基于磁共振成像分析八段錦干預效果的研究進展

李 暢, 張慧琳, 陳鳳致

(中南大學湘雅二醫(yī)院 護理部, 湖南 長沙, 410000)

八段錦是我國傳統(tǒng)的健身功法，是中國傳統(tǒng)氣功中應用最廣泛的一種，其運動方式體現(xiàn)了中醫(yī)理論和中醫(yī)養(yǎng)身原理[1]。傳統(tǒng)的鍛煉方式側(cè)重于增強身體力量，八段錦則更多地涉及一種心身整合的實踐。磁共振成像 (MRI) 可用于腦皮質(zhì)的激活功能區(qū)定位，同時可進行認知功能測試，識別特定任務和刺激激活的腦區(qū)[2]。本文簡要總結(jié)了基于MRI分析八段錦干預對部分人群，包括正常老年人、輕度認知障礙(MCI)老年患者及膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(KOA)患者的干預效果，對其MRI表現(xiàn)及相關(guān)分析進行綜述，旨在探討八段錦干預效果和機制，為推廣八段錦提供證據(jù)支持。

1 八段錦干預正常老年人的MRI分析

1.1 八段錦對正常老年人認知功能影響的MRI表現(xiàn)

人體大腦中左側(cè)前額葉、左側(cè)顳中回及右側(cè)小腦自發(fā)腦功能活動存在差異，這為區(qū)別遺忘型MCI(aMCI) 和非遺忘型MCI(naMCI) 兩者腦功能活動特點提供了初步影像學依據(jù)[3]。 靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以顯示分數(shù)低頻振蕩幅度(fALFF)值(0.01～0.08 Hz)。研究[4]發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，給予八段錦干預的老年人(八段錦組)雙側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)的fALFF顯著增加；與太極拳組相比，八段錦組老年人左側(cè)mPFC和左側(cè)前束明顯增加；3組(2個運動組和1個對照組)的slow-4頻段fALFF差異無統(tǒng)計學意義[4]。這些發(fā)現(xiàn)提示太極拳和八段錦運動在預防認知能力下降方面的潛力。因此，八段錦鍛煉對身心健康的改善作用可能對認知功能產(chǎn)生積極影響[4]。

1.2 八段錦對正常老年人記憶功能影響的MRI表現(xiàn)

八段錦可以增加老年人腦內(nèi)灰質(zhì)體積(GMV)，表現(xiàn)為大腦皮層GMV增加、白質(zhì)神經(jīng)纖維連接增強。一項對照研究[5]發(fā)現(xiàn)，12周的太極拳和八段錦運動均能顯著增加腦島、內(nèi)側(cè)顳葉和殼核的GMV。太極拳組與八段錦組的GMV增加差異無統(tǒng)計學意義。與健康對照組相比，太極拳組和八段錦組顯著改善了韋氏記憶量表-中文修訂版(WMS-CR)量表視覺再現(xiàn)功能，八段錦干預也改善了WMS-CR的心理控制、識別、觸覺和理解記憶功能[4]。記憶商數(shù)(MQ)和視覺再認均與殼核和海馬GMV增高有關(guān)，提示了太極拳和八段錦對預防老年人記憶障礙的潛力[6]。

運動對大腦可塑性有積極影響[7]。在靜息態(tài)腦功能方面, 該種可塑性表現(xiàn)為腦自發(fā)活動功能性重組以及功能連接增強[8]。開展八段錦練習可以使老年人海馬內(nèi)側(cè)前額葉皮層靜息態(tài)功能連接性和記憶功能增強。研究[6, 9]證明衰老與記憶功能下降和海馬功能改變有關(guān)，包括與內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)的功能連接。研究[6]表明，太極拳和八段錦練習后運用WMS-CR測得的MQ與對照組相比有顯著差異，太極拳和八段錦練習后MQ無顯著性差異；太極拳組雙側(cè)海馬rs-FC和mPFC較對照組明顯升高，雙側(cè)海馬和mPFC之間的rs-FC增加與所有受試者相應的記憶功能改善顯著相關(guān)。提示太極拳和八段錦鍛煉都可能是預防老年記憶衰退的有效運動。

2 八段錦干預MCI老年患者的MRI分析

目前的研究主要關(guān)注MCI患者的整體認知功能與記憶力，對注意力損害的關(guān)注度不夠[10]。研究[5, 11]發(fā)現(xiàn)，八段錦可增加MCI患者的選擇性注意，同時還增加了島葉、顳葉內(nèi)側(cè)和殼核的GMV，調(diào)節(jié)了老年人的精神控制功能和認知控制網(wǎng)絡的靜息態(tài)功能連接(rsFC)。相關(guān)研究[12]提示，八段錦運動可顯著增加MCI患者的選擇性注意，八段錦運動組的背側(cè)注意網(wǎng)絡(DAN)在右側(cè)羅蘭迪克島蓋(ROL. R)、右側(cè)顳中回(MTG.R)的功能連接性降低，但是沒有觀察到DAN的功能連接性與注意力能力測試的變化之間的顯著關(guān)聯(lián)。因此，八段錦鍛煉可能是提高MCI老年人注意力的潛在有益干預措施，但有必要進一步增加樣本量進行研究。

八段錦可以改善認知功能，并調(diào)節(jié)海馬和前扣帶回皮質(zhì)的功能和結(jié)構(gòu)[13]，對MCI老年人的整體認知功能、注意力、執(zhí)行功能、記憶等方面也有一定的積極作用[14, 15]。在頂葉、額葉以及顳葉均存在很多腦白質(zhì)改變[2, 4]。腦白質(zhì)病變可能是導致老年人MCI的主要原因之一，主要對視空間與執(zhí)行功能、記憶、延遲回憶、定向功能造成損害，腦白質(zhì)高信號可作為老年人認知功能障礙的早期影像學指標[16, 17]。連續(xù)12周的太極拳干預改善MCI患者整體認知功能的作用，可能與雙側(cè)海馬-右側(cè)前扣帶回之間的功能連接活動增強有關(guān)[18]。對低頻段(0.01～0.08 Hz)、flow-4頻段(0.027～0.073 Hz)和flow-5頻段(0.01～0.027 Hz)3個頻段進行分析，靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，低頻振蕩振幅(ALFF)值低頻段(0.01～0.08 Hz)實驗組對象的左側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(mPFC)、右側(cè)海馬和左側(cè)背外側(cè)前額也皮質(zhì)(DLPFC)有顯著的主效應[13]。在flow-4頻段(0.027～0.073 Hz)的ALFF值中，實驗組在雙側(cè)舌回、左側(cè)小腦、右側(cè)角回、右側(cè)mPFC和左側(cè)DLFPC中有顯著的主效應。在flow-5頻段(0.01～0.027 Hz)的ALFF值，實驗組在雙側(cè)前扣帶回皮層(ACC)、雙側(cè)DLPFC和右側(cè)島葉有顯著的主效應[19]。靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)分析顯示，八段錦可產(chǎn)生頻率特異性的ALFF改變。特別是與低頻段的快走組相比，八段錦顯著降低了右側(cè)海馬的ALFF值，與對照組相比，在flow-5頻段的雙側(cè)ACC中ALFF值升高。一項通過對參與者行八段錦前后的MRI研究[12]顯示，MCI老年人靜息態(tài)功能核磁共振背側(cè)注意網(wǎng)絡在右側(cè)顳中回、右側(cè)梭狀回、右側(cè)楔前葉、右側(cè)中央溝蓋等腦區(qū)功能連接發(fā)生改變，且八段錦顯著增強了MCI患者默認網(wǎng)絡(DMN)雙側(cè)豆狀殼核、左側(cè)海馬、左側(cè)額下回以及左側(cè)顳中回等腦區(qū)的功能活動，證明了八段錦對腦部功能的改善具有一定的積極作用，特別是在認知功能改善方面。

3 八段錦干預KOA患者的MRI分析

KOA是老年人中發(fā)病率極高的一種疾病，中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)參與了KOA的病理生理過程[20]。八段錦干預能顯著改善疼痛癥狀，增加血清PD-1濃度并調(diào)節(jié)血清IFN-g濃度，顯著降低導水管周圍灰質(zhì)(PAG)和內(nèi)側(cè)眶部前額葉腦回(MOPFC)之間的rsFC，并增加了MOPFC的GMV。八段錦運動降低了腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)和MOPFC之間的rsFC，且使眶部內(nèi)側(cè)前額葉皮層的GMV均顯著增加[21]。經(jīng)過八段錦干預后，DLPFC輔助運動區(qū)(SMA)的rsFC降低，并且DLPFC和前扣帶皮層之間的rsFC增加，而DLPFC-SMA 的rsFC與KOOS疼痛評分和基線時血清PD-1水平之間顯著相關(guān)，并且八段錦干預使SMA中灰質(zhì)含量有明顯增加的趨勢，從而達到緩解疼痛綜合征并調(diào)節(jié)背外側(cè)前額葉皮層的目的[22]。

4 小結(jié)

近年來，關(guān)于八段錦相關(guān)的研究日益增多。八段錦能通過調(diào)整免疫功能、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)來改善老年人睡眠障礙的狀況[23]。八段錦具有獨特的防治效果及干預機制，可以通過調(diào)整人的血脂、血糖、體液因子等危險因素，防治原發(fā)性高血壓[24]。八段錦通過調(diào)整植物神經(jīng)功能、增強呼吸肌功能、改善血管內(nèi)皮功能等作用機制，有效提高慢性疾病患者的生活質(zhì)量[25]。關(guān)于認知功能方面的研究[5,11]發(fā)現(xiàn)，MCI 患者在練習八段錦后，在右側(cè)顳中回、右側(cè)枕中葉以及右側(cè)小腦后葉灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變使其認知功能得到改善。研究表明[4, 5, 21]，八段錦對中老年人改善認知能力和記憶力有一定的效果，為改善認知能力提供更好的條件。此外，八段錦對于KOA患者也有一定的改善作用[22]，如果老年人堅持運動, 將有助于降低其骨轉(zhuǎn)換水平[26]，并有效改善老年人的肌肉力量控制能力[27]。由于參考文獻質(zhì)量和樣本的局限性，今后的研究中可以嘗試采用更多途徑進行更為豐富的機制研究，例如記錄參與者最初的體育活動習慣，以便更準確地記錄活動強度；可以采取多模態(tài)影像學研究，結(jié)合磁共振血管造影術(shù)或回波平面成像等其他影像學成像技術(shù)探討八段錦運動的機制，得出更加客觀、有力的結(jié)論以指導臨床。