《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》：Exercise first: acute aerobic exercise before practice selectively enhances spatial outcomes of motor learning - A Systematic Review and Meta-Analysis
急性有氧运动(AAE)选择性地增强运动学习的空间成分。当在运动任务练习之前进行时，AAE改善运动学习。高强度AAE无论相对于运动任务练习的时机如何均能增强运动学习。未来研究应阐明AAE后空间运动学习增强背后的神经机制和环路。
1. Introduction
急性有氧运动(AAE)被广泛认为是一种有效的行为干预手段，能够调节认知表现并增强运动学习。运动学习涉及在线和离线两种过程，在线学习发生在任务练习期间，通过反复尝试和基于错误的调整实现表现提升；离线学习则发生在练习之后，包括技能的巩固和稳定化。运动表现的提升通常体现在空间准确性、运动时间和速度等多个方面。已有证据表明，空间和时间成分由可分离的神经过程控制，空间处理与顶叶-腹侧前运动网络相关，时间处理则更依赖背侧前运动和分布式计时网络。因此，AAE对运动学习的影响可能具有成分特异性。然而，既往研究很少分别考察AAE对空间和时间成分的影响。本系统综述与荟萃分析旨在探究AAE是否差异性地影响运动学习的空间和时间成分，并进一步分析运动时机和强度的影响。
2. Methods
本研究预先注册于开放科学框架(OSF)，并依据系统综述与荟萃分析优先报告条目(PRISMA)进行报告。
2.1. Search strategy
在Web of Science、ERIC (ProQuest)、MEDLINE (Ovid)和SPORTDiscus四个电子数据库中进行了全面检索，检索时间为2025年10月，并于2026年3月更新。检索策略基于PICOS框架，涵盖三个核心概念：急性有氧运动干预、运动学习及运动表现结局、人类参与者。采用布尔运算符组合关键词和数据库特定检索字段，未施加额外过滤器。
2.2. Selection criteria
两名评审员(NH和LY)使用Covidence平台独立筛选所有文献。筛选分为标题和摘要筛选及全文审查两个阶段，存在分歧时由第三名评审员(AOF)协商解决。
2.3. Eligibility criteria
2.3.1. Participants
纳入健康年轻成年人(18–40岁)，无神经或肌肉骨骼疾病史。
2.3.2. Intervention
干预措施为单次急性有氧运动，不限强度。仅纳入上肢运动任务的研究，以避免下肢运动引起外周疲劳对任务表现的混淆影响。
2.3.3. Control
纳入研究必须包含对照条件，本荟萃分析中所有符合条件的研究均以静坐休息作为对照，未包含主动对照。
2.3.4. Outcome
采用上肢运动任务评估运动学习结局，并在运动前后进行测量。根据各结局主要量化的维度，将运动学习成分分为空间测量和时间测量。空间测量包括路径长度、均方根误差(RMSE)、均方根(RMS)、角度误差、峰值速度角度、峰值侧向位移和准确性；时间测量包括反应时间、达峰速度时间、运动时间、反应时、时间滞后、峰值加速度和目标停留时间。
2.3.5. Studies
除横断面研究外，不限制研究设计类型，随机和非随机研究、受试者内和受试者间设计均可纳入。
2.4. Data extraction and methodological quality assessment
数据提取由一名作者(NH)完成，另一名作者(LY)全面核对。提取的信息包括作者、年份、参与者特征、运动干预参数和运动学习评估特征。方法学质量使用物理治疗证据数据库(PEDro)量表评价，总分范围为0至10，根据得分将质量分为优秀、良好、一般和较差。
2.5. Main analyses and outcome measures
2.5.1. Main analyses
主要分析旨在确定AAE最稳定影响哪一类运动学习测量（空间或时间）。分析按结局测量和运动时机（练习前或练习后）分别进行，形成四项分析：练习前空间结局、练习后空间结局、练习前时间结局、练习后时间结局。
2.5.2. Outcome measures
主要结局为运动学习的变化，分为空间和时间测量。以从基线到保留测试的平均变化分数作为主要指标，基线定义为第一个练习块，保留测试为练习后至少24小时的评估。当原文未报告变化分数时，根据可用数据计算。所有纳入研究均提供了足够信息以计算标准化均差(SMD)，定义为AAE与静坐休息条件变化分数之差。
2.6. Moderator analysis
调节变量分析考察运动强度是否调节AAE对运动学习的影响。根据美国运动医学会(ACSM)指南将强度分为低、中、高三类：低强度(30–39%心率储备(HRR)或57–63%最大心率(MHR))、中等强度(40–59%HRR或64–76%MHR)、高强度(60–89%HRR或77–95%MHR)。
2.7. Statistical analysis
使用R软件及metafor、meta、dmetar包进行统计分析。使用Hedge's g作为效应量，0.2、0.5、0.8分别表示小、中、大效应。采用随机效应多水平模型，使用rma.mv函数处理效应量间的依赖关系。异质性通过I
2统计量评估，并报告预测区间。显著性水平设为p < .05。通过漏斗图目测评估发表偏倚，并使用PEDro量表进行敏感性分析。调节变量分析使用随机效应元回归，采用限制性最大似然(REML)估计。
3. Results
3.1. Selection of included studies
系统检索初步识别7256条记录，去除重复并补充手动检索后保留5972篇。标题和摘要筛选后剩余126篇，全文审查后18项研究符合纳入标准并进入荟萃分析。
3.2. Study characteristics
纳入的研究中，14项采用下肢骑行作为AAE方式，2项采用跑步，2项采用穿梭跑。强度方面，13项研究采用高强度AAE，7项采用中等强度，4项采用低强度。14项研究在运动任务练习前进行AAE，9项在练习后进行。运动学习结局方面，16项研究评估了空间成分，7项评估了时间成分。保留测试在24小时进行的有15项，48小时1项，7天8项。
3.3. Risk of bias and methodological quality
PEDro量表评估显示，所有研究总体偏倚风险评级为“一般”（13项为5/10，5项为4/10），主要受盲法相关条目影响。漏斗图目测未提示明显发表偏倚。
3.4. Main analysis: effect of acute aerobic exercise on spatial and temporal components of motor learning
空间成分方面，当AAE在练习前进行时，空间运动学习成分显著增强，效应量为小（g = 0.30，95%CI [0.14; 0.47]，p = 0.0003），异质性中等偏高（I
2 = 63.5%）。当AAE在练习后进行时，空间成分未观察到显著增强（g = 0.26，95%CI [-0.04; 0.58]，p = 0.086）。时间成分方面，AAE在练习前（g = 0.01，95%CI [-0.15; 0.17]，p = 0.911）和练习后（g = 0.13，95%CI [-0.16; 0.34]，p = 0.481）均未观察到显著增强。
3.5. Moderator analysis: effect of acute aerobic exercise intensity on motor learning
空间成分方面，当AAE在练习前进行时，高强度AAE显著增强空间运动学习（g = 0.48，95%CI [0.28; 0.69]，p < 0.001），而中强度和低强度无显著效果。当AAE在练习后进行时，高强度AAE同样显著增强空间成分（g = 0.57，95%CI [0.16; 0.97]，p = 0.006），中低强度无效果。时间成分方面，所有强度下均未观察到显著增强。由于缺乏相关研究，练习后时间成分的元回归分析未进行。
4. Discussion
4.1. AAE selectively enhanced spatial but not temporal outcomes of motor learning
本研究表明AAE增强了运动学习的空间结局，但时间结局未改变。空间和时间成分可能依赖不同的神经回路，对运动的反应性也不同。空间处理涉及顶叶-腹侧前运动网络，依赖基于感觉预测误差的错误驱动更新，可能对神经兴奋性增高特别敏感。AAE可能通过降低小脑对初级运动皮层的抑制、增强海马回路活动等机制促进空间编码和巩固。时间控制则更依赖前运动和小脑回路，这些系统可能对急性运动诱导的短暂神经生理变化不敏感。
4.2. Influence of AAE timing and intensity on spatial outcomes of motor learning
当AAE在运动任务练习前进行时，空间结局显著增强，而练习后进行则无总体效果，表明练习前AAE可能通过增加神经营养信号、唤醒度和大脑兴奋性，为空间编码创造易化状态。高强度的AAE无论时机如何均能增强空间结局，这可能与高强度运动促进脑源性神经营养因子(BDNF)、多巴胺和去甲肾上腺素释放，增强突触可塑性以及提高注意分配有关。时间成分在所有强度下均未增强，提示时间相关神经环路对AAE调节的敏感性较低。
4.3. Potential implications
4.3.1. Research implications
分别考察空间和时间成分并非暗示两者独立运作，而是为了超越宽泛的任务分类，更精确地理解运动技能获得和保留的机制。当前许多实验采用复合结局指标，可能掩盖成分特异性调节。未来研究应分别报告空间和时间测量，分析各自的学习轨迹，并为每个参数评估保留效果。
4.3.2. Clinical implications
空间和时间运动学习成分可被调节，这对运动训练和临床康复有实际意义。训练方案可优先强化空间精确度（如轨迹、姿势、准确性），再强调时间方面（如速度、节奏、执行时机）。在技能练习前后整合高强度AAE，可能激活负责空间准确性的神经回路，从而促进运动技能保留。
4.4. Limitations
本荟萃分析将多种不同的空间和时间指标合并为宽泛类别，可能限制解释精度。例如，时间准确性、运动速度和反应时间反映部分可分离的过程，合并分析无法识别AAE具体影响的时间亚成分。由于可用研究数量有限，无法对每个特定时间结局进行单独分析。此外，不同任务范式（适应、追踪、序列任务）可能涉及不同学习机制，合并可能增加异质性。保留时间点多集中在24小时，7天数据较少，无法分析保留间隔的调节作用。部分亚组分析的研究数较少，不显著结果可能是统计功效不足所致。此外，纳入研究很少报告参与者的日常体力活动水平或心肺适能，限制了对效应的充分解释。
4.5. Future directions
未来研究需要系统性地独立操控运动变量（强度、方式、持续时间），直接比较多种运动强度，并充分考虑参与者特征如习惯性体力活动水平和心肺适能。应纳入多个保留间隔（如24小时、48小时、7天）以描绘效应的时间进程，并区分在线学习和离线巩固过程。这样将有助于明确AAE参数与运动学习特定成分之间的因果关系。
5. Conclusion
本荟萃分析表明，AAE选择性地增强运动学习的空间成分，而时间成分在所述条件下反应较弱。在运动任务练习前进行AAE对空间结局的改善最为有效，高强度AAE可进一步增强该效应。这些结果提示空间和时间运动学习成分可能依赖部分不同的神经回路，并对运动诱发的生理变化呈现不同敏感性。在干预设计中考虑运动时机和强度具有重要意义，也为运动和临床康复提供了实践启示：可优先训练空间精度，再关注运动技能的时间方面，并通过优化AAE时机和强度实现更高效的运动学习改善。
