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　　血管新生（agniogenesis）是指新血管的形成和发育，包括内皮细胞增殖、迁移、细胞间黏附、排成直线及形成开放的腔样结构等。研究发现，运动能够引起微血管密度增加，表明运动可以引起血管新生（Ding et al.，2006；Lista et al.，2010）。神经发生（neurogenesis）是指神经干细胞或神经祖细胞在诱导因素下产生新神经元。成年中枢神经系统仍存在神经发生，特别是海马齿状回部位终身保持生成新神经元的能力。而运动可增强海马齿状回部神经干细胞或神经祖细胞的增殖、迁移、存活和分化，促进神经发生。如，7周的运动干预可以增加小鼠海马齿状回的细胞数量，促使海马区的神经发生（Hwang et al.，2016）。胶质发生（gliogenesis）是指神经祖细胞在神经元产生后产生胶质细胞，对神经元起到支持、营养和协助代谢的重要作用。研究发现，4周跑台运动可以促使应激模型大鼠海马区胶质细胞生成（戈含笑 等，2017）。突触发生（synaptogenesis）是指神经元之间的突触形成，具体表现为突触结构的可塑性和突触传递的可塑性。研究发现，运动可以通过改变突触结构参数、突触数量以及突触线粒体结构等促进突触结构的可塑性（任姗姗 等，2010；Dietrich et al.，2008）。

　　白质，是由被髓鞘包覆的神经元轴突组成，连接着不同的大脑皮层区域，负责彼此间信息的传递、共享和协调（Barnea-Goraly et al.，2005）。弥散张量成像可评估体育运动对脑白质纤维完整性的影响。长期规律的运动干预改善了肥胖（Krafft et al.，2014c）、超重（Schaeffer et al.，2014）、聋哑儿童（Xiong et al.，2018）的白质发育完整性和认知相关行为表现。长期的运动技能训练也会导致白质纤维结构完整性的可塑性变化，如，钢琴家、篮球运动员和手球运动员的注意系统及皮层下系统均存在白质纤维结构差异（任占兵 等，2019）。这些研究都证实了体育运动对儿童青少年白质结构的有益影响。

　　脑激活模式，是指当人脑对外界刺激进行响应和加工时，形成的基于任务的、稳定的脑功能活动模式。基于ERP、fNIRS和MRI技术能够实时探测人脑对外界刺激的响应和加工过程。目前，研究发现，短时运动会对儿童青少年完成工作记忆（Chen et al.，2016；Li et al.，2014）、认知控制（Drollette et al.，2014）、认知灵活性（李琳 等，2014）、食物-线索（Masterson et al.，2018）等特定任务相关的脑激活模式和特定时间窗内的ERP成分产生积极影响（Bidzan-Bluma et al.，2018；Chu et al.，2017），完成认知任务的行为表现也得到提升。长期规律的运动干预研究也发现，正常（Chaddock-Heyman et al.，2013）、肥胖（Davis et al.，2011；Krafft et al.，2014b）、聋哑（陈爱国，2016）等儿童在完成特定认知任务时，脑激活模式会发生可塑性改变，且伴随着行为表现的改善。以上研究提示，体育运动对脑激活模式的可塑性有积极影响。

　　脑网络，人脑的认知活动是基于多个脑区交互与作用而形成的复杂脑网络完成的，即使不执行任何任务，这些网络也可以被观察到，主要包括结构网络和功能网络两类（涂燊 等，2013）。基于EEG和MRI的分析可以考察脑网络的可塑性变化。已有研究证实，运动干预能够改善儿童青少年的执行控制网络、突出网络、默认网络、认知网络和运动网络等功能网络（朱丽娜，2017；Amad et al.，2017；Krafft et al.，2014a），以及脑电图电位活动（Huang et al.，2017，2018）和灰质、白质结构网络的连接（Chaddock-Heyman et al.，2018；Pi et al.，2019），且随着时间的推移，表现出更多的空间活动的精细化和专门化。以上研究提示，体育运动对儿童青少年脑网络具有积极的协同与优化作用。

　　综上所述，不断增加的随机对照研究均揭示了体育运动在改变儿童青少年脑结构形态和功能活动可塑性中的因果效应，长期运动和短时运动均能够促进脑的可塑性变化，且在正常及特殊儿童群体中都显示出特异性作用。然而，也有研究提出，运动对脑智发展的积极作用可能在儿童和老年人群中较为突出，在青少年或年轻人群中，运动的促进作用还存在一定争议（Hillman et al.，2008），这可能是横断面的研究设计缺陷、样本量较小以及运动干预的剂量设置偏差等原因导致的（Pontifex et al.，2018；Ruotsalainen et al.，2019；Stroth et al.，2009）。总体来看，研究结论仍然支持运动对儿童青少年脑的功能和结构的积极效应，但体育运动对脑结构网络和功能网络的交互影响和耦合关系还有待深入的研究，如白质和灰质发育是否存在相互依赖和协同的交互关系，体育运动如何对脑结构发育形态同步关系产生影响等。

　　执行功能，是指在完成复杂的认知任务时，对各种基本认知过程进行协调和控制的高级认知过程。根本目的是产生具有目的性、协调有序的行为（Funahashi，2001）。体育运动对儿童青少年执行功能的影响研究，主要集中在剂量效应的探索和提升儿童青少年执行功能的运动方案研发。剂量效应的研究指出，30 min以上（陈爱国，2016）、中等强度（陈爱国 等，2011；Ludyga et al.，2016）、有氧（颜军 等，2014）、合作类型（陈爱国，2016）的运动，对改善儿童青少年的执行功能效果更佳。提升儿童青少年执行功能的运动干预方案研究则证实，针对性开发的体育运动干预方案不仅能够促进普通儿童的执行功能（Ishihara et al.，2018），还能够改善肥胖（Crova et al.，2014）、注意缺陷多动障碍（Kim，2018）、自闭症（Pan et al.，2017）、学习困难（潘家礼 等，2016；殷恒婵 等，2017）、聋哑（Xiong et al.，2018）、留守（陈爱国，2016）等特殊儿童的执行功能；发育障碍儿童的干预效果比正常儿童更好（潘家礼 等，2016；殷恒婵 等，2017）。目前，随着证据的积累，针对不同儿童执行功能发育特征开发精准的运动干预方案的理论与实践研究逐渐成为热点。

　　学业成就，是儿童青少年在学校教育中的主要成果，也是学生发展的重要目标。评价学业成就的两个核心内容是学习行为表现和学业成绩。研究成果表明，短时或者长期的体育运动可以改善和提高学生的注意力、动机和自控力等学习行为，降低其攻击性行为，以及减少学生的课堂不当行为（Jarraya et al.，2019；Kibbe et al.，2011；Pontifex et al.，2013）。就学业成绩而言，增加儿童青少年的体育运动时间，不仅没有妨碍他们的学业成绩，还有助于其阅读、数学等课程成绩的提升（Donnelly et al.，2016；Watson et al.，2017）。由上可知，体育运动可促进学生学业成就，然而这一观点仍然受到许多质疑，未来需要提供更多可靠和有力的科学证据，辅以宣传和科普，扭转错误的认识。

　　近年来，随着不同视角理论的演进以及多学科研究证据的积累和融合，体育运动与儿童青少年脑智提升关系轮廓逐渐清晰，形成一个目标明确的、综合的、多路径的理论成为当下必然趋势。本研究对该领域公认且具有代表性的9种单一假说或理论进行分析与归纳，整合为生理学、动作技能、心理学和社会学4个视角（表1），并融合当下最新研究成果，发现该领域已基本上具备构建一个揭示体育运动与儿童青少年脑智关系框架的必要条件。基于此，我们提出一个初步的“体育运动提升儿童青少年脑智的多路径模型”（图2），尝试全面揭示体育运动与儿童青少年脑智提升的关系。该模型认为，体育运动对儿童青少年脑智的作用是多个路径的、综合性的，各路径间可能是彼此独立的，更有可能是共同作用的。体育运动提升儿童青少年脑智涉及运动负荷、动作技能、情景互动、心理状态4条主要路径，下面具体阐述每条路径的作用机制。

　　动作技能作为体育运动的核心要素，动作技能的学习与实践与儿童青少年脑智的提升息息相关。首先，动作技能的学习，特别是复杂的动作技能（协调性的、多肢体参与的、认知参与丰富的动作等），涉及皮层-皮层下的协同作用，激发了广泛的脑神经网络，形成特定的连通回路，即所谓的“动作—认知—情感”功能环路（董奇 等，2004；Lakhani et al.，2016），成为动作与心理活动相联系的物质基础。可以认为，大量的动作练习过程即是脑智发展的过程（Tomporowski et al.，2019；Van Der Fels et al.，2015）。其次，动作技能的实践应用，当动作技能经历新环境、新问题、新挑战时，个体在协调和组合原有动作，形成新的更复杂、更灵活、更有效动作的基础上，也会使脑智实现突破与优化（陈爱国，2016；Diamond，2015）。

　　心理状态可以影响儿童青少年脑智的发展。个体孤独、消极的情绪体验和压力都会损害其脑智（Frick et al.，2013；Plotsky et al.，2000），而运动干预可以通过缓解压力、增加社会交往、体验更多的积极情绪，进而提高儿童青少年脑智（崔荣荣，2019）。另外，参与体育锻炼的兴趣、态度会间接影响脑智的发展（Krafft et al.，2014c；Stillman et al.，2016）。尽管参与体育锻炼的态度和积极性不会直接影响儿童青少年脑智发育，但态度和积极性与参与水平和坚持性关系密切，经常锻炼、体力活动多、体适能高和运动表现良好的儿童青少年学业成绩好于不经常参加锻炼的儿童青少年（Strömmer et al.，2020；Talukdar et al.，2018）。

　　正如前文提到，采用体育运动手段提升儿童青少年脑智，有其巨大优势。针对性开发的运动干预方案不仅能够促进正常儿童青少年的脑智发展，也能够改善或提升学习困难、聋哑、肥胖、自闭症、注意缺陷多动障碍等异常儿童青少年的脑智健康水平。采用体育运动手段提升儿童青少年脑智，不仅是学术研究前沿，也满足国家社会重大需求。《“健康中国2030”规划纲要》和《全民健身计划（2021—2025年）》两个重量级文件先后出台，标志着全民健身与健康中国全面融合，“体卫融合”成为建设健康中国的重要途径。因此，构建提升儿童青少年脑智健康的“体卫融合”新模式势在必行，亟需开展相关知识与理论体系、运动处方库建设、应用与服务体系等研究，为提升儿童青少年脑智健康，推进健康中国建设提供重要措施和依托。