Chinese Journal of Tissue Engineering Research ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (14): 3043-3050.doi: 10.12307/2025.400
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Deng Qing1, 2, Qiu Chen1, Wang Qingjun3, Huang Gui2, Zhang Yeting4
Received:
2024-04-27
Accepted:
2024-06-26
Online:
2025-05-18
Published:
2024-09-29
Contact:
Zhang Yeting, PhD, Lecturer, School of Aviation Safety and Security, Civil Aviation Flight University of China, Guanghan 618307, Sichuan Province, China
About author:
Deng Qing, PhD, Lecturer, School of Sport Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210012, Jiangsu Province, China; School of Physical Education, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing 211171, Jiangsu Province, China
Supported by:
CLC Number:
Deng Qing, Qiu Chen, Wang Qingjun, Huang Gui, Zhang Yeting . Dynamic evolution of research topics in the field of physical activity and executive function[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(14): 3043-3050.
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2.1 年发文量分析 基于Web of Science收录论文统计,自1993年开始至2024-04-10,身体活动与执行功能领域所发表的核心研究论文达4 386篇。其中,2021年的发表量最多,达到569篇。身体活动与执行功能领域的文献数量呈明显增长趋势,见图2。2006年之前,此领域研究文献数量较少;2006-2018年,相关文献数量逐渐增加;2018年后发文量迅速增多,反映出该领域研究热度逐步加强;2022年开始发文量虽然有所下降,但是2020-2023年发文量均大于500篇,反映出身体活动与执行功能领域研究热度仍旧强劲。 2.2 关键词分析 通过关键词能够反映论文的研究重点与核心主题 [8]。身体活动与执行功能领域关键词数量庞大,这可能会导致信息杂乱,为避免这种情况的发生,通过设置数据和网络精简阈值,去除次要信息,突出主要信息,从而利于获取清晰的图谱[9]。 2.2.1 关键词主题覆盖图 关键词主题覆盖图以关键词数来表征主题数,以数据流来展示研究主题的新旧更替及稳定性情况[10]。如图3所示,左起分别代表6个区间相应的关键词变化趋势。这6个区间的关键词数量分别为46,133,242,282,343和336,数量上呈增长趋势,这表明该领域研究范围的不断拓宽与研究主题的日渐丰富。各区间共享关键词的数量分别为37,117,197,246和284,重叠系数分别为0.26,0.45,0.6,0.65和0.72,也呈现出了增长态势,由此可知,身体活动与执行功能领域研究的继承性不断加强,研究方向也日趋稳定。从新生关键词和消亡关键词的变化情况来看,1993-2006年向2007-2011年的发展过程中,新生96个关键词、消亡9个关键词;2007-2011年向2012-2015年的发展过程中,新生125个关键词、消亡16个关键词;2012-2015年向2016-2018年的发展过程中,新生85个关键词、消亡45个关键词;2016-2018年向2019-2021年的发展过程中,"
新生97个关键词、消亡36个关键词;2019-2021年向2022-2024年的发展过程中,新生52个关键词、消亡59个关键词(24年数据不全)。每个区间新生关键词的数量均大于消亡关键词的数量,预示新旧研究之间的交替不断发生,说明身体活动与执行功能领域相关研究活跃度高。整体来看,身体活动与执行功能领域的研究呈现出蓬勃发展的态势,相关研究日趋深入,未来发展空间较大。 2.2.2 研究主题演化状态分析 图4呈现了1993-2006年、2007-2011年、2012-2015年、2016-2018年、2019-2021年及2022-2024年6个阶段身体活动与执行功能领域研究主题演化状态。 在战略坐标图中,各区间4个象限的主题聚类分别有不同的性质[11]:主题聚类位于第1象限,中心度(Centrality)和密度(Density)值均为正数值,表明该主题内部联系紧密,发展程度高;主题聚类位于第2象限,中心度值为负数值,密度值为正数值,表明该主题成熟度高但外部联系较弱,一般其专业性较强;主题聚类位于第3象限,中心度和密度值均为负数值,表明该主题是处于边缘位置的薄弱研究,往往是新生或衰退的主题;主题聚类位于第4象限,中心度值为正数值,密度值为负数值,表明该主题虽然处在核心地位,发展潜力大,但成熟度不高,仍然对研究领域有很大的影响力。将得到的78个主题聚类按不同战略区域进行划分,见表1。"
(1)传统主题演化状态:EXECUTIVE-FUCTION(执行功能)在1993-2006年为最大主题聚类,发文量最多,较大部分位于第四象限,较小部分位于第一象限,中心度高,密度相对较低,发展潜力大,是该时期的引擎主题。在2007-2015年该主题位于第一象限,在这一时期该主题发展成熟。但是在2016-2024年该主题位于第三象限,表明在这一时期该主题已属于边缘主题。 CHILDREN(儿童)在1993-2006年位于第一象限和第二象限之间,中心度高但是缺乏外部联系,在2007-2011年该主题消失。到2012-2015年该主题出现在第四象限,虽然成熟度不高,但是具有较好的发展潜力。在2016-2021年该主题位于第二象限,成熟度在这一时期达到最"
高值。然而,在2022-2024年该主题位于第三象限,表明在这一时期该主题已属于边缘主题。 OLDER-ADULTS(老年人)在1993-2011年位于第四象限,表明该主题在这一时期处于核心地位但成熟度不高,发展潜力大,对研究领域有很大的影响力。在2012-2024年,该主题位于第一象限或第二象限,表明该主题发展程度及成熟度较高,一直是该领域的重要研究主题。 ABILITY(能力)主题只出现在1993-2006年,且位于第二象限,随后该主题聚类便消失。能力主题下涵盖的关键词主要有精神疾病、残疾和成就等,因此,推测在后续发展中取代能力主题的聚类可能有认知障碍、认知功能和技能。 (2)现代主题演化现状:位于第一象限的主题词包括ADOLESCENTS(青少年)、OLDER-ADULTS(老年人)、AEROBIC-EXERCISE(有氧运动)和TASK(任务)。这些主题其内部连接程度和外部连接程度都较高,有着较强的稳定性和向外扩散的能力,表明这些研究方向相对成熟,是该领域在2022-2024年的核心研究主题方向,也是该领域未来研究的重要方向。在青少年主题中,涉及的具体研究内容包括对患有自闭症、注意缺陷多动障碍等精神疾病的青少年进行运动干预,从而探究其执行功能等认知能力的改变[12-14];探究不同的生活方式干预,如不同类型和强度的身体活动干预、主动电子游戏干预等对青少年执行功能的影响[15-16]。在老年人主题中,涉及的具体研究内容包括通过斯特鲁普任务(Stroop task)、N-back任务(N-back task)和工作切换任务(task-switching task)等任务模式来评估老年人的执行功能[17-18];采用有氧运动、抗阻运动以及身体活动联合认知训练干预(如虚拟现实认知训练)等方式对老年人进行干预,并探究执行功能改善效果与干预时间、强度和频率的关系[19-21]。在有氧运动主题中,涉及的具体研究内容包括探究开放式技能训练(指在不可预测的环境中执行运动任务的技能)和/或封闭式技能训练(指在一个稳定的环境中执行运动任务的技能)干预对不同人群执行功能的影响[22];采用系统评价等手段对有氧运动影响执行功能的效应量进行评价[12,23]。 在任务主题中,涉及的具体研究内容包括利用斯特鲁普任务、威斯康星卡片分类任务(Wisconsin Card Sorting task)、N-back任务、工作切换任务、oddball 任务(oddball task)、 注意网络任务(attention network task)以及Flanker任务(flanker task)等模式来评估执行功能的子成分,如抑制控制、工作记忆和认知弹性等[24-25]。 位于第二象限的主题词包括MOTOR-SKILL(运动技能)、NEUROTROPHIC-FACTOR(神经营养因子)、EXERCISE(运动)、PHYSICAL-EXERCISE(身体运动)和LIFE-STYLE(生活方式)。这些主题的外联度高而内联度低,表明这些主题的内部连接较弱,但却紧密的与其他研究方向有所关联。该象限主题的特点是易向其他相关方向的主题聚类进行游离和转变,因此是该领域在2022-2024年的次级研究主题方向。在运动技能主题中,涉及的具体研究内容包括探究体育活动、基本运动技能、执行功能和儿童早期计算能力的关系,探究粗大和精细运动技能、身体活动、执行功能和学业成就之间的联系等[26-29]。在神经营养因子主题中,涉及的具体研究内容包括探究血清脑源性神经营养因子、丙二醛、超氧化物歧化酶、谷氨酸、谷胱甘肽过氧化物酶4和铁离子等生物标志物的改变与执行功能的关系[30]。在运动主题中,涉及的具体研究内容包括探究运动对患有注意缺陷多动障碍、轻度认知障碍、发育性协调障碍、自闭症谱系障碍、抑郁症和唐氏综合征等精神疾病人群执行功能的影响[31]。在身体运动主题中,涉及的具体研究内容包括身体活动对少年儿童反应时及时空定向技能的影响[32]。在生活方式主题中,涉及的具体研究内容包括探究中老年人心血管系统健康状况(如平均动脉压、有无心血管系统疾病等)、生活方式(如身体活动水平、饮食结构等)与健康和执行功能之间的关系[33-35]。 位于第三象限的主题词包括EXECUTIVE-FUNCTION(执行功能)、CHILDREN(儿童)和PHYSICAL-ACTIVITY(身体活动)。这些主题的内联度和外联度均较低,这些主题曾经是重要的研究主题,但是随着时间的推移,已经不再是研究的重点方向,是2022-2024年的边缘研究主题方向。在执行功能主题中,涉及的具体研究内容包括探究脑创伤、学习障碍等人群的执行功能,以及不同运动强度对认知的影响[36-37]。在儿童主题中,研究内容主要涉及教师、幼儿园儿童及小学生等人群,涉及对负面情绪、代谢消耗的研究。在身体活动主题中,主要涉及的研究内容包括健康行为、基础运动技能和认知过程等。 位于第四象限的主题词包括COGNITIVE-FUNCTION(认知功能)、INTERVENTIONS(干预措施)、OUTCOMES(效果)、RISK(风险)和ADULTS(成年人)。这些主题外联度较低但是内联度较高,说明这些主题的独立性较强,但是外部连接相对较弱,因此是2022-2024年的独立研究主题方向。虽然如此,但由于其内部稳定性非常强,战略地位也十分重要,很可能是未来演变成该领域的核心研究主题。在认知功能主题中,涉及的具体研究内容包括通过核磁共振成像、事件相关电位等技术手段探究身体活动改善执行功能的脑机制[38-39];探究老年人患认知障碍的危险因素、运动强度与改善认知障碍的关系以及相关机制。在干预措施主题中,涉及的具体研究内容包括探究身体活动(主要为运动的强度)、身体活动联合认知训练等干预方式与不同人群执行功能之间的关系[40];涉及对智力障碍人群的研究等。在效果主题中,涉及的具体研究内容包括利用随机对照试验、系统评价对身体活动干预的效果进行分析。在风险主题中,涉及的具体研究内容包括对导致认知障碍、认知下降、阿尔茨海默病以及跌倒的风险因素进行探究。在成年人主题中,涉及的具体研究内容包括探究执行功能的性别差异和个体差异,探究久坐行为对大学生认知的影响等 [41]。 2.2.3 主题演化路径 图5为1993-2024年主题演化路径图,图中圆圈节点及文字表示聚类主题,节点越大则与主题相关的文献量越多;相邻时期节点间的实线表示主题继承,虚线表示主题分化,线的颜色深浅、粗细与主题相似度呈正比,连线颜色深且粗,两个主题的关联强度高,演化能力强;孤立点表示发展成熟的、专业性较强的主题。随着时间的推移,身体活动与执行功能研究领域在各个时期内节点的数量呈现增长趋势,每个时期节点数量分别为4,11,20,12,15和17,每个时期内节点的路径也逐渐增多、广泛交叉,演化关系复杂。根据各研究阶段演化情况,身体活动与执行功能研究领域可分为执行功能、儿童、老年人和干预措施4个主要演化方向,并形成了11条子演化路径。 一是执行功能演化路径,主要包括以下3条子路径:①执行功能→风险→下降、风险→障碍→风险、障碍→风险、生活方式;②执行功能→执行功能;③执行功能→认知功能→风险因素、认知功能、成年人、障碍→运动、障碍、成年人、久坐行为→程序、运动、联合、认知功能→运动技能、运动、效果、成年人、认知功能、干预措施。第一条路径主要研究的是执行功能"
障碍或下降,以及引起执行功能障碍和下降的风险因素;第二条路径主要关注的是身体活动本身对执行功能的影响;第三条路径主要研究的是身体活动对成年人认知功能的影响,探索久坐行为等引起认知障碍的风险因素,以及探究有效的干预措施。上述研究路径提示,在探究身体活动与执行功能的过程中,逐渐衍生出探究阿尔茨海默症、认知下降、认知障碍以及跌倒等风险的方向,这也是目前执行功能这一演化路径上的研究热点。值得注意的是,执行功能演化路径演化至2022-2024年期间出现了新的主题——运动技能、生活方式。有学者认为,执行功能很可能是身体活动能力与学业成就之间的中介因素,因此不仅需要关注与学业成就相关的认知功能,还需要关注运动技能的发展所带来的影响[42-44]。运动技能作为新发展出来的主题,位于第二象限,具有很大的发展潜力,值得学者们进行关注。目前,调整生活方式是否可以改变执行功能并不明确,但越来越多的人通过调整自己的生活方式,起到了预防痴呆症、肥胖、糖尿病或高血压的效果。关于生活方式的研究,主要将目光聚焦在生活环境丰富度、身体活动度、睡眠状况和饮食健康等方 面[45-47]。生活方式作为新发展出来的主题,同样位于第二象限,但是其中心度较小,与其他的主题之间联系互动较少,具有一定的发展潜力,同样值得学者们关注。 二是儿童演化路径,主要包括以下3条子路径:①儿童→运动→障碍、青少年→成就、障碍、运动→青少年、行为、障碍、风险、运动→青少年、运动技能、运动、风险、认知功能;②儿童→身体活动→认知下降、身体活动→身体活动、任务、久坐行为→任务、身体活动、程序→任务、身体活动、干预措施、运动技能、效果、身体运动;③儿童→技能→效果、儿童→儿童、身体运动、成就→儿童、程序、身体运动→儿童、神经营养因子、干预措施、运动技能、效果、身体运动。第一条路径主要研究的是运动对青少年儿童认知功能、学业成就的影响;第二条路径主要研究的是通过一些任务模式研究身体活动等因素对认知的影响;第三条路径主要研究的是探究不同干预措施对儿童运动技能、神经营养因子的影响。上述研究路径提示,在探究儿童身体活动与执行功能的过程中,重点研究的人群由儿童向青少年进行演化,最终儿童主题位于第四象限,而青少年位于第一象限,青少年成为该领域的核心研究主题方向之一;不同身体活动干预方式对儿童青少年执行功能、学业成就的影响,也是儿童这一演化路径上的研究热点。值得注意的是,儿童演化路径演化至2022-2024年期间出现了新的主题——神经营养因子。有研究认为,身体活动可以改善儿童的执行功能,很可能是由于脑源性神经营养因子的表达增加所引起的[48]。因此,探明各类神经营养因子在身体活动改善执行功能的过程中所起到的作用,将有助于深入了解运动改善认知的生物学机制。神经营养因子作为新发展出来的主题,位于第二象限,并且有进入第一象限的趋势,表明其很有可能会发展成为较为成熟的主题,从而成为未来研究的重要方向之一,因此,也十分值得学者们关注。 三是老年人演化路径,主要包括以下3条子路径:①老年人→任务→任务、身体运动→任务、效果、身体运动;②老年人→老年人;③老年人→有氧运动→有氧运动、随机对照试验→有氧运动。第一条路径主要研究的是通过一些任务模式评估身体活动对老年人认知影响的效果;第二条路径主要关注的是身体活动对老年人这一群体的影响;第三条路径主要关注的是有氧运动这种干预措施。上述研究路径提示,在探究老年人身体活动与执行功能的过程中,研究的人群一直为老年人。老年人的执行功能与身体活动有关,特别是与体育锻炼有关。一些研究还表明,老年人执行复杂的运动任务也需要良好的执行功能来支持[49]。老年人这一主题在演化过程中始终处于重要的位置,其在多个阶段包括在最近时期均位于第一象限内,是核心研究主题方向之一。值得注意的是,有氧运动在老年人这一演化路径中扮演着重要的角色,这可能与老年人进行有氧运动干预相对于其他形式的运动干预会更加安全有关。有氧运动这一主题在演化过程中同样处于重要的位置,也是核心研究主题方向之一。因此,有氧运动对老年人执行功能的影响也是学者们未来需要重点关注的方向。 四是干预措施演化路径,主要包括以下2条子路径:①干预措施→影响→成年人→认知功能、联合→成年人、认知功能、干预措施;②干预措施→久坐行为→程序→干预措施、运动技能、效果。第一条路径主要研究的是探究不同干预措施对成年人认知功能的影响;第二条路径主要研究的是不同干预措施的干预效果。上述研究路径提示,在探究身体活动与执行功能的过程中,干预措施的多样性、不同干预措施的效果是这一路径的研究重点。有研究认为,体育锻炼与认知训练联合干预可有效延缓老年人执行功能的下降,作用效果与干预时间长短、频率有关[20,50]。然而,体育锻炼联合认知训练干预的效果是否优于体育锻炼单独干预还存在争议。干预措施这一主题在最近时期位于第四象限内,其发展潜力较大。"
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