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为探究急性极轻度运动是否会增加静息态自发眨眼率(rssEBR),以及运动后 rssEBR 增加是否能预测前额叶认知功能增强,研究人员对 24 名健康年轻人进行研究。结果显示,极轻度运动后 rssEBR 无一致增加,但运动引起的 rssEBR 变化与执行功能增强水平相关,这为预测运动对大脑健康和认知的益处提供了新的无创生物标志物。
在追求健康生活的浪潮中,人们逐渐认识到运动对大脑健康的重要性。大量研究表明,无论是急性还是慢性运动,哪怕是极轻度的运动,都能提升与前额叶皮层相关的认知健康。然而,运动究竟如何在神经层面发挥作用,提升认知功能,这个问题一直困扰着科学界。目前,相关的神经生物学机制依旧扑朔迷离,也尚未找到有用的生物标志物。
眼睛相关的测量方法因经济实惠且无创,在运动与认知科学领域备受关注。静息态自发眨眼率(rssEBR)被认为与多巴胺(DA)相关行为存在联系,或许能成为探索 DA 调节认知增强的潜在生物标志物 。此前有研究显示,较高的基线 rssEBR 与较高的有氧适能以及更出色的执行功能相关。基于此,来自日本筑波大学(University of Tsukuba)的研究人员 Ryuta Kuwamizu、Yudai Yamazaki 等人展开研究,试图探索急性极轻度运动是否会增加 rssEBR,以及运动后增加的 rssEBR 能否预测前额叶认知功能的增强。该研究成果发表在《Journal of Physiological Anthropology》上。
研究人员为开展此项研究,采用了以下关键技术方法:招募 34 名健康年轻成年人(最终 24 人通过筛选参与研究),采用交叉设计,让参与者分别在不同日子进行 10 分钟极轻度运动(30% 峰值摄氧量,V˙O2peak)和静息对照实验。实验前后,使用摄像机记录 3 分钟的 rssEBR,并通过 Stroop 任务评估执行功能,计算抑制控制核心指标 ——Stroop 干扰逆效率得分(IES)。此外,还利用功能近红外光谱(fNIRS)测量左侧背外侧前额叶皮层(l-DLPFC)活动。
下面来看看具体的研究结果:
- rssEBR 变化情况:对运动组(EX)和对照组(CTL)在运动或休息前后不同时间点测量的 rssEBR 进行统计分析,结果显示,两组在运动或休息前后的 rssEBR 差异均不显著(t(23)=0.79 ;P=0.44)。这表明极轻度运动并没有使 rssEBR 出现一致的增加。
- rssEBR 变化与执行功能增强的关系:研究人员计算运动对 rssEBR 的影响(EX(Post–Pre2)–CTL(Post–Pre2)),以及对 Stroop 任务表现的影响(EX(Post–Pre)–CTL(Post–Pre)) 。分析发现,rssEBR 的变化与 Stroop 干扰的减少显著相关(r(24)=?0.62 ,P=0.001) 。这意味着运动引起的 rssEBR 变化能够预测执行功能的增强水平。
综合研究结论和讨论部分的内容,此次研究意义重大。虽然极轻度运动没有引起 rssEBR 的一致增加,不支持 rssEBR 预测的神经底物是认知增强主要机制的假设,但运动引起的 rssEBR 变化能够预测执行功能的改善程度。这表明眨眼率有可能成为一种新型的无创生物标志物,用于预测运动对人类认知功能的益处。同时,研究中发现的个体 rssEBR 变化与执行功能改善之间的相关性,也为进一步理解急性运动影响认知的机制提供了新的视角。不过,大脑 DA 调节在 rssEBR 中的作用仍不明确,未来还需要更多研究来深入探讨,为运动促进大脑健康和认知功能提升提供更坚实的理论基础。