突显了反刍和正念作为可能表征身体活动与反应时执行功能表现关联的心理因素。鉴于横断面设计的局限，这些发现应被解释为关联而非因果机制或干预效果的证据。

研究存在的主要局限包括：横断面设计无法确立因果方向；身体活动采用自我报告测量可能受回忆偏差影响；执行功能仅以反应时指标为索引，未纳入正确率指标，无法完全排除速度–准确性权衡；C-ERRI的使用未锚定特定应激事件，可能影响构念效度；睡眠质量、学业压力、社会经济背景等潜在混杂因素未完全控制。未来研究应采用纵向或实验设计，结合客观身体活动测量手段，整合反应时与准确性指标，并纳入更广泛的协变量以进一步阐明变量间的复杂关系。