第6期

基于动态低频振幅的有氧运动训练后大脑功能可塑性研究

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(1.华南师范大学 体育科学学院,广东 广州 5100062.华南师范大学 脑科学与康复医学研究院, 广东 广州 5106313.广东省第二人民医院 影像科,广东 广州 510310

摘 要:为运动影响大脑功能、结构可塑性的神经机制研究提供客观的影像学证据。基于静 息态功能磁共振成像和结构磁共振成像,采用动态低频振幅及基于体素的形态学测量方法,分析 中等强度有氧训练后大脑功能活动及灰质体积的变化,纳入 20 名健康成年被试者参与 6 个月有氧 运动训练。采集所有被试者运动训练前后 rs-fMRI 和结构磁共振数据并进行 dALFF 及 VBM 分析, 提取差异脑区。结果显示:6 个月中等强度有氧运动训练后,右侧颞中回、海马旁回、中央后回、 楔前叶等脑区的 dALFF 较训练前增高;左侧额下回、额中回以及右侧的缘上回、角回等脑区的 dALFF 较训练前降低。研究认为,中等强度有氧运动训练可以引起大脑执行控制网络及额顶网络 相关脑区功能可塑性改变。  

关 键 运动生理学;有氧运动;动态低频振幅;大脑可塑性;静息态功能磁共振成像;  灰质体积  

中图分类号:G804.2 文献标志码:文章编号:1006-7116(2021)06-0139-06 

A study on brain functional plasticity after aerobic exercise based on the dynamic low-frequency amplitude
ZHAO Hai-jun,LI Zhen,ZHAN Wen-feng

(1.School of Physical EducationSouth China Normal UniversityGuangzhou 510006China; 2.Institute for Brain Research and RehabilitationSouth China Normal UniversityGuangzhou 510631China; 3.Radiology of Guangdong Second Provincial General HospitalGuangzhou510310China)  

Abstract: The purpose of this study is to provide objective imaging evidence for the study of the neural mechanism  of the effect of exercise on brain functional (structural) plasticity. Based on resting state functional magnetic  resonance imaging (rs-fMRI) and structural magnetic resonance imaging, dynamic amplitude of low-frequency  fluctuation (dALFF) and voxel-based morphological (VBM) measurements were used to analyze the changes of  brain functional activity and gray matter volume after moderate-intensity aerobic exercise. Both rs-fMRI and  structural MRI data were collected for 20 healthy adult volunteers before and after 6 months of aerobic exercise.  The data were separately used for dALFF and VBM analyses to identify regions showing aerobic exercise training  related changes. Results show that compared with pre-exercise, 6-month aerobic exercise training induced  significantly increased dALFF in the right middle temporal gyrus, right parahippocampal gyrus, right postcentral  gyrus and right precuneus, and decreased dALFF in the left inferior frontal gyrus, left middle frontal gyrus, right  supramarginal gyrus and right angular gyrus. The conclusion reveals moderate-intensity aerobic exercise can cause  changes in the brain functional plasticity in some regions of executive control network and frontoparietal network. 

Keywords: sports physiologyaerobic exercisedynamic amplitude of low-frequency fluctuationbrain plasticity; resting-state functional magnetic resonance imaginggray matter volume

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