基于多模态磁共振探讨太极拳运动影响认知功能的中枢机制研究

发布时间：2020-08-16 19:22

【摘要】：背景:太极拳是中华传统养生保健文化中的重要组成部分,与中医药文化和中医基础理论密切相关,被认为具有平和情志、放松精神、调和阴阳、疏通经络、走行气血、平衡脏腑功能的临床价值。目前太极拳运动已被广泛应用于心血管疾病、神经系统疾病、呼吸系统疾病、骨关节运动系统疾病、代谢性疾病、精神类疾病等临床研究和应用中,在运动和认知功能的改善方面有着尤为突出的效果。功能磁共振成像研究指出大脑中存在功能网络,其中默认模式网络与认知功能有一定联系。基于弥散张量成像的脑白质各向异性系数则通常用于反映白质纤维的特性。已有部分学者基于现代研究技术开始着手探究太极拳临床疗效的效应机制,以期深入解读其本质,但既往仅有少数研究应用多模态磁共振成像技术讨论其可能存在的中枢效应机制,且选取的研究对象主要为老年人群,其脑功能和结构已有不同程度退行性改变,难以很好的说明问题。故而以年轻健康人群为研究对象的太极拳中枢效应机制研究是太极拳机制研究中无法回避的重要内容。目的:以没有太极拳练习经验的年轻健康人群为对照,观察长期规律练习太极拳的年轻健康人群在中枢层面可能具有的特异性改变,其中包括脑功能网络的变化和脑白质网络的变化,通过观察到的变化与既往同类研究相联系,解读太极拳在认知功能方面可能影响中枢的效应机制,以期为将来进一步推广、应用太极拳运动,以及对太极拳的临床疗效做出解读提供相应数据支持。方法:本研究纳入符合标准的长期规律练习太极拳的27例被试,并根据其性别、年龄等基本特征,逐一匹配27例对照组。全程由同一名研究者记录两组被试身高、体重、受教育程度等基本信息,进行连线测验并记录测验结果,进行8分10秒的功能像扫描、6分16秒的弥散结构像扫描和4分18秒的T1结构像扫描。应用统计学方法检验两组被试连线测验的结果是否存在差异,并基于两组被试脑功能像进行统计分析,对比两组间默认模式网络内部的功能连接差异,探讨两组间脑功能的差异和行为学的改变,并分析其可能存在的相关性。基于两组被试弥散像运用基于纤维束示踪的空间统计方法计算并比较两组被试全脑白质各向异性系数,进一步分析在脑功能改变的基础上可能存在的脑结构改变。结果:经过太极拳组与对照组的组间比较,发现两组被试的身高、体重、受教育年限等基线水平无统计学差异,基线可比。对比两组被试的连线测验结果,发现在行为学方面两组表现无明显差异。对比两组被试的脑默认模式网络功能连接结果,发现两组间无明显差异,但太极拳组额上回功能连接具有相对减弱的趋势;进一步比较两组被试在全脑白质各向异性系数的差异,发现太极拳组减去对照组全脑各向异性系数仍无明显差异,但左侧小脑上脚、左侧外囊及小脑中脚等传导束可见FA值升高的趋势。结论:通过对太极拳组和对照组的连线测验结果、脑功能磁共振与结构磁共振成像结果进行相应统计分析后,两组间在脑功能和脑结构层面暂未发现明显差异,但存在调整脑默认模式网络功能连接和改变白质纤维结构的趋势,仍需进一步研究以验证太极拳运动可能产生的中枢变化。
【学位授予单位】：北京中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R247.4
【图文】：

序列,功能磁共振,扫描方案

ＴＲ／ＴＥ＝２０００ｍｓ／３０ｍｓ，矩阵＝６４Ｘ６４，邋ＦＯＶ邋＝邋２４０＿Ｘ２４０ｍｎｉ，翻转角邋９０°邋，层厚５＿，全逡逑脑无间隔连续横断扫描，体素尺寸＝３．邋７５ｍｍＸ３．邋７５ｉｉｉｍＸ５ｍｍ。逡逑（３）弥散像由单发的回波平面成像序列扫描，由７７层１ｍｍ厚的连续纵向层面图像逡逑组成（层厚１腿，了１＾＝１８０００丨丨１５，’＾二９４｜丨１３，矩阵＝１６０＼１６０，卩０`e２５６丨丨１］丨丨父２５６＿）0逡逑质量控制：为排除扫描时间的影响，所有扫描均安排在１１：３０－１７：００或１９：００－２０：００，逡逑太极拳组被试与相对应的对照组被试扫描时间一致，且被试扫描当日未练习太极拳。逡逑被扫描者进入核磁室前排便、排尿。均采取提前预约的方式，被扫描者在扫描当天提逡逑前３０分钟到核磁室等候，由研究人员进行核磁扫描指导语解释，并保证被扫描者平静逡逑休息２０分钟后方可^u始磁共振扫描。每次扫描前后对患者的血压、心率等体征进行监逡逑测。扫描全过程由研宄者陪伴，如遇到异常情况将立即停止扫描并对症处理。扫描过逡逑程中发现被扫描者有颅内异常病变不适宜继续参加的将予以剔除并推荐就医。所有扫逡逑描均由同一位具有多年工作经验的技师完成。逡逑

太极拳,功能连接,对照组,大脑

太极拳组与对照组相比，通过ＦＤＲ矫正后两组间ＤＭＮ功能连接强度未见明显差异。逡逑通过ａｌｐｈａｓｉｍ矫正后发现太极组被试在左背外侧额叶的额上回区域出现了功能连接逡逑强度的下降，如表５及图３。逡逑表５太极拳组与对照组相比ＤＭＮ功能连接强度出现下降的大脑区域逡逑Ｔａｌａｉｒａｃｈ邋坐标逦ｔ逡逑Ｈｅｒａ邋半球逦邋Ａｒｅａ邋Ｖｅｒｔｅｘｅｓ逡逑Ｒｅｇｉｏｎ邋脑区逦ｖａｌｕｅ逡逑／ＢＡ分区邋Ｘ邋Ｙ邋Ｚ逦区域体素逡逑Ｔ值逡逑卩ｒｏｎｔａｌ＿Ｓｕｐ＿Ｌ逡逑＾逦Ｌ／２１邋４８逦１６逦１６逦５５逦３．３４５１逦１５．５３２８逦２１逡逑左背外侧额上回逡逑以上所有脑区均按ＡＡＬ脑区汇报。阈值取Ｐ＜０．邋０５，蒙特卡罗模拟迭代１０００次进行簇矫正，簇逡逑大小大于ＳＯｉｎｍ＇１。逡逑３７逡逑

太极拳,白质,对照组,纤维束

极拳组减去对照组后全脑白质ＦＡ未见明显差异。采用ＴＦＣＥ进行矫正，显示太极拳组逡逑减去对照组后右侧皮质脊髓束、左侧小脑上脚、左侧外囊及小脑中脚等传导束可见ＦＡ逡逑值显著升高，如表６及图４。逡逑３８逡逑

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