اثربخشی یک دوره فعالیت بدنی برحافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی: تأکید بر تغییرپذیری محیط

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.

2 گروه تربیت بدنی، دانشکده روانشناسی و علوم تربیتی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

3 گروه تربیت بدنی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

10.32598/SJRM.10.5.9

چکیده

مقدمه و اهداف: یکی از ارکان مهم کارکردهای اجرایی، حافظه‌کاری است. هدف پژوهش حاضر با توجه به نیازهای فیزیولوژیکی و شناختی متفاوت تمرینات حرکتی باز و بسته، بررسی تأثیر تمرینات باز و بسته بر حافظه کاری کودکان پیش‌دبستانی است.
مواد و روش‌ها: این پژوهش نیمه تجربی با طرح پیش‌آزمون و پس‌آزمون است. 30 کودک پیش‌دبستانی به‌صورت تصادفی در دو گروه تمرینی باز و بسته قرار گرفتند. قبل از اجرای پروتکل تمرینی از کلیه شرکت‌کنندگان، آزمون هوش وکسلر و پیش‌آزمون حافظه‌کاری با نرم افزار N-back گرفته شد. شرکت‌کنندگان هر گروه به مدت 12 هفته و هر هفته 3 جلسه 1 ساعته تمرینات مخصوص به خود را انجام دادند. شدت تمرین در حدود (% ۶۰±۵) ضربان قلب ذخیره با استفاده از ضربان‌سنج تنظیم شد. برای تجزیه‌وتحلیل داده‌ها از آزمون تحلیل کوواریانس در نسخه 23 نرم‌افزار SPSS استفاده شد. 
یافته‌ها: نتایج پژوهش، تفاوت معناداری را بین تمرین مهارت‌های باز در مقایسه با تمرین مهارت‌های بسته نشان داد (P≤0.05)، به طوری که تمرین باز در مقایسه با تمرین بسته اثر بیشتری در افزایش حافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی داشت. 
نتیجه‌گیری: نتایج پژوهش نشان داد 12 هفته تمرین باز در مقایسه با تمرین بسته تأثیر بیشتری در افزایش حافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی دارد. بنابراین، پیشنهاد می‌شود کودکان پیش‌دبستانی برای بهبود حافظه‌کاری در تمرین مهارت‌های باز که دارای بار شناختی بالاتری هستند، شرکت کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effectiveness of Physical Activity Course on Preschool Children’s Working Memory: Emphasizing Environmental Change

نویسندگان [English]

  • Mohammad Jalilvand 1
  • Hossein Samadi 2
  • Amir Dana 3
1 Department of Physical Education and Sport Sciences, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran.
2 Department of Physical Education, Faculty of Psychology and Educational Sciences, Yazd University, Yazd, Iran.
3 Department of Physical Education, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

Background and Aims: Working memory is among the essential components of executive function. Due to the different physiological and cognitive needs of open and closed motor exercises, this study aimed to investigate and assess the effects of open and closed exercises on the working memory of preschool children.
Methods: This study was quasi-experimental with pre-test and post-test design. Thirty preschool children in Kermanshah were randomly divided into two open and closed exercise groups. Before the exercise protocol, all participants underwent Wechsler Intelligence Test and working memory pre-test with N-back software. Each group performed their one-hour training sessions for 12 weeks (three sessions per week). The exercise intensity was set at (60±5%) of the heart rate reserve level (HRR), with HR being monitored by a heart rate monitor. Data analysis was performed using the analysis of covariance (ANCOVA) by SPSS software v. 23.
Results: The findings revealed a significant difference between open skill training (OSE) and closed skill training (CSE) (P≤0.05). OSE compared to CSE had a more significant effect on increasing children’s working memory. 
Conclusion: The findings demonstrated that 12 weeks of OSE has a more significant effect on increasing the working memory of preschool children (compared to CSE). Therefore, it is recommended that preschool children participate in OSE (higher cognitive load) to improve their working memory.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Working memory
  • Open Skills
  • Closed Skills
  • Preschool children

مقدمه و اهداف
عملکرد شناختی به فرآیندهای ذهنی کسب دانش و فهمیدن از طریق فکر، تجربه و حواس مربوط می‌شود و شامل ادراک، توجه، پردازش بصری و فضایی، زبان، حافظه و عملکردهای اجرایی است [1]. عملکرد اجرایی، به‌عنوان کنترل شناختی خوانده می‌شود و به فرایندهای شناختی خودنظم‌دهنده و مرتبه بالاتر اشاره دارد که به نظارت و کنترل فکر و عمل کمک می‌کنند[2]. عملکرد اجرایی شامل حافظه‌کاری، کنترل مهاری، انعطاف‌پذیری شناختی، استدلال، برنامه‌ریزی و حل مسئله است. کارکردهای اجرایی طی دوره کودکی و نوجوانی پیشرفت می‌کنند و در عملکرد افراد در حیطه‌های شناختی، رفتاری و تعاملات اجتماعی نقش مهمی دارند. عملکرد اجرایی نقش اساسی در زندگی روزمره دارد و در حال حاضر مورد توجه پژوهش‌های بسیاری قرار گرفته است [4 ،3]. یکی از مهم‌ترین ارکان کارکردهای اجرایی، حافظه‌کاری است. حافظه‌کاری یک سازه نظری است که به مکانیسم یا سیستم اصلی نگهداری و پردازش اطلاعات مربوط به تکالیف در حین انجام یک کار شناختی اشاره دارد. حافظه‌کاری اطلاعات را نگهداری می‌کند. مرور ذهنی، کدگذاری، سازماندهی و بازیابی اطلاعات در حافظه‌کاری انجام می‌شود. حافظه‌کاری اجازه می‌دهد تا چندین قطعه از اطلاعات به‌طور هم‌زمان و مرتبط در ذهن نگه داشته شود و برای فرآیندهای پیچیده شناختی مانند درک زبان گفتاری و نوشتاری، محاسبه ذهنی، استدلال و حل مسئله ضروری است [5]. این قابلیت‌ها سبب می‌شود تا حافظه‌کاری به‌عنوان یکی از ارکان اساســی در پردازش‌های شناختی سطوح بالا منظور شود. مطالعات نشان داده‌اند حافظه‌کاری نقش مهمی در عملکرد بسیاری از کارهای شناختی و تعیین ویژگی‌های فردی مانند ضریب هوشی عمومی و دستاوردهای مدرسه بازی می‌کند. به‌طور خاص، مطالعات با استفاده از رویکرد تفاوت فردی دریافته‌اند که ظرفیت حافظه‌کاری به مهارت درک زبان، حل مشکلات ریاضی و پیروی از دستورالعمل‌های آموزشی کمک می‌کند [3].
اثرات مفید فعالیت بدنی و ورزش بر سلامت جسمی در بین همه گروه‌های سنی به خوبی تأیید شده است و اخیراً تعداد بسیاری از محققان توجه زیادی به بررسی ارتباط بیشتر بین ورزش و عملکرد شناختی داشته‌اند [6, 7, 8, 9, 10]. شواهد موجود نشان داده است بین آمادگی بدنی و جنبه‌های مختلف عملکردهای شناختی رابطه وجود دارد [11, 12]. پژوهش‌ها نشان داده است برنامه‌ها و مداخلات مناسب فعالیت بدنی می‌تواند عملکرد اجرایی را ارتقاء بخشد [14 ،13]، با این حال اغلب مطالعات صورت گرفته در زمینه فعالیت بدنی و بهبود کارکردهای اجرایی به مقایسه یک نوع تمرین بدنی با گروه کنترل و یا بررسی جنبه‌های کمی تمرین (برای مثال تعداد جلسات یا شدت تمرین) پرداخته است و تأثیر روش‌های مختلف تمرین بدنی با توجه به میزان بار شناختی و سطح پردازش اطلاعات بر کارکردهای اجرایی کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعات اخیر نشان می‌دهد میزان پیشرفت در عملکرد شناختی از طریق فعالیت بدنی ممکن است به ویژگی‌های فعالیت‌های بدنی مربوط باشد [151617]. با توجه به تغییرپذیری و تأثیرات محیط بر مهارت‌های حرکتی و میزان بار پردازشی و شناختی، مهارت‌های حرکتی را می‌توان به مهارت‌های باز و بسته تقسیم کرد [18]. تمرین مهارت‌های باز در محیطی پویا و متغیر انجام می‌شود، در حالی که تمرین مهارت‌های بسته در یک محیط قابل پیش بینی و پایدار اتفاق می‌افتد. مهار‌ت‌های باز (به‌عنوان مثال، تنیس روی میز، تنیس، اسکواش، بسکتبال، یا بوکس) شامل محیط‌های غیرقابل پیش‌بینی، تصمیم‌گیری فعال و سازگاری مداوم است که شرکت‌کنندگان باید پاسخ‌ها را به محرک خارجی که به‌طور تصادفی اتفاق می‌افتد، تغییر دهند. مهارت‌های باز عمدتاً ادراکی و دارای ریتم بیرونی هستند و فرد برای اجرای موفقیت‌آمیز باید متناسب با تغییر ویژگی‌های محیط عمل نماید. در مقابل مهارت‌های بسته (به‌عنوان مثال، دویدن، شنا، دوچرخه سواری، گلف یا تیراندازی با کمان) در محیط نسبتاً پایدار و قابل پیش‌بینی انجام می‌شود که در آن اعمال حرکتی، الگوهای برنامه‌ریزی شده را دنبال می‌کنند. مهارت‌های بسته تمایل به داشتن ریتم درونی دارند، زیرا خواست‌های شناختی و الزامات تصمیم‌گیری آن‌ها کمتر است [1920]. این دو نوع تمرین به سبب ماهیت پردازشی خود ممکن است اثر متفاوتی بر حیطه‌های شناختی مختلف و فرآیندهای عصبی بگذارند [2122] همچنین برخی مطالعات نشان می‌دهد تمرین مهار‌ت‌های باز عملکرد بهتری در برخی از جنبه‌های عملکرد اجرایی نسبت به شرکت‌کنندگان در تمرین مهار‌ت‌های بسته دارند [22232425]. برای مثال کروا و همکاران [26] در پژوهش خود اثربخشی 6 ماه تمرین مهارت‌های باز (تنیس روی میز) در مقایسه با مهارت بسته (ایروبیک) بر کارکردهای اجرایی کودکان دارای اضافه وزن 9-10ساله را بررسی کردند. نتایج نشان داد تمرین مهارت‌های باز به دلیل وجود بار شناختی بیشتر در مقایسه با تمرین بسته باعث بهبود حافظه‌کاری و بازداری پاسخ در این کودکان می‌شود. همچنین جلیلوند و سوری [27] در پژوهشی به بررسی تأثیر 12 هفته تمرینات باز و بسته بر توجه پایدار و حافظه‌کاری کودکان بیش‌فعال پرداختند. نتایج حاکی از برتری تمرینات مهارت باز نسبت به تمرینات بسته در بهبود توجه پایدار و حافظه‌کاری بود. با این حال، اشمیت و همکاران [28] در پژوهش خود اثربخشی 6 هفته تمرین مهارت‌های باز (بازی‌های تیمی) در مقابل تمرین مهارت‌های بسته (ایروبیک) را در انعطاف‌پذیری شناختی کودکان 10-12ساله نشان دادند، اما در حافظه‌کاری و بازداری شناختی تفاوتی مشاهده نشد. همچنین بکر و همکاران[3] در پژوهش خود تفاوت معناداری را بین تمرین مهارت‌های باز (بسکتبال، سافتبال، تنیس و فوتبال) و تمرین مهارت‌های بسته (شنا، گلف و دو و میدانی) در مؤلفه‌های کارکرد اجرایی (حافظه‌کاری، انعطاف‌پذیری و بازداری پاسخ) به دست نیاوردند. این نتایج نشان می‌دهد رابطه مشخصی بین انواع خاص تمرین و عملکردهای شناختی وجود دارد و میزان پیشرفت در مؤلفه‌های کارکردهای شناختی به نوع فعالیت‌ بدنی مربوط است. 
مطالعات اخیر تأثیر تمرینات با پیچیدگی و بار شناختی مختلف را بر کارکردهای اجرایی مورد بررسی قرار داده است.یافته‌های موجود در ادبیات تحقیقاتی تا حدودی متناقض است. با توجه به ماهیت لذت‌بخش فعالیت بدنی برای کودکان، اثرات مثبت این فعالیت‌ها بر بهبود کارکردهای اجرایی، نظر به تناقضات اشاره شده در زمینه اثر انواع فعالیت بدنی بر کارکردهای اجرایی و کمبود پژوهش‌ها در زمینه بررسی اثر کیفیت تمرینات بدنی از نظر ویژگی پردازش اطلاعات و بار شناختی بر کارکردهای اجرایی کودکان، پژوهش حاضر سعی دارد به این سؤال پاسخ دهد که نوع تمرینات باز (تنیس روی میز، فوتبال و بسکتبال) و بسته (ایروبیک، ژیمناستیک و دارت) اثر متفاوتی بر حافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی دارد؟ 
مواد و روش‌ها
این پژوهش از نظر هدف جزء پژوهش‌های کاربردی و از نظر نحوه اجرا و شیوه گردآوری داده‌ها جزء پژوهش‌های نیمه تجربی با طرح پیش‌آزمون-پس‌آزمون است. جامعه آماری این پژوهش شامل کلیه کودکان پیش‌دبستانی 6-7ساله شهر کرمانشاه بود. تعداد 30 نفر از دانش‌آموزان این مراکز به‌صورت در دسترس برای شرکت در پژوهش حاضر انتخاب شدند. در ابتدا پیش‌آزمون حافظه‌کاری همه کودکان ثبت شد و آزمودنی‌ها به‌طور تصادفی در دو گروه با تعداد 15 نفر برای تمرینات باز و بسته سازماندهی شدند. ملاک ورود به پژوهش، داشتن هوش طبیعی (نمره 90 تا 110) و عدم وجود بیماری، مشکلات جسمانی و روان‌شناختی خاص بود. از تمام والدینِ شرکت‌کنندگان موافقت کتبی گرفته شد و پروتکل‌های مورد مطالعه توسط کارشناسان و مربیان مورد تأیید قرار گرفتند. 
روش اجرا
شرایط تمرینی مهارتی باز و بسته
شرکت‌کنندگان در گروه مهارتی باز طی 12 هفته، هر هفته 3 جلسه و به مدت یک ساعت پروتکل تمرینی خود را انجام دادند. برنامه تمرینی گروه مهارت‌های باز شامل 10 دقیقه حرکات کششی برای گرم کردن، 15 دقیقه بازی تنیس روی میز تعدیل شده، 15 دقیقه بازی مینی‌فوتبال، 15 دقیقه بازی بسکتبال تعدیل شده و در آخر برنامه سردکردن بدن بود. مطابق مدل رشد مشارکت ورزشی، کودکان سن 6ـ12سال برای بهره‌مندی از پیامدهای ورزشی و روان‌شناختی می‌توانند در بازی‌های سنجیده مبتنی بر لذت و سرگرمی شرکت کنند. بنابراین در پژوهش حاضر سعی شد تا با استفاده از رویکرد مبتنی بر بازی و رویکرد قیود محور از طریق دستکاری قیود (تعدیل قوانین، استفاده از وسایل بازی با توجه به ابعاد بدنی کودکان، ساده‌سازی مهارت‌ها و کاهش نیازهای تکنیکی)، بازی‌های هدف‌مند طراحی شود [30 ،29]. برنامه تمرینی گروه بسته شامل 10 دقیقه حرکات کششی، 15 دقیقه تمرینات ایروبیک، 15 دقیقه تمرینات مهارت‌های پایه ژیمناستیک، 15 دقیقه دارت و در نهایت سرد کردن بدن بود. در پروتکل تمرینی ذکر شده عمدتاً از مطالعات قبلی[28 ،26 ،3] اقتباس محتوایی شد و روایی محتوایی آن توسط چند متخصص ورزشی مورد تأیید قرار گرفت.
قبل از اجرای پروتکل تمرینی از کلیه شرکت‌کنندگان آزمون هوش وکسلر و پیش‌آزمون حافظه‌کاری با نرم‌افزار N-back گرفته شد. سپس شرکت‌کنندگان برنامه تمرینات مربوط به گروه خود را انجام دادند. شدت تمرین در 60 درصد (5±60) ضربان قلب ذخیره با نظارت محققین و با استفاده فرمول کارونن و ساعت ضربان‌سنج تنظیم می‌شد. [31
ابزار مورداستفاده
آزمون بهره هوشی یا هوش‌بهر
برای سنجش بهره هوشی کودکان از مقیاس هوشی وکسلر برای کودکان پیش‌دبستانی استفاده شد. مقیاس هوش وکسلر برای کودکان پیش‌دبستانی شامل 11 خرده‌آزمون است که دو مقیاس هوش کلامی (شش خرده آزمون) و غیر کلامی (5 خرده آزمون) و بهره هوشی کل را محاسبه می‌کند. هنجاریابی آزمون وکسلر کودکان توسط رضویه و شهیم [32] انجام شده است.
آزمون حافظه‌کاری 
برای سنجش حافظه‌کاری از آزمون N-back استفاده شد. این آزمون یکی از پرکاربردترین ابزارهای است که به فرهنگ خاصی وابسته نبوده است و برای نخستین بار در سال 1958 توسط کرشنر طراحی شد و نسخه رایانه‌ای آن در سال 2008 توسط جاگی و همکاران مورد استفاده قرار گرفت. در این آزمون تعدادی محرک بینایی به‌صورت پی‌درپی بر روی صفحه مانیتور ظاهر می‌شود و آزمودنی باید در شرایط با بار متفاوت حافظه‌کاری پاسخ دهد. در این آزمایش از سطح با بار کم استفاده شد که فرد می‌بایست صورت تشابه هر محرک با محرک قبل، کلید یک و در غیر این صورت کلید شماره دو (کلید هدف) را فشار می داد. طراحی این تکلیف به گونه‌ای است که در تمام مراحل، افراد مجبور هستند به همه محرک‌ها پاسخ دهند. بنابراین، این تکلیف نیازمند یک کنترل مداوم و به‌روز کردن اطلاعات در حافظه‌کاری است. این آزمون از اعتبار قوی برخوردار است و در مطالعات بالینی و تجربی در سنین مختلف مورداستفاده گسترده‌ای قرار گرفته و اعتبار آن با چندین آزمون دیگر که حافظه‌کاری را می‌سنجد، نشان داده شده است. [33, 34 ,35
روش‌های تجزیه و تحلیل داده‌ها
برای تجزیه‌وتحلیل داده‌های گردآوری شده در سطح توصیفی از گرایش‌های مرکزی و پراکندگی استفاده شد. سپس نرمال بودن متغیر وابسته به کمک آزمون کولموگروف-اسمیرنف بررسی و درنهایت از روش تحلیل کوواریانس در نسخه 23 نرم‌افزار SPSS برای آزمون فرضیه پژوهش استفاده شد.
یافته‌ها
جدول شماره 1 اطلاعات جمعیت‌شناختی شرکت‌کنندگان (جنسیت، سن و بهره هوشی) در دو گروه تمرین مهارت‌های باز و بسته نشان می‌دهد.

 


جدول شماره 2 میانگین و انحراف معیار نمرات حافظه‌کاری را در دو گروه تمرینات باز و بسته در مراحل پیش‌آزمون و پس‌آزمون نشان می‌دهد.

 


نتایج آزمون تی مستقل نشان داد تفاوت معناداری در نمرات پیش‌آزمون حافظه‌کاری گروه‌های تمرینات باز و بسته وجود نداشت (P<0/238 و 1/207=t). همچنین نتایج آزمون تی وابسته اثر معنادار تمرینات باز (P<0/001 و 6/14=t) و بسته (P<0/001 و 4/65=t) در بهبود حافظه‌کاری را نشان داد. برای بررسی اثر تمرینات باز و بسته بر حافظه‌کاری در مرحله پس‌آزمون از تحلیل کوواریانس استفاده شد. همچنین مفروضه‌های آزمون تحلیل کوواریانس بررسی شد. نتایج آزمون شاپیرو ویلک برای بررسی نرمال‌بودن داده‌ها حاکی از طبیعی‌بودن داده‌ها بود. همچنین فرض همگن‌بودن واریانس‌ خطای بین گروه‌ها در متغیر وابسته با استفاده از آزمون لوین تأیید شد. با توجه به رعایت مفروضه‌های آزمون تحلیل کوواریانس از این آزمون برای تحلیل داده‌ها استفاده شد که نتایج آن در جدول شماره 3 ارائه شده است.

 

بررسی نتایج جدول شماره 3 نشان می‌دهد با درنظر گرفتن نمرات پیش‌آزمون به‌عنوان متغیرهای همپراش (کمکی) تفاوت بین نمرات دو گروه تمرینات باز و بسته در بهبود حافظه‌کاری در سطح (P≤0/05) معنادار است و تمرینات باز اثر بهتری بر حافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی داشته است.
بحث
مطالعه حاضر اولین پژوهش‌ با هدف مقایسه اثر نوع تمرین (باز و بسته) بر حافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی در کشور است. نتایج آزمون تحلیل کوواریانس تأثیر مثبت اثر نوع تمرین بر حافظه‌کاری را نشان داد و تمرینات باز نسبت به تمرینات بسته اثر بیشتری بر ارتقای حافظه‌کاری کودکان پیش دبستانی داشت. 
نتیجه پژوهش حاضر با نتایج تحقیق کروا و همکاران و جلیلوند و سوری همسو است [27 ،26]. در این تحقیقات شرکت‌کنندگان در تمرینات مهارت‌های باز عملکرد بهتری در برخی از جنبه‌های عملکرد اجرایی (به‌عنوان مثال، حافظه‌کاری و بازداری پاسخ و توجه مداوم) نسبت به شرکت‌کنندگان در تمرینات مهارت‌های بسته داشتند. برای مثال کروا و همکاران در پژوهش خود تفاوت معناداری را بعد از برنامه تمرین شش‌ماهه مهارت‌های باز (تنیس روی میز) در مقایسه با مهارت بسته (ایروبیک) بر حافظه‌کاری و بازداری پاسخ کودکان دارای اضافه وزن 9-10 ساله را گزارش کردند. همچنین جلیلوند و سوری تأثیر مثبت 12 هفته تمرینات باز و بسته بر توجه پایدار و حافظه‌کاری کودکان بیش فعال را نشان دادند، اما نتایج حاکی از برتری معنادار تمرینات مهارت باز نسبت به تمرینات بسته در بهبود حافظه‌کاری و توجه مداوم بود [27 ،26]. نتایج مطالعه فوق نشان داد پیشرفت‌های شناختی در جنبه‌های خاص عملکرد اجرایی می‌تواند از طریق تمرین مهارت‌های باز به دست آید. به عبارتی، تغییرپذیری شرایط محیطی می‌تواند با تحت‌تأثیر قرار دادن نیازهای توجهی و تصمیم‌گیری بر حافظه‌کاری کودکان تأثیر بگذارد. برخی پژوهش‌ها اثربخشی تمرین مهارت‌های باز بر کارکردهای اجرایی کودکان را نشان داده‌اند، برخی پژوهش‌ها هم نتایج متضادی را گزارش کرده‌اند. برای مثال اشمیت و همکاران و بکر و همکارانتفاوت معناداری را بین تمرین مهارت باز و بسته بر برخی مؤلفه‌های کارکردهای اجرایی از جمله حافظه کاری و بازداری پاسخ گزارش نکردند [28 ،3]. از دلایل عدم همسویی نتایج می‌توان به نوع مداخله و تمرینات، سن آزمودنی‌ها، طول دوره و آزمون‌های بکار گرفته شده اشاره کرد. 
به‌طور کلی، مطالعات قبلی نشان داده‌اند فعالیت بدنی یا تمرین می‌تواند از طریق بهبود فرآیندهای عصب‌زایی، رگ‌زایی و افزایش جریان خون مغز، تأثیر مثبتی بر روی عملکردهای عصبی و شناختی مغز داشته باشد [36]. فعالیت بدنی همچنین باعث تحریک نواحی حرکتی مغز، افزایش ترشح هورمون‌های عصبی و افزایش سرعت هدایت تکانه‌های عصبی می‌شود [3738]. انواع مختلف ورزش بدنی می‌تواند مغز را از طرق مختلف تحت‌تأثیر قرار دهند، اما برخی مطالعات عنوان می‌کنند که اشکال مختلف فعالیت بدنی به دلیل تفاوت در ترشح برخی از نشانگرهای زیستی در سیستم عصبی شیمیایی و تفاوت در حجم بافت مغز و الگوهای فعال‌سازی ناشی از نوع فعالیت بدنی، اثرات خاصی بر عملکرد عصبی شناختی دارند [39 ,21 ،36]، در حالی‌که برخی پژوهش‌ها نشان می‌دهند همه اشکال ورزش، کارکردهای اجرایی را تحت‌تأثیر قرار می‌دهند، یافته‌ها از هر دو مطالعات انسانی و حیوانی نشان می‌دهد انواع مختلف مداخله ورزشی (به‌عنوان مثال مهارت باز در برابر مهارت بسته) می‌تواند اثرات متمایز بر روی بافت‌های مغز و فعال‌سازی عصبی ایجاد کند [40]. مطالعات نشان داده است نیازهای توجه و نظام‌های پردازش اطلاعات در شرایط محیطی تمرین باز و بسته متفاوت است. در شرایط محیطی بسته که تغییرات بین اجزا چندان محسوس نیست، دقت در زمان‌بندی تکلیف با استفاده از اطلاعات نسبتاً ثابت محیطی، از نیازهای اساسی و مهم موفقیت محسوب می‌شود، اما شرایط محیطی متغیر (مانند تمرین باز) امکان استفاده از مکانیسم‌های پیش‌بینی را تضعیف می‌کند و نیازمند پردازش‌های لحظه به لحظه حافظه‌کاری برای برآورده‌شدن نیازهای مختلف، تکلیفی است که محیط بر اجرای مهارت ایجاد می‌کند. این تمرکز توجه مداوم بر اطلاعات محیطی مرتبط با تکلیف باعث ارتقای عملکرد حافظه‌کاری نسبت به شرایط تمرینی بسته می‌شود. به دلیل پیچیدگی نسبتاً بیشتر مهارت‌های باز، فرآیندهای مربوط به ادراک و تصمیم‌گیری به‌طور لحظه‌ای و سریع اتفاق می‌افتد، زیرا هر حرکت باید مطابق با نیازهای محیطی اجرا شود. در عوض، در مهارت‌های بسته اجراکننده از قبل و بدون اینکه تحت فشار زمانی باشد، تقاضاهای محیطی و حرکتی را از پیش ارزیابی کرده، پاسخ‌های خود را سازماندهی نموده و بدون نیاز به تغییر، آن‌ها را پیاده می‌کند [18]. شواهدی وجود دارد مبنی بر این که عملکرد بهینه حافظه‌کاری با توانایی عصبی برای تمرکز توجه بر اطلاعات مرتبط با تکلیف و نادیده‌گرفتن حواس‌پرتی مرتبط است و بهبودهای مرتبط با تمرین در حافظه‌کاری به دلیل افزایش این توانایی‌ها است [41]. تحقیقات، ارتباط بین ظرفیت حافظه‌کاری یک فرد و توانایی برای کنترل جهت‌گیری توجه به محرک‌ها در محیط را نشان می‌دهد. چنین کنترلی افراد را قادر می‌سازد تا به اطلاعات مهم برای اهداف فعلی خود توجه کنند و از محرک‌های نامربوط به هدف که توجه‌شان را جلب می‌کند، دوری کنند. جهت‌دهی توجه به اهداف خود، وابسته به سیگنال‌های »بالا به پایین« از قشر پیش پیشانی است که پردازش در مناطق قشری پشتی را سوگیری می‌کند [42].
علی‌رغم این که پژوهش حاضر شواهد امیدوارکننده‌ای را برای مربیان و کاردرمان‌گران در پی داشت، دارای محدودیت‌هایی هم بود. از آن جا که مطالعه حاضر تنها بر روی مؤلفه حافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی انجام گرفت، نتایج به‌دست آمده از پژوهش نمی‌تواند به تمام مؤلفه‌های کارکردهای اجرایی و همه گروه‌های سنی تعمیم داده شود. از دیگر محدودیت‌های پژوهش، نداشتن مرحله پی‌گیری بود. بنابراین، پیشنهاد می‌شود در پژوهش‌های آتی از دوره‌های پیگیری‌ با فواصل کوتاه‌مدت و بلندمدت استفاده شود تا میزان اثرگذاری نتایج به‌طور دقیق‌تری بررسی شود. پژوهش‌های بعدی باید سایر جنبه‌های تمرین از جمله شدت‌های مختلف تمرین، بُعد پیوستاری شناختی-حرکتی مهارت‌ها و ... را مورد توجه قرار داده و سایر کارکردهای اجرایی در سنین مختلف را مدنظر قرار دهند. 
نتیجه‌گیری
نتایج پژوهش حاضر تأثیر 12 هفته تمرین مهارت‌های باز در مقایسه با تمرین مهارت‌های بسته بر حافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی را نشان داد که احتمالاً به دلایل نیازهای توجهی بیشتر این تمرینات و افزایش توانایی جهت‌گیری به محرک‌ها در محیط است که یکی از نیازمندی‌های اجرای تکالیف حافظه‌کاری مانند تکلیف N-back به کار گرفته شده در پژوهش حاضر است. با توجه به اثرات بهتر تمرینات مهارت‌های باز بر حافظه‌کاری، پیشنهاد می‌شود مربیان و معلمان برای بهبود حافظه‌کاری کودکان پیش‌دبستانی از تمرین مهارت‌های باز که دارای بار شناختی بالاتری هستند، بهره گیرند.

ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
در اجرای پژوهش ملاحظات اخلاقی مطابق با دستورالعمل کمیته اخلاق دانشگاه آزاد اسلامی کرمانشاه درنظر گرفته شده است و کد اخلاق به شماره 1398.181 دریافت شده است.

حامی مالی
این مقاله هیچ‌گونه کمک مالی از سازمان تأمین‌کننده مالی در بخش‌های عمومی، دولتی، تجاری، غیرانتفاعی، دانشگاه یا مرکز تحقیقات دریافت نکرده است.

مشارکت نویسندگان
مفهوم‌پردازی و روش‌شناسی: محمد جلیلوند؛ تحلیل، بررسی، منابع، تهیه پیش‌نویس، ویرایش و بررسی:حسین صمدی و امیر دانا؛ نظارت، مدیریت پروژه: همه نویسندگان.

تعارض منافع
بنا بر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد. 

تشکر و قدردانی
از بخش پژوهش دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه و مدیران کلیه مراکز پیش‌دبستانی که در انجام این پژوهش با ما همکاری داشتند، تشکر و قدردانی می‌شود. همچنین از زحمات کودکان پیش‌دبستانی شرکت‌کننده در این پژوهش و خانواده‌های محترم آنان تشکر می‌شود.

 

References

  1. Lezak MD, Howieson DB, Bigler ED, Tranel BD. Neuropsychological assessment. Oxford: Oxford University Press; 2012. https://www.google.com/books/edition/Neuropsychological_Assessment/meScZwEACAAJ?hl=en
  2. Carlson SM. Developmentally sensitive measures of executive function in preschool children. Developmental Neuropsychology. 2005; 28(2):595-616. [PMID]
  3. Becker DR, McClelland MM, Geldhof GJ, Gunter KB, and MacDonald M. Open-skilled sport, sport intensity, executive function, and academic achievement in grade school chi Early Education and Development. 2018; 29(7):939-55. [DOI:10.1080/10409289.2018.1479079]
  4. Li D, Huang CJ, Liu SC, Chang KH, Hung TM. Exercise type relates to inhibitory and error processing functions in older adults. Neuropsychology. Neuropsychology, Development, and Cognition. Section B, Aging, Neuropsychology and Cognition. 2019; 26(6):865-81. [PMID]
  5. Baddeley A. Working memory: Looking back and looking forward. Nature Reviews. Neuroscience. 2003; 4(10):829-39. [DOI:10.1038/nrn1201][PMID]
  6. Booth FW, Roberts CK, Laye MJ. Lack of exercise is a major cause of chronic diseases. Comprehensive Physiology. 2012; 2(2):1143-211. [PMID]
  7. Hills AP, Street SJ, Byrne NM. Physical activity and health: What is old is new again. Advances in Food and Nutrition Research. 2015; 75:77-95. [DOI:10.1016/bs.afnr.2015.06.001][PMID]
  8. Lin J, Wang K, Chen Z, Fan X, Shen L, Wang Y, et al. Associations between objectively measured physical activity and executive functioning in young Perceptual and Motor Skills. 2018; 125(2):278-88. [DOI:10.1177/0031512517745438][PMID]
  9. Pedersen BK. Physical activity and muscle-brain crosstalk. Nature Reviews. Endocrinology. 2019; 15(7):383-92. [DOI:10.1038/s41574-019-0174-x][PMID]
  10. Stern Y, MacKay-Brandt A, Lee S, McKinley P, McIntyre K, Razlighi Q, et al. Effect of aerobic exercise on cognition in younger adults: A randomized clinical trial. Neurology. 2019; 92(9):e905-16. [DOI:10.1212/WNL.0000000000007003][PMID][PMCID]
  11. Marques A, Santos DA, Hillman CH, Sardinha LB. How does academic achievement relate to cardiorespiratory fitness, self-reported physical activity and objectively reported physical activity: A systematic review in children and adolescents aged 6-18 years. British Journal of Sports Medicine. 2018; 52(16):1039. [DOI:10.1136/bjsports-2016-097361][PMID]
  12. Westfall DR, Gejl AK, Tarp J, Wedderkopp N, Kramer AF, Hillman CH, et al. Associations between aerobic fitness and cognitive control in adolescents. Frontiers in Psychology. 2018; 9:1298. [DOI:10.3389/fpsyg.2018.01298][PMID][PMCID]
  13. Saadat M. [Which symptoms of ADHD would improve with play therapy and Yoga? (Persian)] Journal of Exceptional Children. 2011; 11(1):45-55. http://joec.ir/article-1-251-en.html
  14. Hillman CH, Pontifex MB, Castelli DM, Khan NA, Raine LB, Scudder MR, et al. Effects of the FIT Kids randomized controlled trial on executive control and brain function. Pediatrics. 2014; 134(4):e1063-71. [DOI:10.1542/peds.2013-3219][PMID][PMCID]
  15. Guo W, Wang B, Lu Y, Zhu Q, Shi Z, Ren J. The relationship between different exercise modes and visuospatial working memory in older adults: A cross-sectional study. PeerJ. 2016; 4:e2254. [DOI:10.7717/peerj.2254][PMID][PMCID]
  16. Chang EC, Chu CH, Karageorghis CI, Wang CC, Tsai JH, Wang YS, et al. Relationship between mode of sport training and general cognitive performance. Journal of Sport and Health Science. 2017; 6(1):89-95. [DOI:10.1016/j.jshs.2015.07.007][PMID][PMCID]
  17. Cho SY, So WY, Roh HT. The effects of taekwondo training on peripheral neuroplasticity-related growth factors, cerebral blood flow velocity, and cognitive functions in healthy children: A randomized controlled trial. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2017; 14(5):454. [DOI:10.3390/ijerph14050454][PMID][PMCID]
  18. Schmith RA, Lee TD. Motor learning and performance: From principles to practice. Champaign: Human Kinetics; 2013. https://www.google.com/books/edition/Motor_Learning_and_Performance/pPB6DwAAQBAJ?hl=en&gbpv=0
  19. Wang CH, Chang CC, Liang YM, Shih CM, Chiu WS, Tseng P, et al. Open vs. closed skill sports and the modulation of inhibitory control. PLoS One. 2013; 8(2):e55773. [DOI:10.1371/journal.pone.0055773][PMID][PMCID]
  20. Tahmasbi F, Hatami Shahmir E, Hatami F. [The effects of sport skill type (open-closed) on observational learning use in male and female elite athletes (Persian)]. Motor Behavior (Research on Sport Science). 2013; 5(13):139-53. https://www.sid.ir/en/journal/ViewPaper.aspx?ID=486875
  21. Tsai CL, Wang WL. Exercise-mode-related changes in task-switching performance in the elderly. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2015; 9(12):56-67. [DOI:10.3389/fnbeh.2015.00056]
  22. Voss MW, Kramer AF, Basak C, Prakash RS, Roberts B. Are expert athletes ‘expert’in the cognitive laboratory? A meta-analytic review of cognition and sport expertise. Applied Cognitive Psychology. 2010; 24(6):812-26. [DOI:10.1002/acp.1588]
  23. Giglia G, Brighina F, Zangla D, Bianco A, Chiavetta E, Palma A, et al. Visuospatial attention lateralization in volleyball players and in rowers. Perceptual and Motor Skills. 2011; 112(3):915-25.[DOI:10.2466/05.22.27.PMS.112.3.915-925][PMID]
  24. Dai CT, Chang YK, Huang CJ, Hung TM. Exercise mode and executive function in older adults: An ERP study of task-switching. Brain and Cognition. 2013; 83(2):153-62. [DOI:10.1016/j.bandc.2013.07.007][PMID]
  25. Bahrami A, Ghotbi Varzane A, Saemi E. [The evaluation of accuracy in closed and open environments: An approach of cognitive style (Persian)]. Motor Behavior. 2013; 5(13):77-94. https://www.sid.ir/en/journal/ViewPaper.aspx?ID=486807
  26. Crova C, Struzzolino I, Marchetti R, Masci I, Vannozzi G, Forte R, et al. Cognitively challenging physical activity benefits executive function in overweight children. Journal of Sports Sciences. 2014; 32(3):201-11. [PMID]
  27. Jalilvand M, Souri R. [Comparison the effect of open and closed skills training on executive functions of children with Attention Deficit / Hyperactivity Disorder (Persian)]. Journal of Motor and Behavioral Sciences. 2019; 2(4):338-4 http://www.jmbs.ir/article_99532.html
  28. Schmidt M, Jäger K, Egger F, Roebers CM, Conzelmann A. Cognitively engaging chronic physical activity, but not aerobic exercise, affects executive functions in primary school children: A group-randomized controlled trials. Journal of Sport & Exercise Psychology. 2015; 37(6):575-91. [DOI:10.1123/jsep.2015-0069][PMID]
  29. Dania A, Harvey S. Teaching basketball to sampling-year athletes: A game-centered and situated learning perspective. Journal of Physical Education and Sport. 2020; 20(2):529-38. https://efsupit.ro/images/stories/martie2020/Art%2079.pdf
  30. Button C, Seifert L, Chow JY, Araújo D, Davids K. Dynamics of Skill Acquisition: An ecological dynamics approach. Champaign: Human Kinetics; 2020. https://www.google.com/books/edition/Dynamics_of_Skill_Acquisition/2TPODwAAQBAJ?hl=en&gbpv=0
  31. Karvonen MJ, Kentala E, Mustala O. The effects of training heart rate: A longitudinal study. Annales medicinae experimentalis et biologiae Fenniae. 1957; 35(3):307-15. [PMID]
  32. Razavieh A, Shahim S. [Kessler Adaptation and Standardization of IQ and Kessler Scale for Preschool in Shiraz (Persian)]. Journal of Social Sciences and Humanities, Shiraz University. 1990; 10:74-49.http://eir/fa/article/175784
  33. Kasaeian K, Kiamanesh A, Bahrami [A comparison of active memory performance and sustained attention among students with and without learning disabilities (Persian)]. Journal of Learning Disabilities. 2014; 3(4):112-23. http://jld.uma.ac.ir/article_192_0.html?lang=en
  34. Ciesielski KT, Lesnik PG, Savoy RL, Grant EP, Ahlfors SP. Developmental neural networks in children performing a Categorical N-Back Task. Neuroimage. 2006; 33(3):980-90. [DOI:10.1016/j.neuroimage.2006.07.028][PMID]
  35. Vuontela V, Steenari MR, Carlson S, Koivisto J, Fjällberg M, Aronen ET. Audiospatial and visuospatial working memory in 6–13-year-old school children. Learning & Memory. 2003; 10(1):74-81. [DOI:10.1101/lm.53503][PMID][PMCID]
  36. Tsai CL, Chen FC, Pan CY, Wang CH, Huang TH, Chen TC. Impact of acute aerobic exercise and cardiorespiratory fitness on visuospatial attention performance and serum BDNF levels. Psychoneuroendocrinology. 2014; 41:121-31. [DOI:10.1016/j.psyneuen.2013.12.014][PMID]
  37. Hollmann W, Strüder HK. [Brain, psyche and physical activity (German)]. Der Orthopä 2000; 29(11):948-56. [PMID]
  38. van der Fels IM, Te Wierike SC, Hartman E, Elferink-Gemser MT, Smith J, Visscher C. The relationship between motor skills and cognitive skills in 4-16-year-old typically developing children: A systematic review. Journal of Science and Medicine in Sport. 2015; 18(6):697-703. [DOI:10.1016/j.jsams.2014.09.007][PMID]
  39. Cassilhas RC, Lee KS, Fernandes J, Oliveira MG, Tufik S, Meeusen R, et al. Spatial memory is improved by aerobic and resistance exercise through divergent molecular mechanisms. Neuroscience. 2012; 202:309-17. [DOI:10.1016/j.neuroscience.2011.11.029][PMID]
  40. Tsai CL, Pan CY, Chen FC, Tseng YT. Open-and closed-skill exercise interventions produce different neurocognitive effects on executive functions in the elderly: A 6-month randomized, controlled trial. Frontiers in Aging Neuroscience. 2017; 9:294. [DOI:10.3389/fnagi.2017.00294][PMID][PMCID]
  41. Conway AR, Kane MJ, Engle RW. Working memory capacity and its relation to general intelligence. Trends in Cognitive Sciences. 2003; 7(12):547-52. [DOI:10.1016/j.tics.2003.10.005][PMID]
  42. Jaeggi SM, Studer-Luethi B, Buschkuehl M, Su YF, Jonides J, Perrig WJ. The relationship between n-back performance and matrix reasoning implications for training and transfer. Intelligence. 2010; 38(6):625-35. [DOI:10.1016/j.intell.2010.09.001]