健康与遗传心理学研究室知识库

研究目的:抑制控制(Inhibition control)是指个体对优势反应、无关信息和不恰当行为进行抑制控制的过程,是一种能够减少或阻止神经、心理或行为活动的机制,被认为是人类认知过程中最为重要的部分之一。以往行为和认知神经科学研究表明,体育锻炼能够提升大学生的抑制控制功能,而且这种提升效益与大脑皮质的额下回(IFG)和前额叶皮层(PFC)的结构和功能改善存有关联。八段锦作为中华传统的有氧健身运动,其特点柔和缓慢、圆活连贯、松紧结合、动静相兼,有效结合了呼吸、意识和动作,要求神形合一,意念集中在动作部位,控制和排除杂念。然而,有关八段锦对抑制控制的促进效应及其脑机制鲜见报道。鉴于此,本研究将采用具有良好的空间分辨率和时间特性的近红外脑成像(f NIRS)技术来探讨18周八段锦运动干预对大学生抑制控制的影响及其神经机制。本研究假设是八段锦运动能够提高大学生抑制控制功能,而且这种提升效应与前额叶皮层的神经激活模式表现出同步性。研究方法:实验对象为43名大学生(男23名,女20名,年龄20.58±2.07),其中八段锦干预组20名,对照组23名。研究包括两个自变量,自变量1为实验条件,包括干预组和对照组2个水平,属于组间变量;自变量2为测量次序,包括实验前测和实验后测2个水平,属于组内变量。因变量为Stroop任务的行为反应时(包括一致条件和不一致条件)和以及对应的f NIRS氧合血红蛋白(Oxy-Hb)水平。八段锦干预组要求受试者每周进行2次集中训练和1次远程指导训练,每次练习时间90分钟,共持续18周,而对照组不给予任何运动指导,保持往常生活和学习方式。所有受试者在干预前或后一周来实验室进行Stroop任务测试和f NIRS监控。Stroop任务采用E-prime2.0软件编制和呈现,要求受试者对汉字的颜色反应,而忽视汉字的意义,一致条件是汉字的颜色和意思相同,不一致条件是汉字的颜色和意思不同。f NRIS监测采用NIRSport系统(美国)监测受试者在执行Stroop任务时的前额叶Oxy-Hb的变化。f NIRS系统由8个光源和8个探测器组成,形成19个通道,覆盖前额叶的6个感兴趣脑区(ROIs),具体包括左、右背外侧前额叶(l-DLPFC,r-DLPFC),左、右腹外侧前额叶(l-VLFPC,r-VLPFC)和左、右额极区(l-FPA,r-FPA)。f NIRS数据分析过程:首先滤除频率小于0.01Hz和大于0.1Hz的成分,这些成分是由心脏、呼吸和头动等引起的噪声。对数据进行预处理之后,进一步统计出受试者在执行一致任务和不一致任务时的氧合血红蛋白(oxy-Hb),然后通过SPSS软件对oxy-Hb信号进行统计分析。最后,将oxy-Hb与原始导出的β值通过配对t检验进行统计分析筛选具有显著性差异的通道(CH)。研究结果:行为数据结果:在执行Stroop一致任务反应时指标上,八段锦干预组前后测之间存有显著性差异t=2.58,P=0.018,后测反应时(503.16±155.15)少于前测反应时(595.94±156.49);而对照组前后测无显著性差异,t=1.056,P=0.302。在执行Stroop不一致任务反应时指标上,八段锦干预组前后测之间有显著性差异,t=2.82,P=0.034,后测反应时(652.18±173.02)少于前测反应时(732.75±187.76);而对照组前后测无显著性差异,t=0.807,P=0.428。说明八段锦运动干预显著提升了大学生抑制控制功能。f NIRS数据结果:在执行Stroop一致任务时,与对照组相比,运动干预组共9个通道(CH4、CH5、CH6、CH8、CH9、CH12、CH14、CH15、CH19)的oxy-Hb浓度显著提升,对应5个ROIs,分别为左背外侧前额叶(l-DLPFC),左腹外侧前额叶(l-VLFPC),左额极区(l-FPA),右额极区(r-FPA)和右背外侧前额叶(r-DLPFC)。在执行Stroop不一致任务时,与对照组相比,运动干预组CH19的oxy-Hb浓度上升,t=3.339,P=0.004,对应右背外侧前额叶(r-DLPFC)。研究结论:18周八段锦运动显著提高了大学生Stroop任务的行为操作表现。不但增强了5个脑区由Stroop任务一致条件引发的神经激活水平,而且也增强了r-DLPFC由Stroop任务不一致条件引发的神经激活水平,这些脑区神经激活的增强与抑制控制的提高同步出现。研究结果为八段锦运动增进大学生抑制控制功能提供了新的行为和认知神经科学的证据。