基于近红外光谱法的太极拳练习对脑功能连接的急性运动影响分析

摘要

目的:利用近红外光谱法采集普通人群和太极拳练习人群脑血氧信号，探讨太极拳对中老年人脑功能连接的影响。
　　方法:将40名年龄在50-60岁中老年人作为研究对象，其中普通人组22人，太极拳组18人，采用多通道近红外光谱血氧检测设备采集脑血氧波动信号，利用小波相干分析方法在Ⅰ-Ⅴ特征频率段内评估脑功能连接差异性。
　　结果:(1)太极拳组在视空间/执行功能(F=11.031,P=0.002)、记忆(F=6.630,P=0.014)、总得分(F=32.051,P=0.000)上显著高于普通人组。(2)太极拳组LMC-LOC(F=4.333,P=0.045)、LMC-RMC(F=4.360,P=0.044)、LMC-RPFC(F=20.928,P=0.000)、LOC-RMC(F=5.372,P=0.027)、LOC-RPFC(F=31.040,P=0.000)、LPFC-RPFC(F=205.903,P=0.000)、LPFC-LMC(F=22.232,P=0.000)、LPFC-LOC(F=28.277,P=0.000)、LPFC-RMC(F=31.225,P=0.000)、LPFC-ROC(F=11.460,P=0.002)、RMC-RPFC(F=33.642,P=0.000)、ROC-RPFC(F=10.169,P=0.003)在第Ⅰ特征频率段内显著高于普通人组;太极拳组LPFC-RPFC(F=4.588,P=0.039)在第Ⅱ频率段内显著高于普通人组;太极拳组LMC-LOC(F=5.608,P=0.024)、LMC-RMC(F=36.563,P=0.000)、LOC-RMC(F=4.163,P=0.049)、LOC-ROC(F=5.112,P=0.030)、LPFC-RPFC(F=49.647,P=0.000)、RMC-RPFC(F=9.961,P=0.003)在第Ⅲ频率段内显著高于普通人组;太极拳组LMC-LOC(F=4.272,P=0.046)、LMC-RMC(F=28.999,P=0.000)、LOC-RMC(F=5.241,P=0.028)、LOC-ROC(F=12.667,P=0.001)、LPFC-RPFC(F=29.420,P=0.000)、LPFC-LMC(F=5.431,P=0.026)、RMC-RPFC(F=6.791,P=0.013)在第Ⅳ频率段内显著高于普通人组;太极拳组LMC-LOC(F=8.815,P=0.005)、LMC-RMC(F=38.244,P=0.000)、LOC-RMC(F=13.061,P=0.001)、LOC-ROC(F=12.667,P=0.001)、LPFC-RPFC(F=47.907,P=0.000)、LPFC-LMC(F=13.479,P=0.001)、LPFC-RMC(F=10.578,P=0.003)、RMC-RPFC(F=10.603,P=0.003)、RMC-ROC(F=5.338,P=0.027)在第Ⅴ频率段内显著高于普通人组。(3)太极拳练习人群运动时LPFC-RPFC(F=4.78,P=0.034)在第Ⅰ特征频率段内显著高于静息态;太极拳练习人群运动时LMC-LOC(F=7.135,P=0.01)、LMC-RMC(F=6.293,P=0.016)、LMC-ROC(F=7.639,P=0.008)、LMC-RPFC(F=10.917,P=0.002)、LOC-RMC(F=6.207,P=0.016)、LOC-ROC(F=6.049,P=0.018)、LOC-RPFC(F=4.599,P=0.037)、LPFC-RPFC(F=4.415,P=0.041)、LPFC-LMC(F=6.947,P=0.011)、LPFC-LOC(F=7.978,P=0.007)、LPFC-RMC(F=10.282,P=0.002)、LPFC-ROC(F=10.860,P=0.002)、RMC-RPFC(F=4.822,P=0.033)、RMC-ROC(F=4.822,P=0.033)、ROC-RPFC(F=7.017，P=0.011)在第Ⅳ频率段内显著高于静息态;太极拳练习人群运动时LMC-LOC(F=7.455,P=0.009)、LMC-RMC(F=7.786,P=0.008)、LMC-ROC(F=7.563,P=0.008)、LOC-RMC(F=4.94,P=0.031)、LOC-RPFC(F=4.833,P=0.033)、LPFC-LMC(F=13.255,P=0.001)、LPFC-LOC(F=7.054,P=0.011)、LPFC-RMC(F=5.96,P=0.018)、RMC-RPFC(F=5.009,P=0.030)、ROC-RPFC(F=5.644，P=0.022)在第Ⅴ频率段内显著高于静息态。
　　结论:(1)太极拳可以增强练习人群的视空间/执行功能、记忆等认知功能。(2)太极拳可以增强练习人群前额叶、运动区和枕叶区脑功能连接。(3)一次太极拳练习主要通过增强练习人群心率活动、神经性活动和内皮细胞代谢活动的神经信号在不同脑区的同步性，来增强太极拳练习人群脑功能连接。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 文献综述

1．3．1 关于太极拳功法特点的研究分析

1．3．2 关于太极拳对练习者健康影响的研究分析

1．3．3 关于脑功能连接的研究分析

1．3．4 关于太极拳对脑功能影响的研究分析

1．4 本章小结

2 基于近红外光谱的脑功能连接分析方法

2．1 近红外光谱检测技术概述

2．2 脑血氧波动信号在各频率段的含义

2．3 小波相干性分析方法

2．3．2 小波相干分析(Wavelet Coherence，WCO)

2．4 本章小结

3 太极拳练习人群脑功能连接的特征分析

3．1 实验对象与方法

3．1．1 实验对象

3．1．2 睡眠质量测试

3．1．3 主观认知功能测试

3．2 实验数据处理

3．3 实验结果分析

3．3．1 匹兹堡睡眠质量指数量表实验结果

3．3．2 蒙特利尔认知评估量表实验结果

3．3．3 太极拳组和普通组脑功能连接对比实验结果

3．4 实验结果讨论

3．4．1 太极拳对前额叶脑功能连接的影响

3．4．2 太极拳对运动区脑功能连接的影响

3．4．3 太极拳对枕叶区脑功能连接的影响

3．4．4 太极拳对非对称脑区脑功能连接的影响

3．5 本章小结

4 太极拳练习对脑功能连接的急性运动影响分析

4．1 实验对象与方法

4．2 实验数据处理

4．3 实验结果分析

4．3．2 第Ⅱ特征频率段脑功能连接结果

4．3．3 第Ⅲ特征频率段脑功能连接结果

4．3．4 第Ⅳ特征频率段脑功能连接结果

4．3．5 第Ⅴ特征频率段脑功能连接结果

4．4 实验结果讨论

4．4．1 太极拳对心率活动的急性影响

4．4．3 太极拳对肌源性活动的急性影响

4．4．4 太极拳对神经性活动的急性影响

4．4．5 太极拳对内皮细胞代谢活动的急性影响

4．5 本章小结

5 结论与展望

参考文献

附录

致谢