太极拳锻炼对老年人前额叶执行功能的影响：一项多模态磁共振研究

The advent of an ageing society has begun to become a big challenge for seeking for the way to prevent brain ageing and keeping brain fitness for the researchers, by which allows for a better understanding of the implications of specific lifestyle factors for cognitive health. We adopted cross-sectional analysis to explore the association between aerobic exercise and executive function is mediated by prefrontal cortex with multi model MRI technology among old Taichi practitioners. The hypothesis is that higher-fitness practitioners, better performance in task demanding executive control and multi-level changes such as greater grey matter volume, cortical thickness and more increased function connectivity of relevant network in prefrontal cortex.

随着老龄化问题的出现，老年人抑郁症、阿尔茨海默病、老年人帕金森症等与大脑执行功能有关的疾病正大幅上升，不仅严重影响老年人的生活质量，还给家庭和社会带来了沉重的负担。因此，从科学角度寻找预防脑老化、保持脑部健康的手段成为积极应对老龄化的一项新课题，具有十分重要的社会意义。本项目拟采用横断面研究方法，以多模态磁共振为手段，对老年太极拳锻炼者进行大脑灰质和白质结构、脑认知功能活动和静息态网络模式分析以及执行功能的行为测查，系统探讨有氧锻炼对老年人大脑执行功能的影响，寻找不同锻炼水平的老年人在执行功能表现、脑结构和脑功能活动上的差异，重点关注前额叶脑区对有氧锻炼影响执行功能所起的调节作用，旨在揭示锻炼效应的神经机制，加深对身、心与脑相互关系本质的理解，为优化"健康脑"提供新的科学途径，同时也有助于进一步推广我国的太极拳项目，从科学角度诠释中国的传统文化。

太极拳是我国民族传统体育项目，也是“以意领气，以气运身”的身心调节活动，兼具有氧运动和冥想活动的特点。已有研究发现太极拳能够带来多种积极的心理健康效应，但对于太极拳增强执行功能的研究甚少，更缺乏对其脑机制活动的探讨。本项目集中于前额叶这个关键脑区，从生理、行为和脑三个层面，采用结构和功能磁共振成像技术，从结构、任务和静息态角度分别发现，太极拳能够显著重塑与执行功能相关的前额叶皮层厚度，提高前额叶活动的局部功能一致性；锻炼经验与某些特征性大脑结构和功能活动的变化呈显著正相关关系；同时，改变的脑结构和功能活动还能预测执行功能的行为表现。此外，项目从大尺度脑网络角度探察到了包括前额叶在内的额顶网络与腹侧注意网络的功能连接强度也能直接预测注意网络中的认知控制行为表现。除此以外，还通过生理学的研究发现，心率变异性和呼吸可以作为评价太极拳效应的客观指标。该项目顺利完成了研究计划，在神经机制层面实现了较为有意义的探索，获得了在国内外具有一定影响力的研究发现，为今后的相关研究奠定了良好的科学基础。