研究目的:太极拳是我国一项传统的有氧运动,以其柔和、缓慢的运动方式吸引了越来越多的老年人。证据表明,身体锻炼可能有助于优化大脑的结构形态和功能,进而延缓认知老化。静息态功能磁共振成像是研究静息状态下大脑内部发生的血氧水平依赖性信号的自发活动,反映的是大脑各脑区之间低频涨落信号波动的相关性。比率低频振幅(fractional amplitude of low frequency fluctuation,f ALFF)可以从能量的角度反映各个体素在静息态大脑自发活动水平的高低,能更好地反映大脑功能网络特征。随着脑成像技术的快速发展,为练习太极拳延缓老年人认知功能衰老的脑机制研究提供了新的研究方法。现有研究表明太极拳可能是延缓老年人认知功能随年龄增长而衰老的安全有效的锻炼方式。本文借助静息态磁共振技术探讨太极拳组与步行组的f ALFF值差异的脑功能特点,探讨长期的太极拳锻炼是否可以改善脑功能,延缓认知老化。研究方法:招募太极拳组老年人20例与步行组老年人22例,采集被试者颅脑静息态磁共振数据。本研究杨氏太极拳专业组(太极拳组)共纳入20人,每周练习杨氏太极拳5±1次,每次1.5h左右,坚持锻炼6年以上。平均年龄62.81±3.02岁,受教育年限为9.05±1.96年。其中10人为国家级社会体育指导员,8人为一级社会体育指导员,2人为二级社会体育指导员;步行组22人,平均年龄63.55±3.04岁,受教育年限8.73±2.21年,以步行为主要锻炼方式,每周不少于5次,每次不低于1.5h,坚持锻炼6年以上。实验采用event实验设计,一个trial的时间序列为:注视点"+"呈现时间在300-600ms之间,刺激呈现500ms,到下一个刺激出现前随机的2400-2700ms为反应时间,其中匹配刺激与不匹配刺激比例为1:1,以伪随机循序呈现正式测试,正式测试为100个trail。受试者的任务是判断当前出现的数字和它前面隔一个出现的数字是否相同,并记录被试的正确率与反应时。将颅脑静息态磁共振数据去线性漂移后未滤波生成的图像运用DPARSF2.0软件进行f AFLL值分析。首先对0.01-0.08Hz信号的功率谱行开方计算,得到ALFF值;之后将此范围内的低频振幅相加得到总和值,与全频段振幅总和值相除,得到f ALFF值;再将每个体素的f ALFF值与全脑信号幅值的均值相除,对全脑体素进行标准化处理,每位受试者获得一个平均的f ALFF图(mf ALFF)。对太极拳组和步行组的全脑的比率低频振幅(f ALFF)磁共振数据进行独立样本t检验(P<0.005),并进行Alpha Sim校正,确定最小体素数量(体素数量>33的脑区定义为有统计学差异的区域)。提取组间差异脑区的f ALFF值与任务测定结果做Pearson相关分析。研究结果:在0.01-0.08Hz频段左侧额中回f ALFF值太极拳组大于步行组(表2)(图2)。通过提取差异脑区的f ALFF值进一步研究发现太极拳组左侧额中回的f ALFF值与2-back工作记忆刷新任务的反应时间存在相关性(r=0.576,P=0.007),而在步行组中没有明显的相关性(r=0.321,P=0.145)。研究结论:太极拳组存在静息态下与工作记忆相关的左侧额中回活动增强,推测太极拳可能通过改善工作记忆功能进而延缓老年人认知功能衰退。很多研究证实大脑许多脑区存在着自发的神经活动,包括记忆系统、默认网络等。而额叶作为默认网络重要的脑区已经引起研究者广泛的关注。额叶皮层是衰老所致神经元损失最大的区域之一。脑成像研究证明了大脑前额叶在工作记忆中的重要作用,前额叶作为工作记忆的关键脑区,相关研究已经发现了前额叶参与记忆的编码、维持与检索。研究发现,包括太极拳锻炼在内的多模式干预方式可以增强老年人前额叶的f ALFF值,持续12周的太极拳锻炼后练习组的前额叶f ALFF值显著高于对照组。本研究发现太极拳锻炼能够增强额叶自发的神经活动,与之相吻合,我们推测太极拳锻炼增强了神经系统的活性,进而增加了额叶的血流量,从而增强了静息态条件下额叶的神经活动。