基于動(dòng)態(tài)低頻振幅的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后大腦功能可塑性研究

趙海軍 李貞 詹文峰

摘? 要：為運(yùn)動(dòng)影響大腦功能、結(jié)構(gòu)可塑性的神經(jīng)機(jī)制研究提供客觀的影像學(xué)證據(jù)?；陟o息態(tài)功能磁共振成像和結(jié)構(gòu)磁共振成像，采用動(dòng)態(tài)低頻振幅及基于體素的形態(tài)學(xué)測(cè)量方法，分析中等強(qiáng)度有氧訓(xùn)練后大腦功能活動(dòng)及灰質(zhì)體積的變化，納入20名健康成年被試者參與6個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。采集所有被試者運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后rs-fMRI和結(jié)構(gòu)磁共振數(shù)據(jù)并進(jìn)行dALFF及VBM分析，提取差異腦區(qū)。結(jié)果顯示：6個(gè)月中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，右側(cè)顳中回、海馬旁回、中央后回、楔前葉等腦區(qū)的dALFF較訓(xùn)練前增高;左側(cè)額下回、額中回以及右側(cè)的緣上回、角回等腦區(qū)的dALFF較訓(xùn)練前降低。研究認(rèn)為，中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以引起大腦執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)及額頂網(wǎng)絡(luò)相關(guān)腦區(qū)功能可塑性改變。

關(guān)? 鍵? 詞：運(yùn)動(dòng)生理學(xué);有氧運(yùn)動(dòng);動(dòng)態(tài)低頻振幅;大腦可塑性;靜息態(tài)功能磁共振成像;

灰質(zhì)體積

中圖分類號(hào)：G804.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1006-7116（2021）06-0139-06

A study on brain functional plasticity after aerobic exercise based on

the dynamic low-frequency amplitude

ZHAO Hai-jun1，LI Zhen2，ZHAN Wen-feng3

（1.School of Physical Education，South China Normal University，Guangzhou 510006，China;

2.Institute for Brain Research and Rehabilitation，South China Normal University，Guangzhou 510631，China;3.Radiology of Guangdong Second Provincial General Hospital，Guangzhou，510310，China）

Abstract： The purpose of this study is to provide objective imaging evidence for the study of the neural mechanism of the effect of exercise on brain functional （structural） plasticity. Based on resting state functional magnetic resonance imaging （rs-fMRI） and structural magnetic resonance imaging， dynamic amplitude of low-frequency fluctuation （dALFF） and voxel-based morphological （VBM） measurements were used to analyze the changes of brain functional activity and gray matter volume after moderate-intensity aerobic exercise. Both rs-fMRI and structural MRI data were collected for 20 healthy adult volunteers before and after 6 months of aerobic exercise. The data were separately used for dALFF and VBM analyses to identify regions showing aerobic exercise training related changes. Results show that compared with pre-exercise， 6-month aerobic exercise training induced significantly increased dALFF in the right middle temporal gyrus， right parahippocampal gyrus， right postcentral gyrus and right precuneus， and decreased dALFF in the left inferior frontal gyrus， left middle frontal gyrus， right supramarginal gyrus and right angular gyrus. The conclusion reveals moderate-intensity aerobic exercise can cause changes in the brain functional plasticity in some regions of executive control network and frontoparietal network.

Keywords： sports physiology;aerobic exercise;dynamic amplitude of low-frequency fluctuation;brain plasticity;resting-state functional magnetic resonance imaging;gray matter volume

大腦是人體最為復(fù)雜、精密的器官，可塑性是人腦的本質(zhì)屬性，即腦可以被環(huán)境或經(jīng)驗(yàn)所修飾，具有在外界環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)的作用下不斷塑造其結(jié)構(gòu)和功能的能力[1]。國內(nèi)外的研究證明，有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦可塑性的影響可在多方面得以體現(xiàn)，如膠質(zhì)細(xì)胞體積增加、灰質(zhì)體積增加和腦區(qū)間功能整合的改變[2-3]。一些來自神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究則表明，定期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可促進(jìn)大鼠海馬齒狀回顆粒下區(qū)的細(xì)胞體積增加[4-5]，而持續(xù)性的有氧運(yùn)動(dòng)能夠增加老年人群灰質(zhì)體積和白質(zhì)纖維數(shù)量[6]。此外，一些體能較高人群（如籃球運(yùn)動(dòng)員和羽毛球運(yùn)動(dòng)員）表現(xiàn)出額葉、顳葉及小腦半球的體積較成人健康對(duì)照組增大[7]，從事馬拉松長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的枕頂葉、前扣帶回和尾狀核的灰質(zhì)體積較正常人增大[8]。除了運(yùn)動(dòng)從宏觀水平上影響人腦結(jié)構(gòu)可塑性的這些發(fā)現(xiàn)，許多神經(jīng)功能相關(guān)的研究亦指出運(yùn)動(dòng)還能促進(jìn)大腦血管形成，影響神經(jīng)活動(dòng)發(fā)生，并最終改變大腦功能可塑性。神經(jīng)生理的基礎(chǔ)性研究曾指出，專業(yè)運(yùn)動(dòng)員在接受相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目訓(xùn)練后，可以改變其神經(jīng)突觸長(zhǎng)期增益效應(yīng)（long-term potentiation，LTP），使神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生適應(yīng)性（可塑性）變化[9]。許多大腦局部神經(jīng)功能的臨床研究則發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期進(jìn)行專項(xiàng)舞蹈練習(xí)的運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)中央后回、左側(cè)顳上回等腦區(qū)的局部一致性活動(dòng)明顯高于正常人群[10]。最近，應(yīng)用動(dòng)態(tài)低頻振幅的分析方法，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，乒乓球運(yùn)動(dòng)員在不同訓(xùn)練程度下可發(fā)生大腦（快速）運(yùn)動(dòng)平衡和視覺運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)相關(guān)腦區(qū)的局部腦自發(fā)活動(dòng)的變異性變化[11]?；谇笆鰟?dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)的研究表明，運(yùn)動(dòng)可以在一定程度上影響大腦功能、結(jié)構(gòu)的可塑性。但是迄今為止，關(guān)于運(yùn)動(dòng)與大腦可塑性之間潛在的機(jī)制尚不明確。先前的研究亦主要關(guān)注的是運(yùn)動(dòng)員群體，正常人群相關(guān)的研究相對(duì)較少，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)與大腦可塑性的腦神經(jīng)機(jī)制認(rèn)識(shí)趨于局部化、片面化，且缺乏有力的實(shí)質(zhì)性證據(jù)。

近年來新出現(xiàn)的功能磁共振技術(shù)（functional magnetic resonance imaging，fMRI）及一些先進(jìn)的影像數(shù)據(jù)分析方法，能無創(chuàng)地提供活體大腦組織在功能、結(jié)構(gòu)等方面的信息，被廣泛地應(yīng)用于大腦可塑性的研究。低頻振蕩振幅（amplitude of low-frequency fluctuation，ALFF）可表征自發(fā)性神經(jīng)元活動(dòng)的強(qiáng)弱，從能量代謝角度客觀反映神經(jīng)活動(dòng)[12]。但越來越多的最新研究表明，大腦活動(dòng)隨時(shí)間變化是動(dòng)態(tài)的，基于大腦動(dòng)力學(xué)的研究可以加深對(duì)人腦機(jī)制的理解[13-14]。因此，有學(xué)者提出使用ALFF結(jié)合滑動(dòng)窗的動(dòng)態(tài)低頻振幅（dALFF）分析方法來研究人類大腦的動(dòng)態(tài)局部腦活動(dòng)，有助于提高研究結(jié)果的可靠性[15-16]。據(jù)此，本研究擬采用dALFF的分析方法，對(duì)比正常人群有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后腦局部功能區(qū)域活動(dòng)的差異，動(dòng)態(tài)地從大腦神經(jīng)元活動(dòng)的層面探討運(yùn)動(dòng)與大腦可塑性的神經(jīng)機(jī)制，同時(shí)應(yīng)用VBM計(jì)算方法，分析大腦灰質(zhì)體積的變化情況，旨在為運(yùn)動(dòng)影響大腦功能、結(jié)構(gòu)可塑性的神經(jīng)機(jī)制研究提供客觀的影像學(xué)證據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 一般資料

2020年6月—2020年12月，通過廣告招募20例自愿參加體能訓(xùn)練的健康成人，其中男性7例、女性13例，平均（28.7±8.2）歲，初中文化程度5例、高中文化程度7例、大學(xué)文化程度8例。

篩選標(biāo)準(zhǔn)：右利手;雙眼裸眼視力或矯正視力正常，無色弱或色盲;無腦部創(chuàng)傷，無精神障礙，無精神病、神經(jīng)病或遺傳病史，且目前精神狀況良好;無嚴(yán)重軀體疾病，無其他可能影響腦功能與結(jié)構(gòu)的疾病;無酒精或藥物依賴史;滿足廣東省第二人民醫(yī)院影像中心磁共振掃描核查清單中的要求，如體內(nèi)無植入金屬（金屬假牙等），身體未裝有電子、磁性或機(jī)械設(shè)備（如心臟起搏器、助聽器）等。

所有被試者在進(jìn)行磁共振掃描前均進(jìn)行了全面的神經(jīng)系統(tǒng)檢查，排除中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。在實(shí)驗(yàn)開始前向所有被試者全面詳細(xì)地介紹本實(shí)驗(yàn)的目的、操作流程以及注意事項(xiàng)。本研究通過廣東省第二人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)研究倫理委員審核批準(zhǔn)，所有被試者在檢查前均詳細(xì)告知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法，并簽署知情同意書。所有被試者在體能訓(xùn)練前后分別進(jìn)行一次焦慮自評(píng)量表（SAS）和抑郁自評(píng)量表（SDS）的心理狀態(tài)評(píng)估。

1.2? 中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案

由一名高年資體育專業(yè)教師（20年教齡）指導(dǎo)所有被試者進(jìn)行以下有氧運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目（跑步、自行車、跳繩）訓(xùn)練，具體項(xiàng)目類型由被試者自己選擇，采用HR（heart rate，HR）遙測(cè)儀（芬蘭產(chǎn)RS800XSD型）監(jiān)控運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到個(gè)體中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的HR目標(biāo)區(qū)開始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)30 min/d，3 d/周，訓(xùn)練周期為6個(gè)月。

1.3? 設(shè)備及掃描參數(shù)

采用Philips Ingenia 3.0 T磁共振及24通道相控陣表面頭線圈采集結(jié)構(gòu)及功能磁共振數(shù)據(jù)。所有被試者均需要進(jìn)行兩次掃描，一次在入組后，一次在6個(gè)月訓(xùn)練結(jié)束后。MRI采集前首先進(jìn)行常規(guī)序列的MRI平掃，排除存在顱內(nèi)器質(zhì)性病變后再進(jìn)行下述序列掃描。

1）高分辨結(jié)構(gòu)磁共振（3D-T1WI）數(shù)據(jù)采集采用3D快速場(chǎng)回波序列，具體掃描參數(shù)如下：TR/TE=7.9/3.6 ms，層厚/層間距=1 min/0 mm，F(xiàn)OV=256 mm×256 mm，F(xiàn)lip angle=8°，矢狀位連續(xù)掃描185層，掃描時(shí)間為5 min 56 s。

2）靜息態(tài)功能磁共振（Resting-state fMRI）數(shù)據(jù)采集采用梯度回波平面回波序列（GRE-EPI），具體參數(shù)：TR/TE=2 000 ms/30 ms，層厚=3 mm，掃描層數(shù)=33，層間距=0.7 mm，F(xiàn)OV=224 mm×224 mm，F(xiàn)lip angle=90°，掃描基線平行于前后聯(lián)合線（AC-PC線），共采集240個(gè)時(shí)間點(diǎn)的全腦影像，掃描時(shí)間為8 min 6 s。

要求被試者在掃描過程中保持清醒、靜息平臥于檢查床，平靜呼吸，自然放松，固定頭部并最大限度地減少頭部及其他部位的主動(dòng)與被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)閉上眼睛處于休息狀態(tài)，盡量不要做任何思維活動(dòng)。

1.4? 數(shù)據(jù)預(yù)處理及分析

1）采用DPABI對(duì)BOLD-fMRI原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，具體預(yù)處理步驟包括：（1）首先去除前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù);（2）層間時(shí)間差校正;（3）頭動(dòng)矯正，排除頭動(dòng)大于1.5 mm和1.5°的被試者;（4）去除協(xié)變量及線性漂移來減少生理和頭動(dòng)的影響，其中協(xié)變量包括白質(zhì)信號(hào)、腦脊液信號(hào)和24個(gè)頭動(dòng)參數(shù);（5）標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用DARTEL方法將靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)配準(zhǔn)到MNI標(biāo)準(zhǔn)空間;（6）時(shí)間濾波（0.01～0.08 Hz），如果是分析ALFF，則在計(jì)算ALFF后再進(jìn)行濾波處理;（7）空間平滑，以半高全寬（full width at half maximum，F(xiàn)WHM）為6 mm的平滑核對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的功能圖像進(jìn)行空間平滑。

2）結(jié)構(gòu)圖像的預(yù)處理應(yīng)用基于SPM12的DARTEL工具箱，主要步驟：（1）以前聯(lián)合為坐標(biāo)原點(diǎn)，手動(dòng)調(diào)整所有被試者的原始圖像;（2）對(duì)所有被試者的原始結(jié)構(gòu)圖像進(jìn)行分割，獲得每位被試者的灰質(zhì)圖像;（3）生成每組被試者的灰質(zhì)模板;（4）被試者之間配準(zhǔn)：所有被試者的灰質(zhì)圖像配準(zhǔn)到生成的灰質(zhì)模板;（5）調(diào)整：將灰質(zhì)體積和密度圖像進(jìn)行Jacobian參數(shù)校正;（6）平滑：將分割后的灰質(zhì)圖像FWHM為8 mm的高斯核進(jìn)行空間平滑;（7）空間轉(zhuǎn)化：將平滑后的原始空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到MNI空間。

3）動(dòng)態(tài)低頻振幅（dALFF）分析：利用快速傅立葉變換對(duì)時(shí)間序列進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換后，在頻帶（0.01～0.1 Hz）計(jì)算每個(gè)頻率下的功率譜求平方根，在0.01～0.1 Hz內(nèi)計(jì)算平均值，得到平均ALFF值。其計(jì)算公式為

ALFF=

其中，k為求和的頻率個(gè)數(shù);fk為不同頻率（0.01～0.1 Hz）;ak和bk均為不同頻率下對(duì)應(yīng)的系數(shù)，N為體素總個(gè)數(shù)。采用滑動(dòng)窗方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析[17]，定義時(shí)間序列的最小頻率fmin，選取50 TRs（100 s）的最佳窗寬、步長(zhǎng)1 s的窗口對(duì)fMRI時(shí)間信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)截取，最后應(yīng)用方差量化平均ALFF值間的差異，得到平均dALFF值。使用DPARSF軟件中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊，采用配對(duì)t檢驗(yàn)，比較所有被試者運(yùn)動(dòng)后與運(yùn)動(dòng)前dALFF差別，并使用GRF校正，設(shè)置的閾限水平為（體素P<0.01）。

4）基于體素的灰質(zhì)體積（VBM）分析：基于平滑后的標(biāo)準(zhǔn)空間下的灰質(zhì)圖像（結(jié)構(gòu)圖像預(yù)處理后數(shù)據(jù)），首先提取出兩組被試者的全腦灰質(zhì)體積，然后采用雙樣本t檢驗(yàn)比較所有被試者運(yùn)動(dòng)前、后是否存在灰質(zhì)體積的改變，結(jié)果采用GRF校正，設(shè)置閾限水平（體素P<0.01）。

5）相關(guān)分析：提取所有被試者運(yùn)動(dòng)前后有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的腦區(qū)的平均dALFF值和灰質(zhì)體積值，將之與SAS、SDS評(píng)分進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 人口統(tǒng)計(jì)學(xué)情況

人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料分析顯示，入組被試者在年齡、性別及受教育程度無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后情緒量表評(píng)估無明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，抑郁自評(píng)量表（SDS）平均得分為（24.9±9.1）分（P=0.280）;焦慮自評(píng)量表（SAS）平均得分為（45.9±10.0）分（P=0.400）。

2.2? 6個(gè)月中等強(qiáng)度有氧訓(xùn)練前后dALFF值及VBM分析結(jié)果

如表1、2及圖1所示，有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后右側(cè)顳中回、海馬旁回、中央后回、楔前葉等腦區(qū)的dALFF明顯增高;而左側(cè)額下回、額中回以及右側(cè)的緣上回、角回等腦區(qū)的dALFF明顯降低。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后灰質(zhì)體積沒有顯著差異。

圖像中左上角的數(shù)值為MNI坐標(biāo)Z軸的值，右側(cè)分?jǐn)?shù)條（colorbar色標(biāo)）為t值區(qū)域;

圖中紅色的區(qū)域?yàn)檫\(yùn)動(dòng)后dALFF值升高的腦區(qū)，藍(lán)色的區(qū)域?yàn)檫\(yùn)動(dòng)后dALFF值降低的腦區(qū)。

2.3? 相關(guān)分析

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后dALFF發(fā)生改變的腦區(qū)未發(fā)現(xiàn)與SAS、SDS得分存在顯著相關(guān)性。

3? 討論

隨著認(rèn)知科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，無論是運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)知加工特征，還是運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)大腦認(rèn)知能力的促進(jìn)，都受到了研究者的關(guān)注。大量的神經(jīng)生物學(xué)研究表明，有氧運(yùn)動(dòng)不僅可以通過促進(jìn)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）、內(nèi)啡肽等神經(jīng)遞質(zhì)的釋放來改善大腦功能活動(dòng)，干預(yù)認(rèn)知行為形成過程;還能影響神經(jīng)元增生、血管增生、膠質(zhì)細(xì)胞體積增加，影響大腦微小結(jié)構(gòu)（灰質(zhì)體積及白質(zhì)纖維等）的可塑性[18]。據(jù)此，本研究基于多模態(tài)磁共振技術(shù)及dALFF和VBM計(jì)算方法，分析正常人群有氧運(yùn)動(dòng)前后大腦局部神經(jīng)活動(dòng)及灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異，探索運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦功能、結(jié)構(gòu)可塑性影響的影像學(xué)證據(jù)。研究結(jié)果顯示，被試者在6個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)后表現(xiàn)出異常的局部腦功能活動(dòng)。與運(yùn)動(dòng)前相比，所有被試者運(yùn)動(dòng)后表現(xiàn)出明顯增高的dALFF在右側(cè)顳中回、海馬旁回、中央后回及楔前葉等區(qū)域，而左側(cè)額下回、額中回以及右側(cè)的緣上回、角回等腦區(qū)的dALFF明顯降低。

顳中回在顳葉的中間部位，與視覺、聽覺、記憶和平衡等相關(guān)，也參與動(dòng)作的計(jì)劃和加工，包括動(dòng)作觀察、邏輯推理、物體識(shí)別等功能。先前的文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)抗阻力訓(xùn)練1年后，健康成人大腦左側(cè)前島葉和左側(cè)顳中回功能活動(dòng)明顯增加[19]。一項(xiàng)來自老年人的聯(lián)合干預(yù)（包括認(rèn)知訓(xùn)練、心理咨詢及有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練）研究同樣也證實(shí)了長(zhǎng)期的體育鍛煉有助于強(qiáng)化大腦顳上回、顳中回等區(qū)域的局部腦神經(jīng)活動(dòng)[20]。此外，來自任務(wù)態(tài)功能磁共振的研究亦發(fā)現(xiàn)，中等強(qiáng)度的單次急性有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，顳中回、海馬旁回及頂上小葉腦局部自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)明顯增強(qiáng)[21]。Burdette等[22]的功能磁共振研究則指出，4個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，海馬、海馬旁等區(qū)域腦血流明顯增加。近期有文獻(xiàn)基于任務(wù)態(tài)腦功能磁共振研究得出結(jié)論，有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以提高人腦的工作記憶能力。雖然工作記憶有一定的神經(jīng)解剖基礎(chǔ)，但其仍然是靈活并且可以變化的，運(yùn)動(dòng)可以通過激活海馬以及相關(guān)區(qū)域的腦區(qū)從而提高工作記憶能力[23-24]。本研究得到的結(jié)果與上述報(bào)道基本一致，即在持續(xù)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)后，海馬旁回以及顳上回腦區(qū)自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)明顯增強(qiáng)，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練有助于增強(qiáng)上述腦區(qū)的功能可塑性。此外，鑒于海馬旁回在工作記憶中有著很重要的作用，而顳上回在視覺、聽覺、記憶和平衡等相關(guān)認(rèn)知功能中起著重要的作用，說明中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)提高人的工作記憶能力以及高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)執(zhí)行水平有一定的積極影響。

除了海馬旁回及顳中回，右側(cè)中央后回及楔前葉等區(qū)域的dALFF呈增高表現(xiàn)。雖然目前尚未檢索到有氧運(yùn)動(dòng)影響上述兩個(gè)區(qū)域局部神經(jīng)活動(dòng)的研究，但一些相關(guān)的研究給予了有益的提示。Wei等[25]探索長(zhǎng)期參加太極拳練習(xí)者的腦功能局部一致性研究發(fā)現(xiàn)：與正常組對(duì)比，太極拳練習(xí)組在右側(cè)中央后回及楔前葉等區(qū)域局部功能一致性顯著增強(qiáng)，進(jìn)一步的相關(guān)分析則揭示，中央后回局部一致性結(jié)構(gòu)與被試者太極拳鍛煉經(jīng)驗(yàn)顯著相關(guān)。此外，長(zhǎng)期進(jìn)行專項(xiàng)練習(xí)的舞蹈運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)中央后回、左側(cè)顳上回等腦區(qū)的局部一致性活動(dòng)明顯高于正常人群[10]。基于這些發(fā)現(xiàn)并結(jié)合本次研究的結(jié)果，推測(cè)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)干預(yù)或體能訓(xùn)練可以增強(qiáng)局部自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)于視覺-空間整合能力及自我控制能力的要求，有助于改善大腦功能活動(dòng)及高級(jí)認(rèn)知執(zhí)行，繼而引發(fā)大腦功能可塑性改變。

與運(yùn)動(dòng)前相比，所有被試者運(yùn)動(dòng)后表現(xiàn)出左側(cè)額下回、額中回及右角回等腦區(qū)dALFF明顯降低的改變。前額葉皮層（額下回及額中回）、角回均為額頂網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所包含的核心腦區(qū)，額頂網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)整體，主要功能涉及軀體感、知覺和痛覺的處理。從神經(jīng)科學(xué)的視角上講，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練行為是由大腦調(diào)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)和腦部網(wǎng)絡(luò)，控制身體和四肢的活動(dòng)過程。先前的研究結(jié)果指出運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練行為能夠改變以前額葉為核心的大腦相應(yīng)腦區(qū)的灰質(zhì)體積和密度，整合額頂網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部一致性活動(dòng)，改變額頂網(wǎng)絡(luò)的功能活動(dòng)模式[26-27]。Wei等[28]基于網(wǎng)絡(luò)水平的自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)（ALFF）研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，太極拳運(yùn)動(dòng)組額頂網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)低頻振幅程度較正常對(duì)照組減低，且太極拳運(yùn)動(dòng)影響額頂網(wǎng)絡(luò)的功能活動(dòng)模式。進(jìn)一步的相關(guān)分析表明，太極拳鍛煉者執(zhí)行控制能力增強(qiáng)，則額頂網(wǎng)絡(luò)與腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接強(qiáng)度也隨之增強(qiáng);而太極拳鍛煉經(jīng)驗(yàn)時(shí)間越長(zhǎng)，則額頂網(wǎng)絡(luò)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接越低，進(jìn)一步說明額頂網(wǎng)絡(luò)是受太極拳運(yùn)動(dòng)影響較大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[28-29]。本研究結(jié)果顯示，有氧運(yùn)動(dòng)后額頂網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)腦區(qū)（額下回、額中回、角回）dALFF的下降，與上述文獻(xiàn)報(bào)道基本相符，同時(shí)也進(jìn)一步證實(shí)了運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練調(diào)節(jié)額頂網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部一致性活動(dòng)這一觀點(diǎn)。

本研究應(yīng)用ALFF結(jié)合滑動(dòng)窗的先進(jìn)分析方法（dALFF），揭示了中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)大腦局部神經(jīng)活動(dòng)的影響，為研究正常人腦功能可塑性提供了客觀的影像學(xué)證據(jù)。研究的不足在于只進(jìn)行了單個(gè)時(shí)間點(diǎn)的縱向研究，未納入體育專業(yè)人群或運(yùn)動(dòng)員人群進(jìn)行相關(guān)的橫向比較，且未納入不同類型的有氧運(yùn)動(dòng)比較。此外，本研究中僅僅測(cè)量了抑郁、焦慮等情緒量表，未加入行為數(shù)據(jù)測(cè)量進(jìn)行多元化相關(guān)分析。在后續(xù)研究中，結(jié)合多個(gè)人群、不同運(yùn)動(dòng)類型的橫向及多時(shí)間點(diǎn)縱向數(shù)據(jù)，同時(shí)采集詳盡的認(rèn)知行為學(xué)數(shù)據(jù)，將更加深入地闡述有氧運(yùn)動(dòng)與大腦可塑性（結(jié)構(gòu)或功能）變化之間的關(guān)系。

中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后腦執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)內(nèi)相關(guān)腦區(qū)dALFF值增加，而額頂網(wǎng)絡(luò)內(nèi)相關(guān)腦區(qū)的dALFF值降低。本研究從靜息態(tài)腦功能角度，進(jìn)一步揭示中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)前后大腦功能可塑性的變化特點(diǎn)，為運(yùn)動(dòng)與大腦可塑性的后續(xù)研究提供客觀的影像學(xué)證據(jù)。

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