鍛煉行為影響情緒的個體差異：基于認知神經科學視角

蓋力錕 沈浩冉 胡卓爾 漆昌柱 魏高峽

1 中國科學院心理研究所行為科學重點實驗室（北京 100101）

2 中國科學院大學心理學系（北京 100101）

3 黃岡師范學院（湖北黃岡 438000）

1 引言

抑郁、焦慮是常見的情緒狀態，其發生與遺傳及環境事件密切關聯。個體如果長期處于負性情緒，不僅容易誘發心血管、慢性消化系統等軀體疾病，引起情緒和精神障礙疾病[1，2]，還會導致認知與社會功能受損[3]，嚴重時甚至造成非自殺性自傷和自殺行為[4，5]。近年一項大樣本流行病學研究顯示，我國人群的焦慮障礙終身患病率為7.6%，抑郁障礙為6.8%[6]。這些情緒障礙的發生嚴重影響了患者的生活質量，同時也給社會帶來了沉重的經濟負擔。因此，采用科學的途徑預防情緒類疾病的發生，提升個體的情緒與心理健康水平，具有十分重要的現實意義。

世界衛生組織2020年發布的《關于身體活動和久坐行為指南》建議，兒童青少年和成年人每天完成一定時間身體活動，會有利于情緒健康[7]。身體活動是指由骨骼肌帶來從低到高能量消耗的、對體質有益的軀體活動。身體鍛煉（physical exercise）行為是身體活動的一部分，它是指有計劃、有內容安排、結構化和重復從事的身體運動，具有一定的強度、頻率和持續時間[8，9]，運動干預（exercise intervention）就是一種帶有處方性質的身體鍛煉行為，是干預實驗研究中的常用表述。大量研究證實，鍛煉行為與運動干預是一種非藥物的經濟型干預手段，對情緒有積極的影響。一定劑量的鍛煉活動不僅可以減輕焦慮、緊張、抑郁、憤怒和困惑等負性情緒[10-12]，還能重塑與情緒相關的大腦結構和功能活動[13，14]。急性有氧運動對情緒的改善效果最多可以持續數個小時，規律性的鍛煉行為能夠帶來情緒長期的改善，并且運動干預對焦慮、抑郁等情緒問題的改善效果甚至可以與心理治療相媲美[15]。

此外，越來越多的研究者開始關注運動影響情緒的腦機制，在短時和長時干預的實驗研究中找到了零星的實驗證據。靜息態功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）研究結果顯示，30分鐘中等強度的急性有氧運動干預增強了情緒獎賞網絡內部的功能連接，包括腹內側前額葉（prefrontal cortex，PFC）、杏仁核、伏隔核等腦結構[16]。另有研究發現，30 分鐘高強度的有氧運動能增加正性情緒，降低負性情緒，而且積極情緒的變化和腦島與杏仁核之間功能連接的變化呈現正相關[17]。對青少年進行短時中等強度的有氧運動干預，能夠降低負性情緒，且負性情緒的降低與前額葉-杏仁核功能連接的變化相關[18]。除短時干預外，長時干預的研究也揭示了運動改善情緒的腦機制。對患有閾下情緒綜合癥（包括抑郁和躁狂）的青少年進行12周的有氧運動訓練后發現，青少年左側前扣帶回（anterior cingulate cortex，ACC）灰質體積和右側前扣帶回皮層厚度均出現了顯著增加[19]。針對重度抑郁患者進行10周太極拳干預訓練后，患者腦島與顳上回、尾狀核之間的功能連接增強，且與抑郁情緒的改善呈顯著相關[20]。任務態的腦成像研究發現，4周瑜伽訓練增加了抑郁患者情緒任務加工任務中腦島的激活程度，且腦島激活的變化和負性情緒變化之間存在正相關[21]。除了腦島以外，長時運動干預研究同樣發現海馬旁回的重要作用[22]。

雖然運動對情緒的改善獲得了一定研究證據的支持，但目前的研究尚存在結果不一致的情況。有研究表明，急性有氧運動對緊張、抑郁、憤怒和困惑等負性情緒的改善最顯著[10]。但也有研究發現，有氧運動后僅有正性情緒的增加[17]。還有研究則同時發現，運動后正性情緒增加和負性情緒減少[23，24]。甚至痛苦和恐懼等負性情緒體驗，也會經常出現在長期缺乏活動、不運動、超重或患有限制運動能力疾病的成年人中[25]。盡管現有探查運動影響情緒的功能腦成像研究基本聚焦于前額葉和邊緣系統有關的神經環路活動改變上，但在這些研究中，與情緒改善有關的腦區也不一致，涉及了前額葉、杏仁核、扣帶回、腦島、紋狀體等多個與情緒相關的腦區。造成研究結果不一致的原因，除了研究設計以外，與被試群體的特征密切相關。年齡、性別、情緒易感性、體質等個體因素在運動引起的情緒效應中扮演著重要作用，直接影響了情緒識別、情緒體驗和情緒調節等過程的發生，進而也會造成不同個體在運動后與情緒變化相關的大腦神經環路存在較大差異。然而，目前研究者并沒有系統考察個體差異因素引起的情緒效應偏差，從而造成了研究結論的不一致。

雙模理論（dual-mode model）由Ekkekakis提出，旨在解釋運動強度、情緒反應，以及個體差異之間關系[26]。該理論指出，運動后的情緒反應與進化密切相關，依賴于一個多層級的控制系統，是兩個因素相互作用的結果。其一是源于額葉的不同認知過程（如運動動機、自我效能感、運動環境等），其二是由運動引起的不同相關內感受器信號，這些信號可以通過進化上較為原始的、皮層下、少突觸的底層通路達到大腦情感中樞[26，27]。原始的底層通路個體差異較小，運動情緒反應的個體差異主要體現在進化上較新的皮層通路上，是由個體的生長和發展過程所決定的，包括自我效能感等認知因素、各種體質和生理因素，以及與軀體感覺調節相關的心理生物學特征[28]。有研究者指出，個體差異因素會隨著運動強度的增強而引起更大的結果變異性，而這種個體差異引起的系統性變化也預示著潛在機制的轉變，轉變為一種進化上更新的、更高水平、多突觸的，以及涉及個體特征和認知因素的可塑性通路，而內感受因素則會在極高的運動強度下起到主導作用[27，28]。雙模理論不僅指出前額葉在運動情緒效益中起到的作用，也考慮到皮層下區域的功能，同時也將個體差異作為一個重要影響因素，為解釋運動影響情緒的個體差異提供了理論基礎。

本文從認知神經科學的視角，基于雙模理論假設，對運動引起情緒效益存在個體差異現象的研究現狀進行了梳理，重點分析個體因素（年齡、性別、體質、情緒特質和人格等）對運動所帶來的情緒效益的影響，并試圖從這些個體差異因素背后的大腦結構與功能差異角度出發，為今后探討運動影響情緒存在個體差異可能的機制提供啟發。最后展望了未來在考察運動過程個體差異時所應考慮的研究方向，對于制定個性化的情緒健康促進方案，開展有針對性的情緒障礙類疾病的預防和運動康復具有重要的現實意義。

2 鍛煉后情緒獲益的個體差異因素

2.1 體質因素

體質是運動影響情緒的效應中最為核心的因素之一。雙模理論證實，與體質相關的個體差異因素對運動情緒反應差異的解釋力大于年齡和身體質量指數（body mass index，BMI）因素[29，30]。其中，心肺適能（cardiorespiratory fitness，CRF）是反映體質水平的常用參數，指身體循環系統和呼吸系統在持續的身體活動中的氧化代謝能力，一般通過最大攝氧量（maximal oxygen consumption，VO2max）進行評價。研究發現，體質健康與負性情緒存在負相關關系，CRF越高的個體，患有抑郁、焦慮的幾率越小[31，32]。較差和中等CRF 水平的個體，其患有抑郁的概率分別是高CRF 個體的1.76倍和1.23 倍[33]。有研究對創傷后應激障礙（post-traumatic stress disorder，PTSD）被試進行6 次中等強度的有氧運動訓練后發現，有氧運動能降低所有被試的PTSD癥狀和焦慮敏感性，但CRF越低的個體，PTSD癥狀和焦慮敏感性的改善程度越高[34]。有研究讓被試進行30分鐘中等強度有氧運動后，發現相比于低CRF個體，高CRF個體運動后精力喚醒度更高，低CRF個體的精力喚醒度在20 分鐘后卻降到了基線水平[35]。此外，有研究發現，與正常體重和肥胖人群相比，低體重的個體所獲的抗抑郁情緒效應較為有限[36]。由此看來，不同體質水平的個體，運動后所獲的情緒效應存在顯著差異。值得注意的是，多項研究表明，長期久坐或者CRF低的個體，運動很難馬上產生愉快的情緒體驗，甚至會有部分的負性情緒產生[25]。

除CRF 之外，強度偏好（intensity-preference）和強度忍耐（intensity-tolerance）也是影響情緒獲益的與運動相關的個體特質因素[29，37]。在進行15分鐘的高強度循環運動（high-intensity circuit，HIC）后，高強度偏好和高強度忍耐個體情緒獲益更多，即運動結束后他們有更多積極的情緒體驗，愉悅度更高。進一步分析表明，在HIC 運動中，強度偏好、忍耐和HIC 運動后的正性情緒存在顯著正相關，進一步支持了個體差異的結論。因此，相較于長期久坐與體質較差的個體，那些高體質水平的個體更可能有高強度偏好，進而在運動后有更多的正性情緒體驗；而低體質水平個體的首要目標應該是通過中等強度或者低強度運動增強體質與改善負性情緒。

2.2 年齡因素

年齡是影響運動改善情緒效果的重要因素。多個研究表明，運動對抑郁情緒的改善存在顯著的年齡效應。橫斷面研究發現，運動能夠降低中年和老年女性患心理疾病的風險，但在年輕女性中未發現該心理健康效益[38]。在重度抑郁癥（major depressive disorder，MDD）群體中，與老年人相比，只在年輕患者中發現，身體鍛煉行為可以預測兩年后抑郁癥狀的改善[39]。有元分析探討了體育運動對臨床抑郁患者的干預效果，結果顯示，體育運動尤其是有氧運動能緩解患者的抑郁癥狀，且對60歲以上患者的干預效果優于60以下患者[40]。即便在老年群體內部，不同年齡階段的老年人從運動獲得的情緒收益也不同。相比于高齡老人群體（>74歲），身體活動和抑郁癥高患病率之間的負相關關系在年輕老年群體（65～74歲）更顯著[41]。

追蹤研究同樣揭示運動對多種負性情緒的緩解存在年齡差異。有研究對年輕人（18～30 歲）和老年人（59～75 歲）進行了連續3 天的中等強度運動訓練，測量了被試基線和干預后的特質焦慮水平，結果顯示，基線階段年輕人和老年人特質焦慮水平沒有顯著差異，但干預后年齡與時間出現交互作用，老年人特質焦慮水平的改善程度大于年輕人[42]。這種年齡差異在短時干預中也得到了證實。有研究讓不同年齡段的被試（年輕人、中年人、老年人）進行20 分鐘中等強度的蹬踏自行車運動，在基線階段和干預結束后，研究人員測量了參與者對不同喚醒度和效價情緒詞匯的評分。結果發現，盡管與對照組相比，所有年齡段的運動干預組參與者的高喚醒度正性情緒水平顯著提高。然而，研究者也同樣發現，在低喚醒度正性情緒中年齡起到了顯著的調節作用，年輕人的低喚醒正性情緒在干預后顯著降低，而年長者的低喚醒正性情緒則維持不變或有輕微增加[43]。此外，有元分析探討了太極拳對非臨床被試負性情緒（抑郁和焦慮）的干預作用，發現太極拳可以顯著改善年輕人和老年人的負性情緒，但對老年人的改善效果大于年輕人[44]。另一項探查運動強度對不同年齡情緒反應影響的研究發現，與中等強度運動干預相比，年輕人在高強度運動后表現出更積極的情緒反應，且對高強度運動有更強的偏好；而在中年人中結果相反，中等強度運動后中年人表現出更積極的情緒反應與更高的自我效能感，也更偏好中等強度運動[45]。

上述研究表明，年齡會影響運動對情緒的改善效果。相比于年輕人，老年人從運動中的情緒獲益更多，特別是中等強度運動（高強度運動目前尚未見相關研究證據）。這可能與老年人情緒調節能力更強等認知因素有關，老年人更關注正性信息，體會到的負性情緒更少[46，47]；此外，老年人強身和健康方面的鍛煉動機更強[48]，這些都反映了雙模理論提及的個體長期生長發展過程而產生的認知差異。另一方面，老年人更善于識別積極表情而非消極表情，他們識別憤怒、悲傷、恐懼等消極面孔的能力也低于年輕人[49，50]。因此，運動帶給老年人的情緒效應優于其他年齡群體。

2.3 性別因素

性別也是影響運動改善情緒效果的重要個體差異因素。大量研究表明，身體活動量與抑郁水平存在顯著的負相關關系，即身體活動量越多的個體，抑郁等負性情緒水平越低[51，52]。以往研究發現，男女投入到體育鍛煉行為中的程度不同，進而造成情緒水平的差異。相比于女性，男性由于有更多的體育鍛煉行為，通常表現出更低的抑郁水平，并且男性的身體活動程度可以顯著預測其抑郁水平[53-55]。女性身體活動量相對較少，焦慮、抑郁等負性情緒水平要顯著高于男性[55，56]。而這種性別差異可能與雙模理論提及的與個人生長發展相關的社會性別或者性別角色有密切聯系。有研究指出性別角色會影響平時的身體鍛煉行為以及情緒易感性，即女性角色或者社會性別為女性的個體，會有更低的身體活動量以及情緒易感性[57，58]。

干預研究發現，男性在運動后焦慮情緒與焦慮敏感性降低更顯著，女性則在運動后對應激和生理喚醒的適應力增強[59，60]。其他研究發現急性運動能顯著降低女性的疲勞感、困惑和簡明心境量表（Profile of Mood States，POMS）情緒紛亂總分等并增加活力水平，但在男性中沒有顯著的改善。此外，除了緊張感之外，女性在急性運動后所有情緒改善幅度都比男性大（即效應量更大）[56]?？梢?，運動干預的具體情緒獲益在性別差異上的研究結果并不一致。但對于更廣泛的情緒種類，不論是健康人群還是焦慮癥群體中，研究結果均表明運動對女性的影響更大，情緒改善效果更強[61，62]，且這種差異可能與運動強度無關[63]。其原因一方面可能與女性更低的情緒基線、更少的血乳酸累積、更大的運動后情緒效益，以及更愿意將運動作為改善情緒的方法有關[56，63]；另一方面也可能與女性有更多久坐行為和更少的身體鍛煉，在身體自我認知、身體自我效能感和體質等雙模理論提及的因素上與男性存在差異有關[64]。由此看來，不同性別參與運動的動機差異可能調節了運動的情緒獲益程度[65]。

2.4 心理特質因素

人格特質和情緒特質等心理特質因素同樣會影響運動對情緒的改善效果。一些研究證實，外向性、宜人性、盡責性和感覺尋求與更多的身體活動有關，而神經質與身體活動量呈負相關，且神經質越高，焦慮抑郁等負性情緒表現越顯著[66-68]。人格特質也對鍛煉動機的存在顯著影響，開放性、嚴謹性、宜人性、外向性能夠正向影響鍛煉動機，神經質則是負向影響鍛煉動機[69]。一項元分析指出，現有證據雖然支持了身體活動與外向性、神經質、盡責性和開放性之間的顯著相關，但除神經質外，其它人格特質的影響異質性較高[70]。高神經質個體在運動后負性情緒的改善更明顯[71]。由于人格特質分類標準較多，研究者采用的測評工具多樣，運動干預的追蹤研究尚未在人格特質上獲得較為一致的結論。

情緒特質中，焦慮敏感性也是運動影響情緒的重要個體差異因素。焦慮敏感性是一種與焦慮相關的軀體知覺的恐懼，這種認知-情緒易感性會抑制運動帶來的愉悅情感體驗，導致更多負性情緒體驗，減少個體在運動中的投入度，甚至可以預測后續的身體活動程度[72，73]。高焦慮敏感性的個體在運動中自覺用力程度評分（rating of perceived exertion，RPE）增加更快，負性情緒體驗更強[74]。在運動干預的行為學實驗中發現，高焦慮敏感性個體的狀態焦慮在運動干預前后均表現出較高水平[75，76]。這種焦慮敏感性可以在運動之后得到改善，而且高焦慮敏感性個體在一次有氧運動后焦慮敏感性就顯著降低。研究者推測可能是運動減少了通過暴露于恐懼的生理感覺來降低焦慮敏感性[76，77]。有研究者指出，焦慮敏感性在運動對焦慮和抑郁情緒的影響中可能起到了重要的中介作用[78]。

2.5 其它因素

雙模理論指出，與運動鍛煉有關的各種認知因素會對運動后產生的情緒效益產生重要影響。此類社會與認知相關因素眾多，鍛煉動機是其中一個需要重點考察的變量。鍛煉動機是指一個人參與運動的內在動力和目標。研究表明，當個體的鍛煉動機更強時，通常會出現更多積極的情緒效應，如增加愉悅感、降低抑郁感等[81，82]。然而，研究者將鍛煉動機劃分為更細致的類別，如健康動機、外貌動機、樂趣動機、能力動機和社交動機后，結果發現不同的鍛煉動機水平會對身體鍛煉前、鍛煉期間和鍛煉后的正性情緒體驗和負性情緒感受產生程度不同的影響[83]。以自我決定理論（selfdetermination theory）為視角的研究發現，內在動機與運動相關的正性情緒體驗存在更密切的關系，但外在動機與運動后的正性情緒相關性較低，與負性情緒相關更高[84]。其原因與價值指向有關。例如，與為了身心健康的內在目標而運動相比，鍛煉者的注意力集中在外在的價值指標上（如身體吸引力），則會破壞他們鍛煉的效果，在這種情況下，個體可能更關注證明自己的自我價值，而不是完全投入運動中[85]。

與鍛煉動機和鍛煉目標有關的一個重要現象是安慰劑效應。該效應是指當人們接受一種無效的治療或干預時，由于他們對該治療或干預的期望和信念，而產生了主觀上的改善效果。一項元分析指出，當個體對運動效益產生預期時，會有短暫、效應量較小的情緒和生理效益[86]。有研究表明，結果預期和自我效能感預期能促進運動后主觀報告正性情緒的增加和負性情緒的降低[87，88]。甚至有研究者認為，急性有氧運動帶來的情緒效益最合理的心理機制就是安慰劑效應[89]。

此外，還有較多認知相關的個體差異因素會影響運動后的情緒效應。如前文提及的強度偏好[29，37]以及情緒調節[47]相關認知能力等。這些認知方面的影響不應一概而論，我們應該針對不同的認知因素進行更詳細的探討。

除了認知相關因素外，Wankel 認為鍛煉樂趣（enjoyment）可能是最大化運動心理益處的關鍵，喜歡運動的人通常比不喜歡運動的人表現出更積極的情感反應[79]。因此，鍛煉興趣可能是提高運動心理收益的重要因素。有研究通過探究鍛煉樂趣與急性有氧運動后情緒變化的關聯，證實了鍛煉樂趣與運動后積極情緒的增加呈正相關[80]。

3 與個體差異有關的神經影像學證據

3.1 運動干預后腦功能的個體差異證據

根據雙模理論，自上而下的皮層通路，其主要涉及各種與運動和情緒相關的認知處理過程，是運動情緒反應存在個體差異因素的主要來源，與個體生長發展過程有關；體質相關因素通過偏度偏好等進一步影響情緒[25，27，28]。目前尚未見直接從神經機制角度探討鍛煉行為情緒效應的個體差異研究。零星的一些證據顯示，不同年齡、性別和體質水平的個體在接受相同的運動干預后，大腦功能活動模式出現差異。例如，在年齡效應上，有研究發現，30分鐘的有氧訓練能增強海馬與皮層網絡之間的功能連接，海馬與內側PFC、額頂網路內側功能連接的變化出現了顯著的年齡差異現象，老年人這些腦區之間的功能連接變化顯著高于年輕人[16]。近年一項關于性別差異的研究觀察到30分鐘中等強度有氧運動后，男性左右前額葉通過腦血氧監測儀的脫氧血紅蛋白水平顯著高于女性[90]。最新的一項探究心肺適能與年齡相關差異的fMRI研究發現，相較于低心肺適能的老年人，高心肺適能的老年人在工作記憶任務時dlPFC 與額中回有顯著更多的激活，而這與年輕人相似[130]。

大多數行為學研究已證實，年齡、性別、體質因素和心理特質因素在身體鍛煉行為影響情緒效應中起著重要的調節作用。雖然其背后機制尚未被揭示，但根據雙模理論，情緒加工、情緒調節、運動強度偏好等認知過程存在腦機制差異，為解釋運動后情緒效益的個體差異現象提供了重要的神經科學基礎。

3.2 情緒信息加工的年齡差異：影像學證據

與情緒相關腦區的結構和功能會隨著年齡增長出現變化。杏仁核體積會出現隨年齡減小的趨勢[91]。靜息態功能連接研究表明，杏仁核和小腦之間的功能連接強度與年齡呈正相關，而與背內側PFC、感覺運動區之間的功能連接強度則與年齡呈負相關[46]。任務態研究發現，相比于中性圖片，觀看情緒圖片時年輕人和老年人杏仁核激活更強；但是僅在老年人中發現，觀看正性情緒圖片杏仁核的激活強于負性圖片[92]。在觀看負性刺激時，相比于年輕人，老年人杏仁核的激活降低，表明他們對負性刺激的反應減弱[46，47]。海馬體積也會隨年齡增長出現衰減[91]。隨著年齡增長，后部海馬與后扣帶回、內側PFC 以及外側頂葉的功能連接降低[93]。此外，老年人ACC的灰質體積出現顯著降低[94]。老年人ACC 與前腦島之間的功能連接增強，與顳上回和額下回之間的功能連接降低，這些功能連接的改變與情緒功能、認知功能的變化有關[95]。

PFC 是情緒加工和情緒調節的重要腦區，其結構和功能也表現出顯著的年齡差異現象。有研究僅在老年人中發現處理正性刺激時背側PFC的激活強于負性刺激，反映了他們對正性刺激的控制能力增強[96]。老化轉移（posterior-anterior shift in aging，PASA）理論指出，正常老化伴隨前腦功能增強，后腦功能降低。例如，年輕人在情緒任務中更多地激活枕葉、額葉和邊緣區域，老年人則更多地激活頂葉、顳葉和額葉區域；老年人PFC 腦區與杏仁核的功能連接更強，與負責知覺加工的大腦后部腦區的功能連接較低[97，98]。因此，PFC在老年人中表現出更為顯著的代償作用，旨在補償大腦老化的結構和功能衰退狀態。

3.3 情緒調節性別差異的影像學證據

與情緒調節相關的大腦神經系統存在性別差異。一項基于體素形態學的研究發現，男性的情緒調節能力優于女性，且男性情緒調節能力與右背外側前額葉（dorsolateral prefrontal cortex，dlPFC）灰質體積呈正相關，而女性的情緒調節能力與從左腦干延伸到左海馬、左杏仁核和島葉皮層的解剖簇的灰質體積之間存在正相關[99]。在負性情緒調節過程中，男性和女性的左側前扣帶回的激活都有所增強，但男性包括左dlPFC、外側眶額葉（orbitofrontal cortex，OFC）和右ACC在內的前額葉區域總體上表現出更強的激活，女性只在左內側OFC的激活更強；在正性情緒調節過程中，男性和女性的左側dmPFC 都有更強的激活，但男性的左外側OFC也同樣激活增強[100]。其他研究者也同樣發現男性在情緒調節過程中，dlPFC、OFC 和ACC 等前額葉皮質激活強于女性，提示男性在情緒調節時有更多自上而下的認知調控[101]。然而也有研究得出相反的結論。研究者發現男性在情緒調節過程中杏仁核與前額葉活動減少，而女性腹側紋狀體激活更強，這可能是因為男性更多地使用自動情緒調節，女性更多的利用正性情緒去下調（down-regulating）負性情緒[102]。近年研究進一步證實，女性利用自上而下的控制機制來抑制負面情緒，帶狀蓋腦網絡（cingulo-opercular network，CON）的連通性更強；男性則利用注意力轉移機制來抑制負面情緒，腹側注意網絡連接更強[103]。盡管目前尚未見明確探查運動對情緒改善的性別差異的影像學研究，但根據情緒調節方面研究推測，這種性別差異可能體現在前額葉、腦島、ACC、杏仁核和紋狀體等一些重要的情緒腦區。

3.4 體質影響運動后情緒效益的影像學證據

多數研究一致表明，CRF、有氧適能與情緒加工、調節等相關的腦區（如海馬、PFC、顳葉、扣帶回、紋狀體等）的結構與功能密切相關[104，105]。橫斷面研究發現，男性更高的CRF與更大的顳葉和頂葉體積以及更好的情緒狀態有關[106]。另一項臨床研究結果表明，右側中央蓋（羅蘭迪克島蓋）和雙側扣帶回之間的功能連接調節了有氧適能對情緒識別的積極影響[107]。高CRF個體在運動后更容易體驗到正性情緒的增加。有研究發現，高CRF 人群靜息態額葉的不對稱性能夠預測運動后正性情緒的增加，且左額葉相對活躍的個體在運動后比右額葉相對活躍的個體在運動后正性情緒提升更多[108]。一項新近研究也發現，平時有更多身體活動、CRF 更高的個體，運動后大腦中與獎勵和認知處理特別相關的區域（腹側紋狀體、眶額皮質和島葉）顯示出更大的阿片類物質釋放[109]。有氧適能同樣也會影響運動后面對應激任務時的神經反應，高CRF 個體運動后情緒改善更顯著，之后的應激任務引起的皮質醇反應更低，這可能與PFC、海馬參與了下丘腦-垂體-腎上腺軸的負反饋調節有關[110]。目前的研究證據顯示，高體質水平的個體在運動后會有更大的情緒改善，與正性情緒體驗增加相關的腦區神經活動會有顯著變化，如阿片系統等。

3.5 情緒信息加工的心理特質差異：影像學證據

運動后，情緒體驗與認知控制是基于前額葉和皮層下區域的神經反應產生，可能會受到人格與情緒特質的影響。不同人格特質個體情緒加工機制存在差異。例如，與低神經質個體相比，高神經質個體內側前額葉皮層（medial prefrontal cortex，mPFC）的激活降低，mPFC 在內隱情緒加工中起關鍵作用，其功能異常導致高神經質個體內隱負性情緒加工存在缺陷[111]。另外，神經質得分與負性情緒調節過程中背內側前額葉（dorsomedial prefrontal cortex，dmPFC）、額下回和額中回的激活呈負相關，同時也與杏仁核與dmPFC 功能連接呈負相關，說明高神經質個體認知重評能力減弱，dmPFC 對杏仁核的控制減弱[112]。此外，有研究通過格蘭杰因果分析，探討了靜息狀態的有向連接，發現神經質與右側杏仁核對右側額中回的影響增加，以及右側楔前葉對右側杏仁核的影響減少有關，這可能會影響神經質個體的認知調節和自我參照過程的調節[113]。對于外向性，在腦結構上，高外向性個體OFC和右杏仁核體積更大[114]，靜息狀態下杏仁核與殼核、顳極、島葉和枕葉皮層的功能連接更強，這可能反映了外向者獎勵敏感性的提高和社會情感功能的增強[113，115]。此外，左側額下回活動增加，雙側杏仁核活動減少可以預測成功的情緒下調，而成功的情緒下調是由開放性和習慣使用重評來調節的[116]。

在情緒相關的心理特征上，高焦慮個體杏仁核與腹內側前額葉功能連接較弱；低焦慮個體表現出杏仁核與腹內側前額葉功能連接較強，杏仁核與背側內側前額葉功能連接較弱[117]。在廣泛性焦慮癥患者中，杏仁核和右側ACC功能連接強度與癥狀嚴重程度和特質焦慮呈負相關，杏仁核和額下回連接強度與癥狀嚴重程度呈正相關[118]。在面孔識別任務中，高焦慮傾向組（特質焦慮、焦慮敏感性）雙側杏仁核和腦島激活大于焦慮正常組，且焦慮傾向得分越高，這些腦區激活越強[119]。在面孔墻情緒任務中，焦慮敏感性與雙側腦島的激活呈正相關[120]。在評價負性情緒圖片時，特質焦慮得分與ACC、島葉和OFC 的激活呈正相關，厭惡/焦慮敏感性得分與mPFC、dlPFC的激活呈負相關[121]。因此，焦慮傾向更高，或者焦慮特質更強的個體，前額葉、ACC、杏仁核和腦島的激活更強，前額葉與這些腦區的認知控制出現異常。

4 研究展望

隨著運動心理學學科的發展，人們對身體鍛煉與情緒健康關系有了更為深入的了解。然而，關于某些關鍵情緒的精準化運動干預方案并未獲得清晰解答，這與參與運動的主體即個體本身的因素密切相關。在情緒的產生和調節過程中，性別、年齡、情緒特質等個體因素扮演了重要角色。從現有行為研究結果來看，可能老年人與女性從運動獲得的情緒效益更大，高體質水平個體運動后會有更多正性情緒的增加，而低體質水平的個體負性情緒改善更多，焦慮敏感性等情緒特質可能起到了中介作用。因此，在考察情緒的干預效應時，應充分考慮與個體因素相關的大腦結構和功能差異現象。今后研究還應重點關注以下方向：

（1）未來研究應該進一步加強對運動影響情緒個體差異的機制探查和對研究發現進行深入的量化分析。在心理機制方面，情緒產生和加工過程所涉及的局部腦區和大腦網絡活動較為復雜，包括對情緒刺激的識別、產生情緒反應和情緒調節過程[122]。因此，不同個體差異因素可能對運動后情緒效應加工的具體階段影響也不同。例如，不同狀態焦慮的個體接受相同的運動干預方案，在情緒的調節過程可能會發現更多的效應差異；而在特質焦慮個體上，其差異在情緒加工的早期階段就會出現。今后在探查鍛煉行為影響情緒效應時，應有針對性考察不同情緒信息加工階段的個體差異現象，為精準化的情緒干預提供切實可行的預防和治療方案。應進一步明確身體鍛煉改善情緒存在個體差異的腦機制。關于個體因素在身體鍛煉和情緒之間的調節作用，仍需進一步深入探討。目前多數行為學研究都發現年齡、性別、體質、心理特質等因素的調節作用，但仍缺乏引起差異的直接的腦影像證據，只有少數研究發現運動后不同群體腦結構的改變出現差異[123，124]。根據雙模理論，前額葉參與了與運動有關的不同認知過程，同時前額葉也是情緒調控的重要腦區。在運動行為與大腦可塑性的研究中，均發現前額葉是短時和長時運動影響情緒的關鍵腦區。不同年齡階段前額葉所具有的功能存在差異，特別是老年群體，前額葉功能存在顯著的代償現象。在考察情緒獲益時，應根據所要探討的人群，重點關注前額葉以及額頂網絡的功能活動及結構形態的變化，這有助于理解運動后情緒獲益差異。因此，未來的研究應考慮身體鍛煉對大腦的影響是否存在個體差異，為理解身體鍛煉對情緒影響作用提供更直接的證據。盡管我們已經了解個體差異因素會影響運動鍛煉的情緒效益，但尚不清楚不同因素的影響程度。因此，在未來的研究中，建議使用元分析方法，對個體差異在鍛煉情緒效益方面的影響程度進行探究。隨著腦成像研究數據的積累，未來研究可以考慮采用激活概率估計法（activation likelihood estimation，ALE ）進行腦影像元分析。這種方法可以克服單一研究的局限性，獲得跨實驗的一致性，并顯著提高統計效能[125，126]。通過ALE方法，我們可以更明確地了解運動情緒的神經機制。

（2）在研究設計上，應在考察個體影響的同時，考慮時間因素的影響和多個測評工具的整合應用。首先，應從動態的角度考察身體鍛煉行為的情緒獲益。短時的鍛煉行為影響杏仁核、腹側紋狀體、腹內側前額葉、眶額葉以及腦島等腦區的功能活動模式，長時間的鍛煉則影響到前額葉以及皮層下情緒環路的多個大腦結構組織。以往的多個情緒干預研究只關注干預是否產生顯著效應，卻忽略了干預效應的持續時長，以及運動中的情緒體驗。此外，情緒改善的持續時間是否同樣存在個體差異，目前也尚無清晰的結論。因此，在多個時間點上采集相關情緒指標，有助于追蹤情緒干預的動態效果，發現運動行為影響不同個體情緒相關環路的關鍵時間點，更好地理解情緒效應發生的核心腦機制，同時也為制定運動處方提供科學的參考證據。其次，目前的實驗研究對情緒的衡量絕大多數都是通過情緒問卷，測量參與者的主觀情緒體驗，僅有極少的研究通過自主活動指標（如心率、皮膚電導反應和呼吸頻率等）和驚跳反應去測量或者間接反映情緒[127，128]。針對想要探究的情緒維度，采用多元的情緒測量方式，能夠彌補單一主觀報告法可能造成的諸如要求特征（demand characteristics）等問題。而且，從情緒的多個方面（情緒體驗、生理喚醒和神經活動等）測量，有利于闡釋情緒的不同方面是否存在個體差異的問題，并使研究得出的結論更加嚴謹，甚至對現有研究結果有所突破。

（3）在進行運動干預的變量設計上，應該考慮各種個體因素，以及個體因素與劑量效應之間可能存在的交互作用。不同的運動類型、運動方式以及運動劑量同樣會對情緒產生不同影響[129]。運動強度、運動頻次和持續時間等與劑量效應相關的干預變量，對大腦結構和功能活動的影響存在顯著差異。類似的，不同強度對情緒相關環路活動的影響可能也存在不同。根據雙模理論，運動強度與個體差異也都會影響情緒，例如，運動強度和年齡以及體質水平之間存在顯著的交互作用[38]。這些個體因素與劑量效應之間存在的交互作用，可能共同影響情緒效應的產生和調節效果。今后可根據具體考察的情緒效應將兩種因素進行有機結合。對于特殊個體的運動干預，可能需要制定特定的運動干預處方，進行有針對性的實驗設計。同時，在無需考察個體差異的運動干預研究中，應盡可能保證組間同質性，通過采用完全隨機分組、雙盲實驗、控制變量法以及擴大樣本量等方法來減少個體差異因素對實驗結果的影響。需要注意的是，個體差異因素的存在會導致組內異質性增大，群組效應會在個體效應的相互抵消中被減弱。因此，在保證樣本量的同時，可以考慮增加對不同人群進行更深入的分層分析。