基于磁共振成像分析八段锦干预效果的研究进展

李 畅, 张慧琳, 陈凤致

(中南大学湘雅二医院 护理部, 湖南 长沙, 410000)

八段锦是我国传统的健身功法，是中国传统气功中应用最广泛的一种，其运动方式体现了中医理论和中医养身原理[1]。传统的锻炼方式侧重于增强身体力量，八段锦则更多地涉及一种心身整合的实践。磁共振成像 (MRI) 可用于脑皮质的激活功能区定位，同时可进行认知功能测试，识别特定任务和刺激激活的脑区[2]。本文简要总结了基于MRI分析八段锦干预对部分人群，包括正常老年人、轻度认知障碍(MCI)老年患者及膝关节骨性关节炎(KOA)患者的干预效果，对其MRI表现及相关分析进行综述，旨在探讨八段锦干预效果和机制，为推广八段锦提供证据支持。

1 八段锦干预正常老年人的MRI分析

1.1 八段锦对正常老年人认知功能影响的MRI表现

人体大脑中左侧前额叶、左侧颞中回及右侧小脑自发脑功能活动存在差异，这为区别遗忘型MCI(aMCI) 和非遗忘型MCI(naMCI) 两者脑功能活动特点提供了初步影像学依据[3]。 静息态fMRI数据分析结果可以显示分数低频振荡幅度(fALFF)值(0.01～0.08 Hz)。研究[4]发现，与对照组相比，给予八段锦干预的老年人(八段锦组)双侧内侧前额叶皮层(mPFC)的fALFF显著增加；与太极拳组相比，八段锦组老年人左侧mPFC和左侧前束明显增加；3组(2个运动组和1个对照组)的slow-4频段fALFF差异无统计学意义[4]。这些发现提示太极拳和八段锦运动在预防认知能力下降方面的潜力。因此，八段锦锻炼对身心健康的改善作用可能对认知功能产生积极影响[4]。

1.2 八段锦对正常老年人记忆功能影响的MRI表现

八段锦可以增加老年人脑内灰质体积(GMV)，表现为大脑皮层GMV增加、白质神经纤维连接增强。一项对照研究[5]发现，12周的太极拳和八段锦运动均能显著增加脑岛、内侧颞叶和壳核的GMV。太极拳组与八段锦组的GMV增加差异无统计学意义。与健康对照组相比，太极拳组和八段锦组显著改善了韦氏记忆量表-中文修订版(WMS-CR)量表视觉再现功能，八段锦干预也改善了WMS-CR的心理控制、识别、触觉和理解记忆功能[4]。记忆商数(MQ)和视觉再认均与壳核和海马GMV增高有关，提示了太极拳和八段锦对预防老年人记忆障碍的潜力[6]。

运动对大脑可塑性有积极影响[7]。在静息态脑功能方面, 该种可塑性表现为脑自发活动功能性重组以及功能连接增强[8]。开展八段锦练习可以使老年人海马内侧前额叶皮层静息态功能连接性和记忆功能增强。研究[6, 9]证明衰老与记忆功能下降和海马功能改变有关，包括与内侧前额叶皮层(mPFC)的功能连接。研究[6]表明，太极拳和八段锦练习后运用WMS-CR测得的MQ与对照组相比有显著差异，太极拳和八段锦练习后MQ无显著性差异；太极拳组双侧海马rs-FC和mPFC较对照组明显升高，双侧海马和mPFC之间的rs-FC增加与所有受试者相应的记忆功能改善显著相关。提示太极拳和八段锦锻炼都可能是预防老年记忆衰退的有效运动。

2 八段锦干预MCI老年患者的MRI分析

目前的研究主要关注MCI患者的整体认知功能与记忆力，对注意力损害的关注度不够[10]。研究[5, 11]发现，八段锦可增加MCI患者的选择性注意，同时还增加了岛叶、颞叶内侧和壳核的GMV，调节了老年人的精神控制功能和认知控制网络的静息态功能连接(rsFC)。相关研究[12]提示，八段锦运动可显著增加MCI患者的选择性注意，八段锦运动组的背侧注意网络(DAN)在右侧罗兰迪克岛盖(ROL. R)、右侧颞中回(MTG.R)的功能连接性降低，但是没有观察到DAN的功能连接性与注意力能力测试的变化之间的显著关联。因此，八段锦锻炼可能是提高MCI老年人注意力的潜在有益干预措施，但有必要进一步增加样本量进行研究。

八段锦可以改善认知功能，并调节海马和前扣带回皮质的功能和结构[13]，对MCI老年人的整体认知功能、注意力、执行功能、记忆等方面也有一定的积极作用[14, 15]。在顶叶、额叶以及颞叶均存在很多脑白质改变[2, 4]。脑白质病变可能是导致老年人MCI的主要原因之一，主要对视空间与执行功能、记忆、延迟回忆、定向功能造成损害，脑白质高信号可作为老年人认知功能障碍的早期影像学指标[16, 17]。连续12周的太极拳干预改善MCI患者整体认知功能的作用，可能与双侧海马-右侧前扣带回之间的功能连接活动增强有关[18]。对低频段(0.01～0.08 Hz)、flow-4频段(0.027～0.073 Hz)和flow-5频段(0.01～0.027 Hz)3个频段进行分析，静息态fMRI数据分析结果显示，低频振荡振幅(ALFF)值低频段(0.01～0.08 Hz)实验组对象的左侧内侧前额叶皮质(mPFC)、右侧海马和左侧背外侧前额也皮质(DLPFC)有显著的主效应[13]。在flow-4频段(0.027～0.073 Hz)的ALFF值中，实验组在双侧舌回、左侧小脑、右侧角回、右侧mPFC和左侧DLFPC中有显著的主效应。在flow-5频段(0.01～0.027 Hz)的ALFF值，实验组在双侧前扣带回皮层(ACC)、双侧DLPFC和右侧岛叶有显著的主效应[19]。静息态功能磁共振数据分析显示，八段锦可产生频率特异性的ALFF改变。特别是与低频段的快走组相比，八段锦显著降低了右侧海马的ALFF值，与对照组相比，在flow-5频段的双侧ACC中ALFF值升高。一项通过对参与者行八段锦前后的MRI研究[12]显示，MCI老年人静息态功能核磁共振背侧注意网络在右侧颞中回、右侧梭状回、右侧楔前叶、右侧中央沟盖等脑区功能连接发生改变，且八段锦显著增强了MCI患者默认网络(DMN)双侧豆状壳核、左侧海马、左侧额下回以及左侧颞中回等脑区的功能活动，证明了八段锦对脑部功能的改善具有一定的积极作用，特别是在认知功能改善方面。

3 八段锦干预KOA患者的MRI分析

KOA是老年人中发病率极高的一种疾病，中枢神经系统(CNS)参与了KOA的病理生理过程[20]。八段锦干预能显著改善疼痛症状，增加血清PD-1浓度并调节血清IFN-g浓度，显著降低导水管周围灰质(PAG)和内侧眶部前额叶脑回(MOPFC)之间的rsFC，并增加了MOPFC的GMV。八段锦运动降低了腹侧被盖区(VTA)和MOPFC之间的rsFC，且使眶部内侧前额叶皮层的GMV均显着增加[21]。经过八段锦干预后，DLPFC辅助运动区(SMA)的rsFC降低，并且DLPFC和前扣带皮层之间的rsFC增加，而DLPFC-SMA 的rsFC与KOOS疼痛评分和基线时血清PD-1水平之间显著相关，并且八段锦干预使SMA中灰质含量有明显增加的趋势，从而达到缓解疼痛综合征并调节背外侧前额叶皮层的目的[22]。

4 小结

近年来，关于八段锦相关的研究日益增多。八段锦能通过调整免疫功能、调节神经递质来改善老年人睡眠障碍的状况[23]。八段锦具有独特的防治效果及干预机制，可以通过调整人的血脂、血糖、体液因子等危险因素，防治原发性高血压[24]。八段锦通过调整植物神经功能、增强呼吸肌功能、改善血管内皮功能等作用机制，有效提高慢性疾病患者的生活质量[25]。关于认知功能方面的研究[5,11]发现，MCI 患者在练习八段锦后，在右侧颞中回、右侧枕中叶以及右侧小脑后叶灰质结构的改变使其认知功能得到改善。研究表明[4, 5, 21]，八段锦对中老年人改善认知能力和记忆力有一定的效果，为改善认知能力提供更好的条件。此外，八段锦对于KOA患者也有一定的改善作用[22]，如果老年人坚持运动, 将有助于降低其骨转换水平[26]，并有效改善老年人的肌肉力量控制能力[27]。由于参考文献质量和样本的局限性，今后的研究中可以尝试采用更多途径进行更为丰富的机制研究，例如记录参与者最初的体育活动习惯，以便更准确地记录活动强度；可以采取多模态影像学研究，结合磁共振血管造影术或回波平面成像等其他影像学成像技术探讨八段锦运动的机制，得出更加客观、有力的结论以指导临床。