张俊梅王少兵林钦杰
1浙江大学教育学院（杭州 310028）2福建师范大学体育科学学院（福州 350117）3福建师范大学教育学院（福州 350117）
体育运动对孤独症的影响研究进展
张俊梅1王少兵2林钦杰3
1浙江大学教育学院（杭州 310028）2福建师范大学体育科学学院（福州 350117）3福建师范大学教育学院（福州 350117）
体育运动；孤独症；自闭症；孤独症谱系障碍；生理健康；心理健康；核心症状
孤独症又称自闭症，指以沟通障碍、社会交往障碍、兴趣范围狭窄及行为重复刻板为核心症状的一类神经发育障碍性疾病，起病于婴幼儿期，男性居多[1]。最早由美国儿童医生凯纳于1943年提出，我国在20世纪80年代引入孤独症这个概念。随着2013年美国精神疾病诊断标准[2]的出台，“孤独症”这一名词逐渐被“孤独症谱系障碍”取代，其定义孤独症谱系障碍（au⁃tism spectrum disorders，ASD）为单一分类，将其归属于神经发育障碍，取消广泛性发育障碍概念，指出其基于两个核心领域的损害：持续性相互的社会沟通及社会交往障碍、限制性重复的行为模式；并明确表示孤独症是一个谱系障碍，谱系里难以细分，故废除了“非连续”亚分类（孤独症、童年瓦解性障碍、阿斯伯格综合征和非特定的广泛性发育障碍）。鉴于目前学术界对概念界定依旧存在分歧以及以往研究中学者们惯用“孤独症”，本文标题中采用“孤独症”。需要说明的是，本文如涉及到不同的概念，均以文献资料为准，暂不作统一。
孤独症流行病学数据显示，2011～2012年全球孤独症患病率为62～70/10000[3]；2012年美国儿童的孤独症谱系障碍发病率为 1/68[4]；英国为 1/86～1/64[5，6]。我国尚没有全国范围的研究报告，据估计约有150万患病儿童[7]。令人震惊的是，2011年美韩联合研究小组对韩国55266名7～12岁学生进行调查，发现孤独症的患病率高达1/38[8]，提示孤独症患病情况可能远比想象的普遍，所以发展改善和治疗孤独症的方法尤为重要。迄今为止，孤独症的发病机制不明确，以致治疗上尚无特效药物，现主要针对孤独症患者生理、心理及核心症状，采用行为学方法进行早期干预。现有研究发现，体育运动能够改善孤独症患者部分功能障碍[9]。自闭症儿童的康复漫长而艰难，需要家庭和社会更多的关爱，需要建立“家-学校-社会”的密切合作关系，体现出“生理-心理-社会”和谐统一的大教育观思想[10]。体育运动干预可以在社区、家庭和学校实施，其形式多样，如动作训练、体育游戏和专项体育等。孤独症的生态观认为：孤独症不是一个静态的症状，而是机体与外部环境之间相互作用的动态发展过程。体育运动本质上是基于生态观下的行为干预模式，相较于传统的干预方法，体育运动干预更注重生态化原则，符合自闭症幼儿的身心发展特点，患者主体性能够得到充分的发挥，从而改善其沟通行为，减少问题行为和增强体质[11]。
国外关于体育运动对孤独症的影响研究已深入到微观层面的分子作用机制，我国起步晚，多为宏观理论与个案研究。此外，从研究对象来看，国内主要集中于儿童（幼儿），国外研究涉及儿童、青少年和成人。本文通过梳理国内外孤独症体育运动干预的研究结果，分析对孤独症患者实施体育运动干预的可行性和必要性，体育运动对孤独症患者身心健康及核心症状的影响，以及孤独症的相关机制研究，以期为后续研究的开展提供借鉴。
1 体育运动干预的可行性和必要性
为了研究体育运动对孤独症的影响，首先要考虑孤独症患者能否习得或模仿体育运动的动作。现有的研究表明其可行。Hammes等[12]最早发现孤独症患者难以模仿一些简单的肢体运动和有象征意义的动作。但是，模仿能力测试表明[13-15]：孤独症患者的能力表现很大程度上取决于任务的难度、患者的年龄及其认知能力。如年龄大的患者优于年龄小的，语言能力强的明显优于弱的；而对于个体来说，具体动作的模仿表现要好于抽象动作。其实，孤独症患者的模仿能力不是完全丧失，而是发展相对迟缓[16]。Mcintosh等[17]比较孤独症与正常儿童在观察各种表情时的肌电图，发现孤独症儿童在观察表情图片时缺乏自动的面部表情模仿。可当孤独症儿童被要求主动模仿那些表情图片时，其肌电图和正常的类似，表明孤独症患者是自动模仿功能缺陷而不是模仿或运动功能缺陷。
体育运动对自闭症儿童的发展具有不可替代的作用[18]，大量的临床观察和实验研究证明[19]，自闭症儿童缺乏运动与其问题行为之间存在关联，运动不仅能使他们获得健康的身体，运动过程及其所伴随的交往情境也为自闭症儿童的干预提供了生态的自然媒介。有证据表明体育运动会对孤独症谱系障碍的青少年产生中等到显着程度的最大化影响，有助于其运动能力发展和身心健康，减少刻板重复和自我伤害的行为[20]。因此，体育运动对孤独症的干预具备一定的理论基础和实践意义。
2 体育运动与孤独症患者的生理健康
临床实践中发现，孤独症患者存在运动量不足、惰性强、耐力差、协调能力和平衡能力弱、运动技能低下、大肌肉力量较差等特点[21，22]。基于这些特点，重要的是要科学合理地增加体育运动来改善患者的生理健康。
系统的且设计良好的希腊传统舞蹈训练可以提高孤独症患者的神经肌肉协调性。Despina等[23]设计了一个8周希腊传统舞蹈训练项目（单人或成对），每周3次，每次持续35～45分钟。孤独症患者在治疗期间神经肌肉协调性测试的基线成绩有所提高。裴晶晶等[24]研究结果表明，3个月韵律操练习干预对自闭症儿童姿势控制能力具有良好的改善作用，尤其是对前庭功能、本体感觉的改善效果明显。然而，近年研究发现，孤独症谱系障碍儿童的肥胖症比例越来越高[25]，其原因可能是孤独症的特定障碍和一般环境因素导致能量摄入和消耗不平衡。一项9个月跑台步行（TW）计划以孤独症病情严重的青少年患者为对象，研究其运动能力和体质指数（BMI）的改善效果，结果显示：月平均TW频率、速度、坡度增加，热量消耗增加，BMI显着降低[26]。但还需要进一步的系统研究以制定能适应ASD群体社会交往、交流、运动和行为障碍的全面多因素的肥胖干预方法。
Fragala-Pinkham等[27]为孤独症谱系障碍儿童设计了集体游泳和水上运动项目，结果证实这个项目是切实可行的，有助于提高ASD儿童的游泳技巧。由于个体差异的存在，我们要评估是集体项目还是个人项目对孤独症患者的干预改善作用更大。且考虑到对于一些受试者来说，运动强度过低可能是导致运动效果不显着的原因。Magnusson等[28]探究了一个个性化定制且高强度的运动处方是否会对ASD儿童和青少年的身体健康和行为产生积极的影响。通过体能测定和正、负面行为的评估发现，参与此运动处方后，患者体能和行为表现均有所改善。这些结果表明个性化的高强度运动处方能够有效改善ASD患者症状并促进其健康。刘映海等[29]研究也指出，对自闭症儿童的干预效果存在较大个体差异，提示对孤独症谱系障碍患者进行体育运动干预时应当注重个体差异。
经常锻炼身体显然是有益的，但是许多患有孤独症谱系障碍的青少年和成人并不经常运动。对于提高体育运动干预的策略研究，Lalonde等[30]采用多基线设计来验证一个治疗方案，包括目标设置和稳定增加孤独症谱系障碍患者在学校的步数。在初始基线水平，参与者配戴计步器，设置每日要完成的最少步数，参与者要设法增加活动以达到目标。在第一阶段治疗后，5名被试都成功达到其目标，每天走10000步或更多。社会有效性评估表明，参与者及其教师都高度认可这项干预。这表明目标设置可作为提高运动干预的简单策略且值得进一步研究。Yanardag等[31]开展了水上游戏技巧实验（每周3次，每次持续1小时，共计12周，在教导研究部分使用视频提示程序），结果发现干预对孤独症儿童是有利的，且视频提示策略对教导孤独症儿童水上游戏技巧有效。建议将这项引人注目的实验干预作为孤独症儿童发展运动能力和扩展休闲技能知识的一种方式。
总之，依据现有的研究结果，对孤独症谱系障碍的儿童和青少年进行体育运动干预时建议采取以下试验性方案：运动频率每周1～4次；每次运动持续时间40～60分钟；运动强度从中等到剧烈水平；运动持续10～14周[32]。但是，还需要更多的研究来确定适宜的且能产生最大化效益的运动项目。
3 体育运动与孤独症患者的心理健康
郭剑华[33]采用体育舞蹈对孤独症儿童辅助治疗后发现，体育舞蹈不仅可以影响患病儿童的形态、身体素质，还可以积极地干预自闭症儿童的心理应激。以下主要从孤独症患者的压力和焦虑、自制力和注意力等方面来论证体育运动可以改善患者的心理健康。
多数患有孤独症谱系障碍的青少年和年轻成年人都经受着高强度的压力和焦虑。Hillier等[34]为了探究体育运动和放松恢复能否缓解患者的压力和焦虑，在8周运动干预期间，测定每周3次干预前后受试者唾液中皮质醇水平。结果表明最后一次运动后的皮质醇与初测相比显着减少，且与自我报告的焦虑测试一致。尽管在这些压力测试中皮质醇的减少不是持续不变的，研究结果依然强调了运动和放松对改善压力症状的可能性。未来的研究可以进一步检验体育运动干预后压力减轻的持续效应。
孤独症谱系障碍的儿童自制力出现问题，往往表现为脾气暴躁以及刻板重复、冲动的行为，导致学习障碍和看护障碍。Chan等[35]通过4周的研究表明，内养功（实验组）对自制力提高程度高于传统渐进式肌肉放松法（对照组），实验组前扣带皮质（调节自制力的区域）的脑电活动增强，而对照组未见此现象。同时，家长报告指出，孩子的孤独症症状减轻，对脾气和行为的控制力提高。此结论支持中国陈式身心运动有望作为一个神经心理康复手段应用于有自制力问题的患者。基于以上研究，结合中医药理论，可进一步研究我国传统体育项目的干预作用。
孤独症谱系障碍的儿童注意力也存在问题，现有研究表明，可利用体感游戏进行改善。体感游戏是一种以循证实践为指导原则的个体干预方法，其内容丰富，涉及球类运动、跳舞、探险等多个方面。Bartoli等[36]在分析体感游戏干预前测、中测和后测的数据变化后发现，受试者在选择性注意和持续性注意方面都有提高，且其社交障碍和焦虑减轻。Bartoli等[37]进一步分析实验组和对照组在实验前后的数据变化，提出体感游戏有可能促进自闭症儿童注意力和视觉动作的协调发展。
4 体育运动与孤独症患者的核心症状
值得注意的是，孤独症患者的身心健康要包含核心症状的改善，生理心理的健康与核心症状的减轻相辅相成，相互作用。
对于社会交往障碍和刻板重复行为，Movahedi等[38]采用随机对照试验对30名来自同一培训中心的孤独症儿童进行14周的Kata技术训练，结果发现训练组患儿的社会交往障碍现象减少了40.32%，而且改善效果在结束训练1个月后持续存在。Bahrami等[39]研究了长期Kata技术训练对孤独症儿童刻板重复行为是否具有缓解作用，结果发现训练组患儿的刻板重复行为减少了42.54%，改善效果在结束训练1个月后持续存在。这两个研究表明Kata技术训练可显着改善孤独症儿童的社会交往能力和刻板重复行为，且存在一定的持续效应。Macdonald等[40]用一般线性模型单变量分析法测试孤独症谱系障碍的儿童运动技能与社交能力之间的关系，结果表明，在控制年龄、智商、种族、性别和临床诊断依据等因素后，运动技能越低的儿童社会交往能力缺陷越大。但是，行为学上如何解释运动技能与社交能力的关联性将有待进一步研究。
Mao等[41]指出，孤独症干预应发展和提高同伴体育游戏技能，以促进社交能力的发展和迁移。Bartoli等在研究中运用的“形状游戏”和Garzotto等运用的“图像重叠游戏”，既可以进行单人模式，也可以进行多人模式。在多人模式中，受试者需要合作才能做出与屏幕上形状匹配的身体姿势，有助于提高自闭症儿童的社会互动能力[37，42]。从目前检索到的文献来看，有不少研究是以团体体育运动来干预孤独症且取得一定疗效的，如张志勇等[43]采用3个月大量密集的体育团体游戏干预，通过观察记录和量表测评发现，自闭症儿童在人际交往、语言交流方面均出现较明显的进步，大部分基本沟通行为获得了不同程度的改善。郭剑华[44]在自然情景下对自闭症幼儿进行体育集体舞蹈教学，结果发现受试者的主动沟通次数显着增加，主动沟通行为得到发展。然而，考虑到个体间差异性、运动强度等因素，集体项目相比于个人项目，对患者的干预效果是否存在优势？Sowa等[45]对16个行为研究进行了元分析，包括了133名儿童和成年人，虽然样本量比较小，但是可以得出试验性结论：相比团体活动，针对个体的体育运动干预对孤独症谱系障碍的儿童和成人在社会交往能力、运动能力和行为模式上的改善更显着。关于交流障碍的影响还不能形成结论，需要更多关于个人和团体体育运动干预的影响研究。
5 孤独症体育运动干预的机制探索
目前认为孤独症与遗传、感染和免疫、孕期理化因子刺激、神经内分泌和神经递质功能失调等多种因素有关，且遗传、免疫和环境的协同作用可能是孤独症发病的重要原因[46]。从中医辨证角度分析，孤独症属于肾虚和先天不足等范畴，劳思、抑郁和易怒等因素可能使病情恶化。通过建立孤独症动物模型，探讨其相关病因理论及作用机制，对于探索新的干预手段、改善孤独症患者的生命质量具有重要意义[47]。
目前，国外对孤独症鼠模型做体育运动干预时，主要参照Wagner等[48]的方法建模。选取雄性SD幼鼠（2周龄），出生后第14天皮下注射丙戊酸钠（生理盐水配成0.1 m l/kg溶液，400 mg/kg体重），出生日记为第0天。Wagner等系统地检验了行为发育障碍、行为退化、刻板重复或自我伤害行为，提出用该方法建立的孤独症鼠模型，其个体发生的发育障碍与孤独症的临床症状相近。确立合适的动物模型是实验的基础，是评价实验结果的重要依据。在此模型基础之上，国外开展了一些作用机制研究。Seo等[49]研究发现，通过上调络丝蛋白信号通路，跑台运动改善了孤独症模型鼠的行为表现和空间学习记忆能力。Kim等[50]研究发现，跑台运动提高了孤独症幼鼠的运动能力，并且提出疗效的可能机制是抑制了由络丝蛋白介导的小脑浦肯野神经元的细胞凋亡。海马Ca MKⅡ/SynapsinⅠ/Glu R1信号、Wnt信号通路、脑源性神经营养因子／酪氨酸受体激酶B信号通路可能也是进一步研究的突破口。
基于Rosenzweig[51]的“丰富化环境”和“贫乏化环境”养育实验与传统中医康复“形神共养”理论，结合孤独症生态观，可以从免疫生化和神经递质指标方面进一步研究来探寻干预的可能机制。如ASD患者存在5-羟色胺（5-HT）反常现象，即患者外周血中5-HT水平升高，但脑内5-HT水平降低[52]。而体育运动会升高脑内5-HT水平，这是对孤独症体育运动干预机制探索的又一个挑战。要综合考虑体育运动对孤独症患者5-HT代谢、5-HT水平及其受体的影响。此外，ASD患者存在异常的免疫功能，组织型纤溶酶原激活剂（tPA）明显降低，纤溶酶原激活物抑制因子-1（PAI-1）明显升高，海马自噬活性降低，海马胆碱能神经元损伤，海马乙酰胆碱（Ach）含量减少，这些与孤独症的发病进程密切相关[53-55]。体育运动对以上指标都有着不同程度的改善作用，但是目前没有针对孤独症模型对此开展相关研究。以海马异常为例，海马胆碱能神经元损伤是认知功能受损的形态学基础，Ach的水平与学习记忆功能密切相关[56，57]。ASD患者的认知功能受损，学习记忆能力降低，社会交往障碍，交流障碍。体育运动与胆碱能系统密切相关：运动训练可促使大鼠海马胆碱乙酰转移酶（ChAT）mRNA表达的上调和乙酰胆碱酯酶（AchE）mRNA表达的下调[58]。曾贵刚等[59]研究也证实，运动训练可抑制SHR/SP大鼠VD模型海马AchE活性，提高ChAT活性，改善胆碱能系统的功能，增加海马Ach水平，从而改善认知能力。因此，可探究体育运动对孤独症鼠模型行为表现、学习记忆能力及海马ChAT、AchE活性的影响，进一步探讨作用机制。
6 小结与展望
（1）对孤独症患者进行体育运动干预时应当注重个体差异，制定符合个体特征以及迎合每个个体需要的运动项目。未来需要更多的研究来确定适宜的且能产生最大化效益的运动项目，以及制定优化的运动干预强度、时间等参数。孤独症的干预需要综合运用多种方法，多学科交叉使研究趋于系统化。
（2）模型鼠的建立已相当成熟，有关体育运动干预对孤独症模型鼠的影响以及相关机制的研究很少，缺乏深度，研究者应在论证关联研究点的基础上积极探索。
（3）尽管已有研究表明体育运动有益于孤独症患者的身心健康，但是未来的研究需要明确量-效关系，需要更多关于如何制定处方及采用何种形式来提高运动有效性和持续性方面的研究。抗阻训练及组合训练很少被关注，研究样本小，缺少多个组别对照研究，缺乏前瞻性队列研究。
综上所述，体育运动作为一种有效的干预方法，可以促进孤独症患者的身心健康，改善其核心症状。但是，体育运动对孤独症影响的作用机制、量-效关系等一系列关键问题仍有待进一步研究，从认知神经科学、生理心理学、生物医学和中医学等多学科交叉探索将是未来研究的一个重要方向。
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2016.08.09
福建省自然科学基金资助（编号：2017J01627）
第1作者：张俊梅，Email：1552271451@qq.com；
王少兵，Email：wshbingcn@fjnu.edu.cn
