咀嚼对健康受试者短时认知任务中持续性注意力的影响研究

《Acta Oecologica》：Mastication while rested does not improve sustained attention in healthy participants conducting short-duration cognitive tasks

　　本研究针对持续性注意力易受多种因素影响的问题，通过随机交叉设计探讨咀嚼口香糖对健康成年人在短时认知任务中注意力的改善作用。结果显示，在充分休息状态下，咀嚼并未显著改善PVT（心理运动警觉任务）和SART（持续注意力反应任务）表现，也未影响主观困倦度（KSS）和情绪评分（PANAS）。该研究为咀嚼作为认知对抗措施的有效性提供了基线数据，提示未来需在睡眠剥夺或更长任务时长条件下进一步验证。

　　

在日常生活中，保持高度的注意力对于完成学习、工作等认知任务至关重要。然而，人们的持续性注意力（Sustained Attention）却常常受到生物节律、环境干扰等多种因素的影响而下降。有没有一些简单易行的方法能够帮助我们在需要的时候提升注意力呢？咀嚼（Mastication），比如嚼口香糖，被认为是一种潜在的解决方案。此前的一些研究和综述表明，咀嚼可能通过提高警觉性、减少信息处理时间等方式对认知功能产生积极影响，尤其是在需要持续注意的任务中。然而，这些积极效果的具体作用机制尚不明确，而且咀嚼相关因素（如口香糖质地、咀嚼速率等）以及任务时长等变量对注意力水平的影响也需要进一步厘清。

为了在控制良好的条件下探究咀嚼对持续性注意力的影响，并为后续研究提供基线数据，研究人员在《Acta Oecologica》上发表了这项研究。他们特别关注于健康且休息充分的个体在短时认知任务中的表现，旨在回答一个核心问题：在排除了睡眠不足等挑战因素后，咀嚼本身是否能够显著提升持续性注意力？

为了回答上述问题，研究团队采用了一项随机、自身对照、交叉设计（Randomized, Within-subjects, Cross-over Design）的实验方案。研究招募了58名18至45岁的健康成年人（38名女性，20名男性）。所有参与者在实验前三天需保持规律作息，并通过睡眠日记和腕动计（Actigraphy）进行监测，以确保其处于充分休息状态。实验在高度受控的实验室环境中进行，参与者需完成两个时长约40分钟的测试单元（Test Bout），其中一个单元要求参与者以舒适稳定的速率咀嚼无品牌标识的薄荷味口香糖（Extra Brand），另一个单元则为对照（不咀嚼）。测试顺序随机分配。主要的认知任务包括用于测量持续性注意力和反应抑制的持续注意力反应任务（Sustained Attention to Response Task, SART）和敏感度高的心理运动警觉任务（Psychomotor Vigilance Test, PVT）。同时，在任务前后使用卡罗林斯卡嗜睡量表（Karolinska Sleepiness Scale, KSS）和积极与消极情绪量表（Positive and Negative Affect Schedule, PANAS）评估主观困倦度和情绪状态。研究人员采用盲法进行统计分析，主要结局变量是经过弗里曼-图基变换（Freeman-Tukey Transformation）的PVT失误次数（Lapses，反应时间>500 ms）以及PVT平均倒数反应时间（Mean Reciprocal Response Time），次要结局变量包括PVT任务内时间斜率（Time-on-task Slope）和SART错误分数。

3.1. 主要结局指标分析

3.1.1. PVT失误

数据分析显示，咀嚼条件与对照条件之间在变换后的PVT失误次数上无显著差异。合并处理效应为0.093（95%置信区间[-0.210, 0.394]），标准化效应大小（Standardized Effect Size）为0.162，属于小效应量。统计检验结果（p值>0.05）不支持咀嚼能改善PVT表现的假设。

3.1.2. SART

同样，在SART错误分数上，咀嚼条件与对照条件也未显示出显著差异。合并处理效应为0.328（95%置信区间[-0.740, 1.396]），标准化效应大小也为0.162。结果表明，咀嚼并未显著减少SART任务中的错误。

3.1.3. PVT任务内时间斜率

PVT任务内时间斜率（反映注意力随时间下降的程度）在咀嚼和对照条件间的差异也未达到统计学显著性。合并处理效应为0.00254（95%置信区间[-0.0113, 0.0164]），标准化效应大小为0.097，亦为小效应量。尽管差异方向与预期（即咀嚼减缓斜率）一致，但证据强度不足。

3.2. 次要结局指标分析

3.2.1. 主观评分

对主观评分（KSS和PANAS）的分析发现，干预（咀嚼/不咀嚼）与测试序列之间存在显著的交互作用，但在经过Bonferroni校正的事后比较中，均未发现咀嚼条件与对照条件之间存在显著差异。这表明咀嚼并未显著影响参与者自我报告的困倦度和情绪状态。

本研究未能证实咀嚼口香糖对健康、休息充分的成年人在短时间认知任务中的持续性注意力有显著的改善作用。所有主要的客观行为指标（PVT失误、SART错误）和次要指标（PVT时间斜率、主观评分）均未显示出咀嚼的益处。研究人员分析，这可能是由于几个原因造成的：首先，咀嚼本身对注意力的提升效应可能确实较弱或不稳定；其次，本研究所用的任务时长相对较短（最长40分钟），可能不足以诱发明显的警觉性下降（Vigilance Decrement），从而使得咀嚼的潜在对抗措施效果没有充分显现的机会；最后，参与者处于完全休息状态，其认知系统未被充分“挑战”，也可能掩盖了咀嚼可能带来的微小益处。

这项研究的意义在于它提供了在基线条件下（即无睡眠剥夺、短任务时长）关于咀嚼对注意力影响的严谨数据。其结果提示，在日常生活常见的短时、非高强度认知需求场景下，依靠咀嚼来提升注意力可能效果有限。然而，这并不完全否定咀嚼作为认知对抗措施的潜力。研究者指出，未来的研究方向应包括在睡眠剥夺条件下、使用更长时间的任务、考察不同咀嚼参数（如速率、口香糖特性）的影响，以及考虑性别和月经周期等变量。这样的研究将有助于更全面地评估咀嚼在何种条件下可能成为有效的注意力维持策略，并为开发简单易行的认知增强方法提供更坚实的科学依据。