基于近红外光谱分析技术评价运动对老年人认知功能改善的作用

文题释义： 认知老化：增龄性的认知功能减退,成年之后,随着年龄的增加,记忆、注意、推理能力在达到高峰之后,便开始缓慢的下降,抑制无关刺激影响的能力减弱,进入老年之后,认知功能的衰退加快。 运动负荷：包括负荷强度和负荷量。负荷强度是指运动对机体刺激的深度,通常用最大摄氧量百分比或者最大心率百分比来表示;负荷数量是指练习的重复次数,在训练计划中与负荷强度呈反比的关系。 背景：认知老化是增龄性相关的认知功能衰退,临床上目前没有明确的治疗原则可循,进入终末期发展成为认知功能障碍,运动延缓认知老化得到普遍认可。 目的：总结目前基于近红外光谱分析技术评价运动延缓认知老化的进展和不足。 方法：遵循PRISMA指南,由第一作者以“运动,近红外光谱,认知,老年人,组织蛋白酶B,脑源性神经营养因子”为中文检索词,以“exercise,near-infrared spectroscopy,cognition,elderly or older adults,cathepsin B,brain-derived neurotrophic factor”为英文检索词,对PubMed,WOS,CNKI,万方等数据库分别进行检索,对文献中基于近红外光谱技术的运动,老年人的认知功能的文献,保留37篇文献进一步总结分析。 结果与结论：综合目前基于近红外光谱技术分析运动延缓认知老化的研究,证实运动改善不同脑区皮质的激活程度,进而改善认知功能。长期的有氧运动对认知功能改善的效果较短期运动优,更有利于延缓认知老化。其潜在的生理学机制可能在于运动改善大脑的血流灌注,其次运动刺激骨骼肌分泌神经营养因子,促进神经元的生长、存活、增殖。但干预方案无统一标准,诸多环节,如个体差异、不同脑区指标的结合,被试的身体状况(心血管疾病和肺部疾病)的测试程序均有待于进一步完善,提高参数的可靠性和有效性。 ORCID: 0000-0002-1771-5008(王兴) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

基于功能性近红外光谱成像技术定制状态音乐干预前额叶功能的低耗散优化机制

目的:使用功能性近红外光谱成像技术（fNIRS）观测定制状态音乐对健康人体前额叶（PFC）功能的影响,并从入睡情况和主观感受观测对心理的影响,以此探究定制状态音乐的脑作用机制及对心身状态的干预效果。方法:定制状态音乐曲目,收集20位健康受试者分别在静息状态和聆听音乐状态下20 min内的PFC氧合血红蛋白（Oxy-Hemoglobin, HbO）浓度、入睡情况和主观感受。结果:（1）聆听状态音乐时PFC每分钟HbO浓度有差异（P<0.05）,第2分钟达到峰值,第4分钟出现谷值;与静息状态相比,第3分钟聆听音乐时HbO浓度高于静息状态,差异有统计学意义（P<0.05）;第4分钟音乐状态HbO浓度低于静息状态,差异有统计学意义（P<0.01）;（2）聆听状态音乐较静息可以更好的诱导受试者进入睡眠状态（P<0.05）;（3）状态音乐带给受试者更好的主观感受（P<0.01）。结论:定制状态音乐产生一定程度的PFC抑制,可诱导人体进入深度放松状态,根据全维医学和仿生健康低耗散优化理论,有助于促进内在自组织康复,为“低耗散优化”脑机制提供了一定的依据,值得在临床中进一步使用和研究。     

适于脑功能活动检测的便携式近红外光谱仪的研制

研制一种新型的可用于研究脑功能活动的16通道便携式近红外光谱仪(NIRS)。系统探头柔软性强,与待测部位有良好贴附性,可探测面积为4.4cm×15cm的前额叶区域。选用集成化探测器、光源及其驱动芯片和基于USB接口的掌上型数据采集卡,使整机重量控制在1kg以内。用Visual C 6.0平台开发配套软件,系统的时间分辨率可通过软件设置,最高达100ms。监测Valsalva手法诱导脑血流调节过程的结果表明,系统能够实时测量人脑前额叶皮层血氧和血容量变化情况,从而反映出待测区域功能活动的强弱,为研究大脑认知神经活动提供了条件。     

近红外光谱技术及其在脑功能成像中的应用

采用近红外光谱技术进行脑功能研究是近几年来发展起来的一个研究热点。本文较全面地阐述了近红外光谱技术的几种典型实现方法 ,并分析了各种方法所使用的基本理论及其在脑功能成像中的应用。     

精神分裂症患者言语流畅任务功能近红外光谱研究的概况性评价

目的:利用快速识别整合多元化文献证据的概况性评价方法,分析近年来有关精神分裂症言语流畅性任务功能近红外光谱研究。方法:检索PubMed、Web Of Science、中国知网、维普、万方等数据库2014年1月-2021年6月精神分裂症言语流畅性任务的功能近红外光谱研究报告。依据概况性评价指南和清单制作综述。结果:纳入23篇文献。70%研究采用字母流畅性任务,5项研究探索精神分裂症生物学标记物分类方法。前额叶亚区与临床变量相关性结果不一致。结论:言语流畅任务下功能近红外光谱研究显示前额叶功能异常可能是精神分裂症的候选生物学标志物。     

功能性近红外光谱技术的10年发展:CiteSpace知识图谱可视化分析

背景:功能性近红外光谱技术是一种新兴的无创脑功能活动监测手段,对于脑成像显示出独特的优势,属于脑科学领域中新的研究热点.目的:以CiteSpace知识图谱为基础,对国际上功能性近红外光谱技术相关研究文献进行计量学分析、共现分析、共被引分析和聚类分析,探索功能性近红外光谱技术近10年研究概况和目前研究热点,以期为未来研究...     

基于时、频域的前额叶血氧浓度特征分析

本研究旨在从时域和频域两个角度出发,探究前额叶血氧浓度在任务状态下的变化特征,以及与静息状态下相比表现出的异同。随机选择21名受试者,使用多功能近红外脑功能成像仪采集每一个受试者在静息、运动想象以及运动实际发生时前额叶血氧饱和度的变化量,通过空间配准、曲线分析、配对样本t检验以及傅里叶谱分析方法对数据进行分析处理。在任务状态下,前额叶的血氧饱和度明显高于静息状态下的含量(P0.01);运动想象状态下的血氧饱和度高于实际运动状态下的含量(P0.05);前额叶血氧浓度变化的频率一般在0.1 Hz以下。下肢的运动想象比实际运动更能激活双侧额叶前区;血氧浓度信号变化的频率很低,通过低通滤波能有效滤除心跳和呼吸等生理活动的影响。     

近红外光谱技术监测硫酸镁对重症手足口病合并心肺衰竭患儿脑氧合水平的影响

目的使用近红外光谱技术(NIRS)监测脑血氧代谢, 探讨硫酸镁对重症手足口病(HFMD)合并心肺衰竭患儿脑氧合水平的影响。方法选取2015年3月至2018年3月郑州大学附属儿童医院收治的重症HFMD合并心肺衰竭患儿46例为研究对象, 随机分为观察组和对照组, 每组23例。对照组采用对症支持治疗, 观察组在对症支持治疗的基础上予硫酸镁静脉滴注, 连续治疗5 d。监测治疗后不同时点两组局部脑氧饱和度(rScO2)、血乳酸、上腔静脉血氧饱和度(ScvO2)水平, 记录两组治疗前后振幅整合脑电图(aEEG)改变。结果治疗前对照组aEEG异常19例, 观察组aEEG异常20例, aEEG异常率组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后对照组aEEG恢复正常8例(42.1%), 观察组aEEG恢复正常15例(75.0%), 观察组aEEG恢复正常率显著高于对照组(χ2=4.36, P=0.037)。入院后72 h、96 h对照组rScO2显著低于观察组(t=-2.90、-2.94, 均P<0.05), 入院后24 h、48 h、72 h观察组血乳酸较对照组显著下降(t=2.43、...     

基于功能近红外光谱技术的脑机接口研究

我们将功能近红外光谱技术运用于脑机接口（brain—computer interface,BCI）的研究中。通过动手指、想象动手指、听觉三个任务记录大脑的响应活动,计算Hurst指数,输入到BP神经网络中,建立了任务和脑响应的相关模型。实验结果表明,响应与任务的准确识别率达到了70％,说明了近红外光谱技术应用于恼机接口研究中的可能性。     

音乐训练对改善儿童前额叶执行功能的作用

目的通过研究音乐训练改善儿童认知控制能力来探讨音乐训练对大脑前额叶执行功能的可塑性。方法采用GO/NOGO的实验范式,记录16名受过3年以上音乐训练儿童和16名对照组儿童的脑电信号,并对N2、P3波幅进行统计分析。结果经多因素重复测量方差显示,音乐训练组NOGO任务的N2波幅和对照组没有显著差异;而NOGO任务的P3波幅统计结果发现,位置与组别存在交互作用(P<0.05),表现在FZ、FCZ位置上音乐训练组的P3波幅显著高于对照组(P<0.05)。结论尽管音乐训练不能提高对冲突的监测能力,但是能够显著改进反应抑制能力,继而改善儿童前额叶执行功能。     

近红外光谱技术监测蹼泳运动员无氧能力的研究

利用近红外光谱技术测定蹼泳运动员无氧运动中局部骨骼肌肌氧变化情况,同时测定乳酸情况的变化及无氧运动过程中功率的变化,了解其体能现状,诊断运动时运动员的能量代谢特点及无氧工作的能力,为科学的制定训练计划提供理论与实践参考。     

基于功能连接的大脑年龄预测的影响因素

目的 探索基于静息态功能连接进行大脑生理年龄预测的可行性及相关影响因素.方法 选取来自阿尔茨海默病神经影像学计划(Alzheimer disease neuroimaging initiative,ADNI)数据库的41例满足条件的健康受试者.首先对静息态功能磁共振成像(resting-state functional MRI,rs-fMRI)数据进行预处理并提取功能连接特征,利用基于Bootstrap的特征筛选方法进行特征降维;然后使用支持向量回归建立正常人大脑年龄的预测模型,最后用留一法进行交叉验证,并比较不同大脑模板、全脑信号回归及性别因素对年龄预测的影响.结果 基于AAL-90、AAL-1024、Shen-268、Fan-246脑图谱得到的预测值与真实年龄之间的相关系数r分别为0.23、0.29、0.17、0.38.使用全局信号回归,基于Fan-246脑图谱得到年龄预测模型的相关系数r显著提升为0.66.利用性别分组建模,基于Fan-246脑图谱预测模型的相关系数r提升为0.46.结论 根据静息态功能磁共振的功能连接特征可以较好地估计健康大脑的生理年龄,且大脑模板、全局信号回归对年龄估计模型的性能有较大影响.本研究可加深对大脑老化过程的认识,对阿尔兹海默病的早期诊断和预防有着重要的指导价值.     

躯体疾病对老年抑郁症患者认知功能的影响

目的 探讨老年人躯体疾病与抑郁症的关系。方法 就５２例观察组和４５例对照组进行对照研究,用ＨＡＭＤ、ＧＡＳ量表评价精神疾病的严重程度,用ＨＤＳ和ＭＭＳＥ量表评价认知功能。结果 对照组疗效和恢复期情况优于观察组。观察组认知功能较对照组损害明显。结论 老年抑郁症患者躯体疾病可加重精神症状,增加复发率,延长病程,影响认知功能。     

睡眠剥夺对认知功能影响的研究进展

为了充分探究睡眠对认知的作用机制，睡眠剥夺是一个有效的途径。目前有多种手段研究睡眠剥夺如何影响认知功能，包括认知心理学评价、脑成像方法、脑电生理的变化等。所研究的方面覆盖认知科学的多个领域，目前国内外均有学者致力于此研究，并已经取得了初步的成果，但是存在多种影响因素，尚未得到统一的结论。我们从睡眠剥夺引起认知功能下降的机制出发，综述了通过脑成像方法研究神经生理学变化以及脑电生理方法评价认知功能下降的研究进展，并分析研究的影响因素和目前关注的发展方向。     

基于近红外光谱的脑立体定向手术导航技术研究

针对目前脑立体定向手术过程中无法解决的穿刺路径偏移问题,提出一种基于近红外光谱技术的神经外科手术实时导航和穿刺路径实时纠错的新方法.通过回归分析建立近红外参数信息和影像信息之间的数学关联模型,通过生物组织光学参数引导手术导航过程;将影像计划穿刺路径锥形化,获得可能偏移路径的灰度信息作为近红外路径偏移纠正的先验知识,采用曲率匹配的算法对偏移路径进行拟合,实现基于近红外光谱技术的术中移位纠错.实验结果表明,提出的方法可以达到近红外实时导航和实时纠偏的目的,并可以实现误差范围内的有效定位,误差范围不超过1 mm.     

基于近红外光谱法的无创肝储备功能检测

目的针对传统采血法检测肝储备功能存在的有创伤、非实时和易交叉感染等问题,通过分析吲哚氰绿色素、氧合血红蛋白和还原血红蛋白的近红外光谱特性曲线,研究了基于脉搏波光谱分析的无创肝储备功能检测方法。方法利用吲哚氰绿色素在血液中只被肝细胞吸收,其色素浓度呈指数衰减的变化规律,通过静脉注入吲哚氰绿色素,选用波长为940 nm和805 nm的近红外光作为测量入射光,同步采集携带吲哚氰绿浓度变化信息的脉搏波光谱信号,分析光谱信号计算得到血浆消失率和15min滞留率等肝储备功能参数,最后通过6例肝脏患者的常规采血法测得血浆消失率进行对比。结果该方法检测得到的血浆消失率与常规采血法相比,平均相对误差小于5%,该过程除吲哚氰绿色素的注射外不需要再做其他穿刺。结论基于近红外光谱法的无创肝储备功能检测能够准确而实时地检测肝储备功能参数,将为临床肝脏手术提供准确的肝储备功能评估结果。     

体温对大脑认知功能状态影响与调控策略研究进展

人若长期暴露在高低温极端环境下会使机体不适,极大影响其脑的认知功能,以致警觉度、注意力、工作记忆等功能受损。皮肤温度刺激作为简便易行的体温调控物理方法,可在一定程度上稳定并提高大脑的认知功能状态。综述目前国内外相关研究的现状与存在的问题,指出现未明确了解的调控体温、保护大脑神经和提高认知功能的机制,还有待探索的最佳目标刺激温度和时间,以达到快速有效提高大脑认知能力的目的。展望今后的研究策略,应紧密结合低温刺激,从大脑神经保护机制和大脑认知功能内在机理两个方面来研究制定体温调控策略,才有望找到快速有效调控、安全稳妥保护大脑认知功能的最佳方案。     

脑震荡对大鼠认知行为及前额叶皮质多巴胺能神经纤维的影响

目的:探讨脑震荡(BC)大鼠认知障碍的特征及其与前额叶皮质(PFC)多巴胺能神经纤维变化的关系。方法:用金属单摆打击装置复制大鼠单纯性BC模型,伤后分1~24 d多个损伤组;用Morris水迷宫评价大鼠的学习记忆功能;用免疫组织化学技术研究BC后PFC多巴胺能神经纤维的变化。结果:BC伤后1~3 d大鼠隐匿平台逃避潜伏期显著延长,BC后除1 d外,其余各组PFC多巴胺能神经纤维的密度和免疫反应显著高于对照组。结论:BC后大鼠出现近期空间学习记忆功能障碍,多巴胺能神经纤维TH表达增高并持续一段时间。TH早期增高可能是神经递质紊乱,随后持续增高可能是一种代偿反应。     

家庭认知功能训练对轻中度阿尔茨海默病患者生活质量和认知功能的影响

目的:探讨家庭认知功能训练对轻中度阿尔茨海默病患者的护理方法及实施效果。方法:采用2014年9月至2016年1月在荆州市精神卫生中心老年科住院的轻中度阿尔茨海默病患者80例,随机分为研究组(39例,精神科老年病房常规护理合并家庭认知功能训练)和对照组(41例,精神科老年病房常规护理),训练前后采用生活质量量表简表(WHOQOL-BREF)评定生活质量,采用韦氏成人智力量表(WAIS)及威斯康星卡分类测验(WCST)评价认知功能。结果:训练6月后,(1)研究组WHOQOL-BREF量表在心理领域、社会关系领域改善程度明显优于对照组(t=4.0885,3.7472;P0.05);(2)研究组WAIS量表在言语智商维度改善程度明显优于对照组(t=2.3126,P0.05);(3)研究组WCST量表在总测验数、正确百分数维度改善程度优于对照组(t=-2.1353,2.0571;P0.05)。结论:家庭认知功能训练能明显改善阿尔茨海默病患者的生活质量和认知功能,值得临床推广。     

七氟烷对衰老模型大鼠认知功能的影响及机制初探

目的:探讨七氟烷(Sev)对衰老模型大鼠认知能力及大脑前额叶皮质炎症因子表达的影响.方法:48只4月龄雄性SD大鼠,于大鼠头颈部皮下注射D-半乳糖(125 mg·kg-1·d-1)持续42 d建立衰老大鼠模型,按随机数字表法分为4组:空白对照(Con)组、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体抑制剂M...