運動生理週訊(第495期)
改善自閉症刻板重複行為的運動訓練與指導(August 1, 2022)
臺灣師大 方進隆 名譽教授
壹、前言
自閉症 (Autism Spectrum Disorder，簡稱ASD) 患者有過度執著於重複性和一致性之特質 (國立臺灣大學醫學院附設醫院精神醫學部，2015)，對某些活動或語言有刻板重複行為 (Stereotyped and Repetitive Behaviors，簡稱SRB)。大約90% ASD患者具有這種特質 (Tarr, et al., 2021)，且每天約花60%的時間從事SRB (Patterson,et al., 2010)，依其程度的不同，有時會影響人際互動和專注學習，甚至傷害自己或侵犯他人，需要及早採取有效的治療策略。
美國孩童的ASD盛行率為1/59 (ACSM, 2022)，其病因還不清楚，也沒有明確改善方法，通常採取包括藥物治療、物理治療、語言治療、職能治療和行為治療等多元治療策略，這些方法需要專業醫護人員來執行。為提供較有效的策略，美國ASD專業發展中心推出具有研究實證的改善方法，而「運動訓練」是其中一種 (Wong, et al., 2015)。適度運動可以改善體適能、增加合理的行為和減少不當行為 (如自我傷害或侵害他人)，且運動是較容易在日常生活中實施又花費較低的改善方式 (Tse, et al., 2021)。
運動訓練可以改善ASD的SRB？ 如是，要選擇哪種運動？哪種運動方式最有效？ 每次的運動訓練時間要多久？ 不同的SRB (如語言或肢體SRB) 對於運動訓練的效果相同嗎？最近已有較多相關的研究及實證，也提供許多運動指導的資訊或建議，包括運動訓練的益處，較有效的運動方式與方法，運動訓練和指導的原則等。
貳、運動訓練對刻板重複行為效益的綜評研究
為瞭解運動訓練對於ASD的SRB效益， 綜評研究收集較嚴謹 (有實驗設計) 的運動訓練或介入文獻，以探討運動訓練對SRB的整體效益 (Tarr et al., 2020)，本文以研究目的、研究收集條件、研究結果和建議分別加以敘述：
一、研究目的
本研究有三個目的，分別為：
| (一) | 運動訓練 (自變項) 對於SRB (依變項) 的影響是什麼？ 實驗設計的研究參與者以隨機分派的方式，分到運動訓練組或控制組，於介入前後比較組間或組內的介入效益。 |
| (二) | 運動介入對SRB的效果是什麼？ 這問題以單一受試者的設計研究 (single subject design studies) 來探討，即受試者同時接受兩個以上的介入，如接受拍球訓練、跑步和控制情境的介入，以比較SRB在不同介入情境下的差異。 |
| (三) | 運動介入對於SRB的整體效果 (綜合兩項研究)是什麼？ |
二、研究收集條件
所收集文獻要包括下列條件：(一) 英文撰寫，(二) 發表在1980到2017年，(三) 運動介入為自變項，(四) 依變項為SRB，(五) 自閉症者至少兩歲，(六) 是隨機分派的運動介入研究或單一受試者設計研究，(七) SRB的效果是運動介入所致，且資料能量化以計算效果量 (effect size)。
三、結果
總共收集33篇運動訓練對刻板行為效果的文章， 其中有10篇符合研究條件，包括4篇運動介入研究和6篇單一受試者設計研究，主要研究結果如下：
| (一) | 運動訓練介入的研究中有54位參與者，其中46位是男童，8位是女童，4篇研究的平均效果量是 -.463 (中等效果量)，運動訓練可以減低SRB。 |
| (二) | 單一受試者設計研究有13位位受試者，其中10位是男童，3位是女童。6篇整體分數研究平均效果量是 -.456 (中等效果量)。運動訓練可以減低SRB。 |
| (三) | 在10篇整體研究中總共有67位參與者，其中男童49位，女童18位，10篇研究平均效果量是 -.456 (中等效果量)，整體運動介入可以減低SRB。 |
四、結論
綜評研究指出運動訓練具有中等效果量，可以降低自閉症者的SRB，支持運動訓練是有潛力減低SRB方法。
參、評量運動訓練對自閉症刻板重複行為的影響
運動訓練已被證實可以改善ASD的核心症狀，特別是減少SRB，但有關運動計畫的一些相關變項，乃需近一步加以探討，如那一種運動方式最有訓練效果？ 或者每次要訓練多久才有效果？學者 (Tarr, et al., 2021) 收集單一受試者反覆測試的研究資料，利用階層線性回歸模式分析模式 (Hierarchical Linear Model)，來探討有效改善SRB的運動訓練相關變項或調解因素，本文針對這篇研究的研究問題、收集條件、研究結果與結論加以說明。
一、研究問題
研究評估四個問題：
| (一) | 整體運動訓練對於ASD的SRB訓練效果如何？ |
| (二) | 不同類型的身體活動對於SRB是否會產生不同效果？某些類型的運動方式 (如有氧運動) 較有效果？ |
| (三) | 較長時間比短時間的運動訓練效果較好？多久的運動訓練才有效果？ |
| (四) | 不同持續時間的運動訓練對減低SRB會有不同的效果？ |
二、收集條件
所收集的文獻要包括下列條件：(一)以英文撰寫。(二)文獻發表在1980以後。(三)運動訓練為獨立自變項。(四)有SRB為依變項。(五)ASD患者年齡在3至 14 歲之間。(六)是單一受試者設計研究 (single-subject design study)。(七)運動訓練對於SRB的影響可量化，可估計效果量 (effect sizes )。總共有33篇研究探討運動訓練對於SRB的影響，而有6篇符合收集條件。
三、研究結果
主要結果如下：
| (一) | 整體運動訓練有中等和顯著效果 (moderate significant effect，效果量為 -.43)，證實運動訓練可以減少SRB。 |
| (二) | 運動類型是一個顯著的調解因子 (p<.001) (significant moderator)，運動項目很多，要選擇適合的運動方式。可以產生較大效果的運動方式是有氧運動 (如有氧舞蹈、騎腳踏車、走路或跑步) 和技巧導向 (skill-based) 的活動 (如武術、球類運動)，而有氧運動加上技巧學習活動效果最佳。 |
| (三) | 運動持續時間並不是一個顯著的調解因子，研究指出較短運動的訓練時間 (如10分鐘) 就會有改善SRB效果，和更長時間 (如20分鐘) 的訓練沒有顯著差異。 |
| (四) | 不同類型的SRB (如肢體或口語SRB) 對於運動訓練的反應相同，沒有顯著差異。 |
四、結論
運動訓練會減低SRB，不同類型的運動訓練是減低SRB的影響因素，要選擇適當的運動方式。而不同運動持續的時間，不會影響SRB改善的效果，運動訓練對不同類型SRB的效益沒有差異。
肆、運動訓練 (模仿刻板重複行為) 對刻板重複行為的影響
運動訓練的方式接近或模仿SRB，可以減少ASD孩童的SRB？ 針對這問題，學者 (Tse et., al., 2021) 探討運動訓練 (形式與SRB相近) 對ASD兒童SRB的響影，主要的研究對象、方法、結果和結論說明如下：
一、 研究對象
研究徵求符合下列條件者為實驗對象：(一)年齡介於9–13 歲；(二)專業診斷有ASD；(三)非語言(nonverbal) IQ 超過40分；(四)能夠配合活動說明；(五)能夠從事運動介入的活動；(六)過去六個月沒有運動習慣；(七)有手部拍擊 (hand-flapping) 和身體搖擺 (body-rocking) 的SRB。總共徵求21位符合研究條件兒童，其中男童17位，女童4位，年齡平均11歲，平均體重40.6 公斤。
二、研究方法
參與研究的ASD兒童被安排在三個不同時間，以隨機方式分別從事10分鐘拍球動作 (ball-tapping exercise)、10分鐘慢跑和控制組 (沒運動)。運動介入過程，參與者被要求在10分鐘內於籃球場儘量拍球， 球是直徑約25公分的小圓球。而慢跑介入組，兒童要繞著籃球場持續跑10分鐘，兩個運動介入組兒童，被鼓勵在時間內盡量完成這些活動，而控制組沒有從事身體活動。在介入過程中，研究者用攝影機於運動前15分至運動後一小時，拍攝自閉兒童SRB的出現頻率，包括手部拍擊和身體搖擺動作，以觀察運動介入前後的差異。
三、研究結果
(一) 手掌拍擊的SRB於10分鐘拍球運動後顯著減少 (p < 0.017),
(二) 身體搖擺的SRB於10分鐘跑步後顯著減少 (p < 0.017)。
(三) 這些運動訓練產生的效果於運動45分後消失。
四、結論
研究指出運動訓練方式接近或模仿ASD兒童的SRB，可以減少SRB，建議運動訓練方式模仿SRB，以增加訓練效果。
伍、不同運動強度和持續時間對刻板反覆行為的影響
要設計運動計畫就需考量運動方式、運動強度和持續時間等要素，如思考較高強度的運動訓練效果較好？ 運動時間較長可以減少更多的SRB？ 針對這些問題，學者探討不同運動強度和持續時間對的SRB效益 (Olin et al., 2017)，內容有許多理念和結果值得參考價值，本文就這篇文章的研究目的、方法與結果敘述如下。
一、研究目的
比較不同運動強度 (高和低強度) 和持續時間 (10分和20分鐘) 對ASD青少年SRB的效益。
二、研究方法
| (一) | 對象：徵求7位平均13歲的ASD青少年為研究對象。 |
| (二) | 實驗分組：參與者隨機從事4種不同強度與時間組合的有氧運動，分別是10分鐘低強度 (10 L)、10分鐘高強度 (10 H)、20分鐘低強度 (20 L)、20分鐘高強度 (20 H) 的有氧運動和一次沒有運動的控制情境 (C)。 |
| (三) | 運動訓練：這篇研究的運動方式是有氧運動，由參與者選擇，有四位選擇跑步機 (treadmill) 走跑，另三位騎固定腳踏車。參與者在不同強度和持續時間從事有氧運動， 運動強度以心跳率為判斷依據，低強度和高強度分別為50-65%和70-85%預測最大心跳率，而運動持續時間分別為10分鐘和20分鐘。 |
| (四) | 測量時間：參與者適應運動訓練與測量環境後，於各種運動或控制情境前15分、運動後15分、30分、45分和60分，用攝影機拍錄參與者的SRB，做為SRB的分析和比較資料。 |
| (五) | 統計方法：以5*5 (組別＊時間) 重複量數變異數分析。 |
三、結果
主要研究結果如下：
| (一) | 運動後15分，20 H的青少年， SRB顯著高於 (p < 0.05) 其他運動組 (10 L, 10 H, 20 L)，降低SRB效益最差，但與控制組沒有差異。 |
| (二) | 運動後30分，10 L青少年下降 SRB的效益最佳，顯著優於20 L和20 H組。 |
| (三) | 運動後45分，10 L青少年下降的SRB最多，比起其他組別皆有顯著差異。 |
| (四) | 運動後60分，10 L青少年下降的SRB最多，和控制組和20 H組有顯著差異 (p< 0.01)。 |
| (五) | 20 H組青少年在運動後所有時間點，下降SRB的效果比其他運動組別少，但和控制組沒有差異。 |
| (六) | 10 L青少年於有氧運動後一小時內減低SRB的效果最佳。 |
四、結論
10 L的有氧運動減低SRB的效果最佳， 而20 H的有氧運動減低SRB的效果，比起其他運動組差。作者指出未來研究需要考量ASD的嚴重程度，因有些參與者在較長時間和高強度的狀況運動，可能會超出體能極限，無法享受運動過程，甚至產生身心壓力， 而影響SRB。建議運動訓練要考量參與者的體能和症狀，設計適度的運動方式、強度和持續時間。
陸、建議
參考本文介紹的研究和相關文獻，提出下列的說明與建議：
| 一、 | 整體而言，運動訓練可以有效改善SRB，建議將運動訓練列入治療ASD的一部分。 |
| 二、 | 低強度運動訓練即有改善SRB效果，不一定要從事高強度的訓練。每個人的體能與症狀差別很大，要考慮個別差異，選擇適合的強度，重點是享受運動，而不是造成壓力。 |
| 三、 | 10分鐘的運動訓練即可改善SRB，但運動後一個小時效果可能就會消失，所以每天可安排多次的運動。 |
| 四、 | 有氧運動可以改善SRB，包括走路、跑步、有氧舞蹈、騎腳踏車、游泳等，有氧運動可促進腦部健康，包括增加腦部血流量、分泌神經傳導物質與神經滋養物質和改善腦部結構等。 |
| 五、 | 技巧性的運動可以改善SRB，運動訓練可以選擇球類活動、武術、有氧舞蹈、溜冰、游泳、肢體協調和運動技巧練習等活動。 |
| 六、 | 多種運動的結合效果改善SRB更佳，如有氧運動、球類運動、技巧性運動等的創意組合，以增加多元的神經網路與肢體動作的刺激和連結。 |
| 七、 | 運動型態要盡量和SRB相接近，讓運動刺激與滿足肢體動作需求，也可能消耗能量，而減少不合理的行為。 |
| 八、 | 瑜珈、靜坐和身心運動 (如氣功) 能改善ASD症狀，包括減少SRB和壓力。將靜坐或正念 (mindfulness) 知能融入運動，對ASD和照顧者的身心健康皆會有很大助益。 |
| 九、 | 運動訓練要個別化，每個人的症狀、體能、健康和興趣狀況不同，運動計畫要考量這些因素，讓參與者喜歡和享受運動，如此才容易持續運動，而獲得益處。 |
| 十、 | 目前的研究有限，希望未來持續研究探討更廣泛和更深入的相關議題，提供運動訓練與改善SRB更多的指導原則或建議。 |
引用文獻
國立臺灣大學醫學院附設醫院精神醫學部 (2015)。與自閉症特質同行。衛生福利部。
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