1。介绍
体育锻炼减少抑郁和焦虑的症状(
1 ,
2 ),建议有规律的运动训练作为情感障碍(添加剂非药物治疗策略
3 ]。成像方法,特别是功能性磁共振成像(fMRI),现在已经开始识别相关的脑功能状态的变化引起的短期和长期运动干预奖励(
4 - - - - - -
6 和心情
7 ,
8 )加工领域。在其中的一些初步研究,确定了长期的神经活动的变化运动后挑战使用静息状态功能磁共振成像(rs-fMRI)影响和奖励网络(攻击):翁等人报道大幅提高静息状态功能连通性(rs-FC)是后一次适度的运动自行车测力计(相对于被动控制条件)在老年和年轻健康的志愿者
8 ]。然而,研究结果没有直接关系的措施的个人运动情感状态。迄今为止,成像数据具体探测运动情感调制只有在长期干预采样:Tozzi et al。
7 ]调查38 midforties健康久坐不动的志愿者,他们随机分成一个有氧运动组和对照组。受试者进行了纵向研究设计16周的训练时间。他们记录的情绪变化和rs-fMRI识别潜在的功能性网络变化的情绪的好处与锻炼。作者报道增加rs-FC海马旁回之间和地区参与了情绪的调控(左supramarginal回,左颞上回,右颞极,和左侧中央前区)锻炼组,但不是在对照组。这些结果表明,相关rs-FC变化引起的调解心情的好处有规律的体育活动。此外,我们以前调查的急性影响不同运动强度对FC使用ica整个大脑的方法(
9 ]。增加rs-FC frontoparietal网络描述了低强度运动后,而高强度锻炼导致增加攻击rs-FC和感觉运动rs-FC下降。
到目前为止缺少文献中实验研究关注长期的神经基础对情绪调节的影响急性运动后发作。此外,锻炼intensity-dependent功能连通性的问题(FC)的变化及其与情感状态在很大程度上仍神秘,从而构成直接主题的实验研究。在这里,我们旨在调查两个定义运动强度的影响(“高”和“低”,适应个人健康水平)在rs-FC杏仁核和地区之间的“情感大脑”(
10 为了调查是否和运动强度如何影响amygdalar rs-FC, seed-to-network方法。基于初始工作报告运动变化的是(
7 - - - - - -
9 ),杏仁核的积分作用在这个网络(
11 ),我们预测运动给amygdalar-ARN改变rs-FC (a)运动强度依赖和(b)与积极的情绪。
2。方法
报告的实验过程和核磁共振成像数据采集参数是相同的施密特等人发表的研究。
9 ]。
2.1。参与者
我们招募了25右手健康休闲男运动员通过社会媒体和大学传单和体育俱乐部。所有的受试者职业运动员。一些受试者参加三项全能运动训练,他们中的大多数是纯娱乐运动员个体的基础上执行他们的培训。所有受试者经常跑步和锻炼在这个学科每周至少3次45分钟过去两年了。受试者之前没有任何历史的头部受伤,神经或精神疾病和骨科或一般的健康问题可能禁止体育活动。其他排除标准MRI禁忌症(如金属和/或电子植入和幽闭恐怖症)。三25名受试者被排除在我们的最终分析由于伤病(造成的私人活动,
N米米l:mi>
=米米l:mo>
1米米l:mn>
和没有完成这项研究
N米米l:mi>
=米米l:mo>
2米米l:mn>
),导致最后一个样本的大小
N米米l:mi>
=米米l:mo>
22米米l:mn>
科目。描述性特征包括年龄、教育、语文智力水平,偏手性的参与者获得一组问卷调查(社会人口、爱丁堡偏手性库存(
12 ),和德国的词汇测试(
13 )(表
1 )。此外,精神问卷管理,包括迷你国际神经精神病学的采访(迷你,德语版本5.0.0)[
14 ),特质焦虑量表(污渍)[
15 )、贝克抑郁量表(BDI) (
16 ]。没有22的参与者显示结果表明精神疾病(BDI迷你,污渍)。BDI和污渍库存状态是获得在每个访问在考试开始之前。BDI成绩考试天之间没有显著差异。污渍状态得分另一方面显示考试天之间的显著差异(“低”:
28.9米米l:mn>
±米米l:mo>
5.3米米l:mn>
“高”:
32.1米米l:mn>
±米米l:mo>
7.8米米l:mn>
;
t米米l:mi>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
2.71米米l:mn>
;
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.013米米l:mn>
)。排除潜在影响的因素显示考试天之间的显著差异,这是插入不不感兴趣的统计分析(见下文)。
表1
参与者的特征。
变量
米米米l:mi>
±米米l:mo>
SD米米l:mtext>
年龄(年)
27.1米米l:mn>
±米米l:mo>
4.0米米l:mn>
身高(厘米)
182年米米l:mn>
±米米l:mo>
6米米l:mn>
体重(公斤)
78.3米米l:mn>
±米米l:mo>
6.8米米l:mn>
BMI(公斤/米2 )
23.7米米l:mn>
±米米l:mo>
1。4米米l:mn>
人力资源马克斯 (bpm)
194.2米米l:mn>
±米米l:mo>
7.2米米l:mn>
峰值速度(公里/小时)
16.1米米l:mn>
±米米l:mo>
1。3米米l:mn>
运行速度LT(公里/小时)
10.7米米l:mn>
±米米l:mo>
1。1米米l:mn>
教育(年)
17.9米米l:mn>
±米米l:mo>
2.7米米l:mn>
GVT
106.4米米l:mn>
±米米l:mo>
9.8米米l:mn>
一嗨租车米米l:mtext>
83.4米米l:mn>
±米米l:mo>
15.1米米l:mn>
∗米米l:mo>
BDI
1。1米米l:mn>
±米米l:mo>
1。9米米l:mn>
污渍特征
30.8米米l:mn>
±米米l:mo>
6.2米米l:mn>
体重指数=身体质量指数;BDI =贝克抑郁量表(
分数米米l:mtext>
≤米米l:mo>
9米米l:mn>
:没有抑郁症);一嗨租车=爱丁堡偏手性库存;HR =心率;GVT =德国词汇测试;LT =乳酸阈值;状态-特质焦虑问卷》污渍=库存(范围:20 =不害怕80 =最大强度的焦虑)。
∗米米l:mo>
N米米l:mi>
=米米l:mo>
21米米l:mn>
由于一个主题,这是ambidextrous(一侧系数:21.74);
N米米l:mi>
=米米l:mo>
22米米l:mn>
。
参与者被告知研究,和书面知情同意后获得的所有测试的详细解释,潜在的不适,风险,和程序用于调查。这项研究是经当地伦理委员会批准的波恩大学医院(Ethikkommission一个der Medizinischen Fakultat der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universitat波恩:Nr。340/13),根据国家立法和《赫尔辛基宣言》。
2.2。实验的程序
所有参与者完成三个受试实验课程的顺序是随机的(高、低和自我选择)。每个会话被至少两天分开,但最多12周。在这之前,所有的参与者接受了德国科隆体育大学preexperimental会话包括病史、听诊,12-channel静息心电图(心电图;MAC 1200,通用电气医疗系统信息技术GmbH,弗莱堡,德国)和增量运动试验在跑步机上(地中海Woodway PPS、Woodway GmbH德国)评估个体的健康和健身。的初始速度增量运动试验设定在5公里/小时,固定梯度的1%。运动强度/运行速度增加到1公里/小时每3分钟。参与者被要求执行,直到意志疲惫。毛细血管血液样本(20
μ L)收集从耳垂测量血乳酸浓度在过去30年代的每个阶段。此外,心率(HR;极地,Kempele,芬兰)监测和评级的感知运动(RPE) [
17 )被记录在每个阶段的结束。RPE规模不同的评级从“没有努力/非常光”“20-maximal发挥”。最大的努力被认为是取得的成就至少有两个以下标准:高水平的血乳酸浓度(8 - 10更易/ L),一个感知的运用率≥18日和/或人力资源的每分钟±10次(bpm) age-predicted最大(220岁)
18 ]。血乳酸增量运动试验的样本进行了分析使用Biosen C-Line乳酸分析仪(EKF诊断GmbH, Barleben,德国)。乳酸阈值(LT)决心通过目视检查上面的第一个持续增加,血乳酸基线值(
19 ]。
这三个实验课程由一个30分钟锻炼布特在“低”,“高”或“选择“在跑步机上锻炼强度在随机顺序排除顺序效应。每个运动轮开始5分钟热身5公里/小时,其次是主要的30分钟锻炼干预,后来以5分钟冷却时间结束在5公里/小时。静息血压记录之前和之后的每一个运动干预。人力资源、体力活动和血乳酸浓度被收购之前,期间和之后每个运动干预。血乳酸和体力活动干预每5分钟记录,而人力资源记录每一分钟。
”低强度运动进行35% LT,确保一个非常简单的运动条件下的挑战主要是有氧能量供应。“高”的运动强度条件是设定在20%以上LT主要要求无氧乳酸能源供应和积累。PANAS评级和功能磁共振成像扫描获得所有直接预处理和运动后三天考试。rs-fMRI序列约收购。收购后的30分钟运动后发作(CASL序列之前,额外的功能磁共振成像序列和结构图像)。占可能长时间休息运动对人力资源的影响,人力资源在核磁共振扫描监控使用脉搏血氧仪传感器放置在左食指(BIOPAC系统公司,Goleta、钙、美国)。数据被记录使用的软件BIOPAC (AcqKnowledge 4.1)。
避免运动性疲劳的影响或刺激饮食的影响,参与者被要求24小时避免剧烈运动和酒精摄入之前每个测试会话以及咖啡因和餐前两小时的实验。这手稿专门集中于定义标准化和新陈代谢运动强度的比较,数据从自我选择的干预将会报道。
2.3。MRI收购
MRI检查发生在美国放射学(波恩大学医院)使用3 T临床磁共振成像系统(Ingenia 5.1.7公司、飞利浦医疗保健、最好、荷兰),配备了一个8路头线圈。使用T2 rs-fMRI序列收购
∗米米l:mo>
三梯度回波,echo-planar成像(EPI)协议血氧敏感等级相关(粗体)与250卷:
TR米米l:mtext>
=米米l:mo>
2595年米米l:mn>
女士米米l:mtext>
,
TE米米l:mtext>
=米米l:mo>
35米米l:mn>
女士米米l:mtext>
,
视场米米l:mtext>
=米米l:mo>
230年米米l:mn>
×米米l:mo>
230年米米l:mn>
×米米l:mo>
147年米米l:mn>
毫米米米l:mtext>
,
图像米米l:mtext>
矩阵米米l:mtext>
=米米l:mo>
64年米米l:mn>
×米米l:mo>
64年米米l:mn>
,
翻转米米l:mtext>
角米米l:mtext>
=米米l:mo>
90年米米l:mn>
°米米l:mo>
,
3.59米米l:mn>
×米米l:mo>
3.59米米l:mn>
×米米l:mo>
3.59米米l:mn>
米米米l:mtext>
米米米l:mtext>
3米米l:mn>
体素和交叉收购(1、3、5、7…41;2、4、6、8…40;甚至奇怪然后)41连续轴向片3.59毫米厚度。rs-fMRI扫描,参与者被要求躺仍然闭着眼睛11分钟,保持清醒,没有关注任何特定的思想。所有图片都是收购前后连合平面平行,没有interslice差距。还收购了一个解剖3 d t1序列在每个运行使用以下参数:切片方向:矢状,收购矩阵:
256年米米l:mn>
×米米l:mo>
256年米米l:mn>
收购了体素的大小:
1米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
米米米l:mtext>
米米米l:mtext>
3米米l:mn>
序列类型:3 d FFE TR: 7.6毫秒,TE: 3.9毫秒,翻转角度:15°,和总扫描时间:4:39分钟。
2.4。数据预处理
比较pre -运动后和between-condition公共空间的变化,结构图像平均首次从所有时间点为每个参与者创建一个意味着图像(
20. 使用SPM12](统计参数映射;威康成像神经科学部门,伦敦,英国)在MATLAB中实现(Sherborn Mathworks Inc .,妈,美国)。功能和结构图像进行评估使用目前工具箱版本5.0.9 (FMRIB软件图书馆,
https://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl )。预处理的功能包括运动校正图像,大脑提取和空间平滑和6毫米应用(半宽度)。仿射线性和非线性进行登记注册的功能图像每个主题意思是结构图像。
一个健壮的ica运动工件的自动删除策略(ICA-AROMA)被用来进一步消除生理噪声和高频组件保持自我。之后,我们退化时间序列信号从干扰的可能来源,即。白质(WM)和脑脊液(CSF)。后来,我们带通滤波数据删除除了0.009到0.08赫兹的频率。去噪从每个参与者的过滤功能数据预处理和运动后图像包括“高”和“低”运动条件转化为MNI152模板(2毫米3 空间分辨率)。
2.5。创建一个种子和网络掩码
预处理后,进行seed-to-network分析。因此,我们创建我们的种子和网络面具使用维克森林大学PickAtlas工具箱(
21 ]。我们选择双边杏仁体作为种子区域和两个单独的面具大脑左右半球包括所有区域(超出了杏仁核)的“情感大脑”:前扣带,中间扣带,后扣带,劣质的眼窝前额皮质,内侧眶额皮层,眼窝前额皮质,优越的眶额叶皮层、背外侧前额叶皮层,下丘脑,脑岛,伏隔核、苍白球(
9 ]。
为了评估更改前运动后,“高”与“低”运动强度,seed-to-network-based连接地图创建所有个体参与者在每个干预条件:这样做是通过计算种子区域之间的相关性的同时,该网络的子网掩码左右情绪大脑(
22 ]。费雪的
r米米l:mi>
来
z米米l:mi>
转换执行创建各自的FC地图,预处理和rs-fMRI在每个条件的热身。
2.6。统计分析
所有执行的行为数据统计分析使用SPSS 24 (SPSS Inc .,芝加哥,伊利诺斯州)。
2.6.1。生理数据
一个配对
t米米l:mi>
以及用于分析状况参数和比较锻炼条件(“低”比“高”)。分析参数如下:平均速度超过30分钟的运动干预,最大的人力资源,人力资源平均超过30分钟的运动干预,最大血乳酸和最大RPE。
使用重复的措施
2米米l:mn>
×米米l:mo>
2米米l:mn>
方差分析(因素条件(“低”/“高”)和时间(前/运动后)),核磁共振会话期间人力资源进行了分析。因此,人力资源是计算出每一个会话。由于工件在HR录音,只有18个受试者被包括在方差分析中。此外,事后配对
t米米l:mi>
与Bonferroni调整进行测试。重要的结果报道
p米米l:mi>
的值小于0.05。
2.6.2。PANAS
测试PANAS数据正态分布使用Shapiro-Wilk测试显示,消极的影响规模的数据不是正态分布。然而,仿真研究表明,重复测量方差分析相对强劲的反对违反正态分布的假设,如果它是唯一的假设已经违反了(
23 ]。因此,分析了PANAS进入到一个值
2米米l:mn>
干预米米l:mtext>
:米米l:mo>
”米米l:mtext>
罗米米l:mtext>
w米米l:mtext>
”米米l:mtext>
/米米l:mo>
”米米l:mtext>
高的米米l:mtext>
h米米l:mtext>
”米米l:mtext>
×米米l:mo>
2米米l:mn>
时间米米l:mtext>
:米米l:mo>
精准医疗米米l:mtext>
/米米l:mo>
运动后米米l:mtext>
×米米l:mo>
2米米l:mn>
规模米米l:mtext>
:米米l:mo>
积极的米米l:mtext>
影响米米l:mtext>
规模米米l:mtext>
/米米l:mo>
负米米l:mtext>
影响米米l:mtext>
规模米米l:mtext>
重复测量方差分析。积极的影响规模和负面影响规模分别进入到一个
2米米l:mn>
干预米米l:mtext>
:米米l:mo>
”米米l:mtext>
罗米米l:mtext>
w米米l:mtext>
”米米l:mtext>
/米米l:mo>
”米米l:mtext>
高的米米l:mtext>
h米米l:mtext>
”米米l:mtext>
×米米l:mo>
2米米l:mn>
时间米米l:mtext>
:米米l:mo>
精准医疗米米l:mtext>
/米米l:mo>
运动后米米l:mtext>
重复测量方差分析。后来,配对
t米米l:mi>
与Bonferroni调整进行测试。
p米米l:mi>
小于0.05的值被认为是具有统计学意义。
2.6.3。功能连通性
我们应用一般线性模型来评估FC的调制之间的双边杏仁核种子区域和左右“情感大脑”网络运动后之间的每个条件(pre - vs .运动后)和条件(“高”与“低”)。首先,我们创建了不同的地图(post - pre)对运动条件在每个主题。这时,一个一个示例
t米米l:mi>
这些个体差异以及应用地图测量within-condition效果。相互比较的条件(“低”和“高”),配对
t米米l:mi>
以及设计与个体差异地图应用作为输入。此外,我们进行了同样的分析,但没有兴趣的协变量包括以下:人力资源在扫描期间,最大血乳酸在运动干预和污渍状态获得每测试一天的开始。由于缺少人力资源数据,一个示例
t米米l:mi>
以及与协变量包括
N米米l:mi>
=米米l:mo>
20.米米l:mn>
主题为“低”和“高。”As the two subjects excluded for the “low” condition were not the same that had to be excluded in the “high” condition, the analysis for comparing exercise conditions (“low” vs. “high”) included only
N米米l:mi>
=米米l:mo>
18米米l:mn>
主题米米l:mtext>
。调节每个主题被随机化评估每个组件使用非参数5000随机排列,将threshold-free集群增强(TFCE)技术(
24 ]。显著的集群的统计阈值
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.05米米l:mn>
确定了使用目前实现的Harvard-Oxford地图集[
25 ]。报告结果修正多重比较(Bonferroni调整)。
2.6.4。相关分析
为了研究之间的关联FC“情感大脑”的变化和行为数据(PANAS),小动物——一张长有相关分析分别为每个运动进行干预。因此,
β米米l:mi>
值的显著的集群(我们的分析三协变量的不感兴趣)提取的每个主题。δ
β米米l:mi>
值和δPANAS值(运动后减去preexercise)被用于相关分析。
3所示。结果
3.1。急性运动操纵
意味着人力资源中增加“低”运动干预从静止的人力资源
62.0米米l:mn>
±米米l:mo>
6.3米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
来
119.2米米l:mn>
±米米l:mo>
15.8米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
从人力资源的休息
65.5米米l:mn>
±米米l:mo>
12.1米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
来
176.8米米l:mn>
±米米l:mo>
6.9米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
在“高”运动干预。的配对
t米米l:mi>
以及显示平均人力资源在两者之间的运动条件显著不同运动条件(
t米米l:mi>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
15.3米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)。此外,两者之间的最大人力资源也大大不同锻炼强度(“低”:
128.2米米l:mn>
±米米l:mo>
17.2米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
“高”:
186.5米米l:mn>
±米米l:mo>
6.5米米l:mn>
;
t米米l:mi>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
16.5米米l:mn>
;
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)。我们还发现显著差异上的努力(“低”:
9.2米米l:mn>
±米米l:mo>
2.0米米l:mn>
;“高”:
18.5米米l:mn>
±米米l:mo>
1。3米米l:mn>
;
t米米l:mi>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
22.0米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)、速度(“低”:
7.1米米l:mn>
±米米l:mo>
0.7米米l:mn>
公里米米l:mtext>
/米米l:mo>
h米米l:mtext>
“高”:
12.8米米l:mn>
±米米l:mo>
1。3米米l:mn>
公里米米l:mtext>
/米米l:mo>
h米米l:mtext>
;
t米米l:mi>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
22.0米米l:mn>
;
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
),血乳酸浓度(“低”:
2.8米米l:mn>
±米米l:mo>
1。9米米l:mn>
更易米米l:mtext>
/米米l:mo>
l米米l:mtext>
“高”:
10.2米米l:mn>
±米米l:mo>
3所示。2米米l:mn>
更易米米l:mtext>
/米米l:mo>
l米米l:mtext>
;
t米米l:mi>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
10.6米米l:mn>
;
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)。生理和主观措施表明,我们的实验设计是基于两个显著不同的运动强度。
3.2。生理期间监测功能磁共振成像扫描
为
2米米l:mn>
×米米l:mo>
2米米l:mn>
重复测量方差分析,
N米米l:mi>
=米米l:mo>
4米米l:mn>
参加实验的人需要被排除在分析由于工件(样本大小:
N米米l:mi>
=米米l:mo>
18米米l:mn>
)。结果显示相当重要作用的条件(
F米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
17米米l:mn>
=米米l:mo>
41.92米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
),主要影响时间(
F米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
17米米l:mn>
=米米l:mo>
115.93米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
),一个重要的
时间米米l:mtext>
×米米l:mo>
条件米米l:mtext>
交互(
F米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
17米米l:mn>
=米米l:mo>
82.24米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)。在事后测试,
N米米l:mi>
=米米l:mo>
2米米l:mn>
22个科目需要排除的条件和“低”
N米米l:mi>
=米米l:mo>
2米米l:mn>
“高”的条件,导致样本的大小
N米米l:mi>
=米米l:mo>
20.米米l:mn>
科目。比较有显著提高人力资源“高”运动后,布特preexercise(相比
t米米l:mi>
19米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
14.99米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
;pre -“高”:
58.9米米l:mn>
±米米l:mo>
9.0米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
“高”后:
78.0米米l:mn>
±米米l:mo>
9.6米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
)。没有发现显著改变人力资源从pre -“低”运动后(
t米米l:mi>
19米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
0.88米米l:mn>
,
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.390米米l:mn>
;pre -“低”:
57.7米米l:mn>
±米米l:mo>
8.1米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
“低”后:
58.6米米l:mn>
±米米l:mo>
8.7米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
)。相互比较锻炼条件(δ(post - - pre -“低”和post - - pre -“高”)还透露一个显著的影响(
t米米l:mi>
17米米l:mn>
=米米l:mo>
9.07米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
);即。,the increase from pre- to post-“high” (
19.1米米l:mn>
±米米l:mo>
5.7米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
)明显大于增加从pre -发布“低”(
1。0米米l:mn>
±米米l:mo>
5.5米米l:mn>
bpm米米l:mtext>
)。基线测量(准备)互相没有差别(
t米米l:mi>
19米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
0.65米米l:mn>
,
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.524米米l:mn>
)。
3.3。PANAS
分析PANAS值显示显著的主效应的时间(
F米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
31.38米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
),一个重要的主要影响量表(
F米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
228.69米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
),一个重要的
时间米米l:mtext>
×米米l:mo>
规模米米l:mtext>
交互(
F米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
17.00米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)
2米米l:mn>
×米米l:mo>
2米米l:mn>
×米米l:mo>
2米米l:mn>
方差分析。
的
2米米l:mn>
×米米l:mo>
2米米l:mn>
方差分析积极影响规模表现出显著的主效应时间(
F米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
27.09米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)。事后比较积极的影响规模显示显著增加的两种运动干预:pre - (
34.0米米l:mn>
±米米l:mo>
8.5米米l:mn>
)(后
38.7米米l:mn>
±米米l:mo>
6.6米米l:mn>
)“低强度锻炼(
t米米l:mi>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
5.47米米l:mn>
,
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)和前(
32.3米米l:mn>
±米米l:mo>
10.6米米l:mn>
)(后
38.8米米l:mn>
±米米l:mo>
6.9米米l:mn>
)“高强度锻炼(
t米米l:mi>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
3.94米米l:mn>
,
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.001米米l:mn>
)(图
1 )。
图1
PANAS值测量前/后“低”,前/后“高”运动。
N米米l:mi>
=米米l:mo>
22米米l:mn>
。误差线表示平均数标准误差。
∗米米l:mo>
∗米米l:mo>
∗米米l:mo>
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.001米米l:mn>
,
∗米米l:mo>
∗米米l:mo>
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.01米米l:mn>
。
分析负面影响规模仅显示相当重要作用的条件(
F米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
21米米l:mn>
=米米l:mo>
6.29米米l:mn>
,
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.020米米l:mn>
)。比较两个运动条件事后显示无显著差异的条件“低”和“高”。
3.4。Amygdalar FC中的“情感大脑”
3.4.1。双边杏仁核的右半球大脑“情感”网络
FC分析两国之间的杏仁核种子和右半球大脑“情感”网络显示显著交互效应右前脑岛(AI) (
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.031米米l:mn>
):通过提取出
β米米l:mi>
值显著的集群的人工智能,我们检测到的交互效应是由FC“高”后增加强度运动干预和减少FC“低”后强度锻炼干预(数字
2(一个) 和
2 (b) )。然而,直接比较前和后”“低强度运动和预处理与“高强度锻炼后没有发现显著差异。
图2
表示amygdalar-insular FC之间观察到明显的变化的条件(“低”和“高”)。(一)协变量在分析(
N米米l:mi>
=米米l:mo>
22米米l:mn>
),有高峰激活的脑岛[46 6 2](集群大小
k米米l:mi>
=米米l:mo>
56米米l:mn>
)。FCδ(b)变化
β米米l:mi>
协变量值(post -前)在分析。(c)与污渍状态分析,血液乳酸,人力资源不不感兴趣(
N米米l:mi>
=米米l:mo>
18米米l:mn>
),有高峰激活的脑岛[44 16 2](集群大小
k米米l:mi>
=米米l:mo>
54米米l:mn>
)。FCδ(d)变化
β米米l:mi>
值(post -前)与污渍状态分析,血乳酸,协变量和人力资源。
∗米米l:mo>
p米米l:mi>
<米米l:mo>
0.05米米l:mn>
,TFCE。集群分布在一门学科上MNI可视化模板;误差线表示平均数标准误差。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.4.2。双边杏仁核的右半球大脑“情感”网络与协变量
FC分析三协变量不感兴趣(人力资源、血乳酸和污渍状态)进一步支持我们的结果没有,尽管小样本大小(
N米米l:mi>
=米米l:mo>
18米米l:mn>
)。比较“高”与“低”运动强度还显示显著改变FC在正确的脑岛(
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.021米米l:mn>
)。这种交互也由减少FC“低”后强度运动干预和FC“高”后增加强度锻炼干预(数字
2 (c) 和
2 (d) )。直接比较前和后”“低强度运动和预处理与“高强度锻炼后没有发现显著差异。
3.4.3。双边杏仁核的左半球“情感大脑”网络
FC分析双边杏仁核种子和左半球之间的“情感大脑”网络显示在FC有或没有协变量没有显著差异。
3.5。相关性Amygdalar-Insular连接和PANAS积极影响
分析显示之间显著正相关的变化PANAS积极的影响规模和增加amygdalar-insular FC“高强度运动干预后(
r米米l:mi>
=米米l:mo>
0.471米米l:mn>
,
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.048米米l:mn>
;图
3 (b) )。在低强度运动条件下,我们发现没有显著相关性(
r米米l:mi>
=米米l:mo>
−米米l:mo>
0.084米米l:mn>
,
p米米l:mi>
=米米l:mo>
0.740米米l:mn>
;图
3(一个) )。
图3
相关性的δ(post - pre FC向右杏仁核AI和δ(post - pre PANAS积极的成绩:在“低”条件(a);“高”条件(b)。
N米米l:mi>
=米米l:mo>
18米米l:mn>
。
(一)
(b)
4所示。讨论
这是第一个研究调查的微分效应分别滴定“低”,“高”强度有氧运动发作具体FC在情感的大脑区域,即。杏仁核和地区之间,属于“情感大脑”使用rs-fMRI在健康年轻的业余运动员。同时一般支持最初的证据rs-FC增加大脑情感区域持续运动后,这项研究的结果也提供小说锻炼rs-FC intensity-dependent调节影响的证据,也就是说,通过展示显著交互效应(
时间米米l:mtext>
×米米l:mo>
条件米米l:mtext>
amygdalar-insular FC):这是由俱乐部增加后的杏仁核和人工智能之间的“高”强度运动干预,同时减少被发现后,“低”强度运动干预。这增加amygdalar-insular FC“高强度锻炼后与PANAS积极影响的变化,这表明运动性amygdalar-insular FC增加与积极的情绪变化。
评估的情绪变化显示显著增加积极的影响规模后都锻炼干预措施(“低”和“高”),这是与以往文献[
26 ,
27 ]。没有发现显著差异的负面影响。运动前,消极的影响变量的值已经接近底部的范围(地板效应)。
我们的调查
先天的 集中在Dalgleish描述的“情感大脑”,强调一个特殊的角色的杏仁核(
9 ,
28 ),还有其他互联领域涉及情感处理(前额叶皮层,扣带皮质、下丘脑和脑岛)。杏仁核的重要角色在“情感大脑”是传统与恐惧处理(
29日 ];目前,然而,一个更广泛的功能性角色不同的突出刺激杏仁核的处理提出了(
30. ),比如社会线索的处理,特别是面临(
31日 ,
32 ),独立的线索价(
33 ]。在解剖学上,杏仁核与前额叶皮层,密集地相互联系后扣带皮层,楔前叶,顶叶和枕叶、岛叶、丘脑、纹状体(
34 ,
35 ]。跨物种的多个方法的证据支持“杏仁核中心”的核心作用在一个大规模神经网络构成的情感/社会大脑[
36 ]。
研究发现提供了独立的证据翁et al。
8 ),发现了一个重大影响网络rs-FC增加左杏仁核和右AI布特适度的运动,然而,没有报告行为措施的心情。我们的数据表明,amygdalar-insular FC布特取决于运动强度的变化,表明特定的锻炼强度调节情绪处理差异的方式。
人工智能处理情绪扮演着重要的角色,包括社会的同情和怜悯
37 ),而且人际关系现象像公平和合作
38 ]。神经影像学研究表明,人工智能参与评价,实验,和特定的个人情感的表达方面,如快乐、悲伤、恐惧、厌恶(
39 ]。这些情绪处理的多个方面可能归因于AI的各种解剖连接(
40 ,
41 ]。
结构和/或功能的变化amygdalar-insular FC被确定在不同的精神疾病,包括焦虑症(创伤后应激障碍、恐惧和惊慌)(
42 - - - - - -
45 )、抑郁(
46 - - - - - -
48 ,精神分裂症
49 - - - - - -
51 ),和自闭症
52 - - - - - -
54 ]。运动已经被证明有一个积极的影响抑郁和焦虑症状(
1 ,
2 ,功能磁共振成像研究显示异常脑岛的活动和杏仁核在抑郁症患者
55 ,
56 和焦虑症
57 ]。虽然大多数研究表明减少amygdalar-insular rs-FC在抑郁症患者
58 - - - - - -
62年 ),两项研究发现增加FC (
63年 ,
64年 ]。减少俱乐部的杏仁核区域参与情绪处理,如发现在大多数的研究中,可能会导致抑郁和异常影响监管可能被认为是一种功能性状态标志反映受损自下而上为自上而下的皮质边缘区域的调制信号(
61年 ]。焦虑症amygdalar-insular FC的文学不太清楚:一些研究报道大amygdalar-insular FC广泛性焦虑障碍患者(
65年 ),创伤后应激障碍患者显示减少amygdalar-insular FC (
66年 ]。
我们的研究结果表明不同的神经机制积极情感调节后剧烈运动(
26 ,
27 ]。之间的相关性变化PANAS积极影响规模和amygdalar-insular FC的变化在“高”运动条件下验证amygdalar-insular FC对情感的作用调制和运动强度的影响。体育锻炼似乎加强amygdalar-insular rs-FC,导致一种改进的情绪和减少恐惧,一个概念,必须验证实验专用的患者群体。可能,这些效应是由内源性阿片样物质释放,鉴于正电子发射断层扫描配体激活的研究能够报告当地运动给AI(阿片类药物释放
67年 - - - - - -
69年 运动后。
有一些限制,必须考虑在当前的研究中。排除潜在的激素cycle-linked体液因素,只有男性受试者被包括在内。未来的研究应该调查谈话军团。此外,没有实现控制干预,所以不能肯定地得出结论,影响pre -所示与post-comparisons也由运动之外的其他因素影响。我们认为这是不太可能的变化amygdalar-insular rs-FC引起的运动通常是符合之前的初步调查结果的文献(如前所述)。尽管我们已经获得情感的措施(PANAS),未来的研究可能包括进一步情感调查问卷,获取更广泛的情感范围。此外,它并不总是可能的测量两种情况下一个主题在同一时间白天,由于限制核磁共振扫描仪和受试者的可用性。未来的研究应该考虑这个问题。最后,我们不得不承认,我们的研究为什么不允许任何确切的结论“低”运动和“高”运动是伴随着相反的影响,而不是按比例缩小的影响特别是FC网络。这个问题需要进一步研究,通过融合一个控制条件(没有锻炼)和额外的兴奋和抑制性神经传递的测量,例如,与宠物放射性配体的研究或光谱先生在混合PET-MR系统可以实现。