文摘

在这项研究中,普拉提训练对大脑功能的影响是通过五个案例研究调查的。阿尔法节律变化在不同地区的普拉提训练和整个大脑主要是分析,包括功率谱密度和全球同步指数(GSI)。发现大脑的神经网络更活跃,和同步强度减少额叶和颞区域由于普拉提训练。这些结果支持普拉提训练是非常有利于提高大脑功能或情报。这些发现可能给我们一些线证据表明普拉提的训练很有帮助大脑退化性疾病的干预和深思熟虑的功能障碍康复治疗。

1。介绍

普拉提是在1920年代由物理教练约瑟夫·h·普拉提和开发基于东部和西部的养生方法,如瑜伽和太极。这个运动适合所有的人,可能是最具吸引力的健身训练(1,2]。普拉提运动被发现能够正确的身体姿态,放松腰部和颈部,解决这个问题的肩膀,和减少手臂和腹部的脂肪3- - - - - -5]。普拉提可以改善血液循环和心肺功能的运动是由有节奏的呼吸,尤其是侧胸呼吸,可以有效地促进氧的交换。已经证明了普拉提影响个人自治(6),疼痛控制(1),改善肌肉力量(7)、灵活性(8),和运动技能9]。体育活动可以被看作是一个方法来改善有机条件,防止物理变性(10]。进一步的研究表明,普拉提可以释放内心的压力,提高大脑的供氧,增强大脑功能(11,12岁],研究还表明,普拉提样品是有益的精神状态,包括睡眠质量,情感,和自信2]。

不过,普拉提对大脑活动的直接证据,如脑电图仪的缺乏(EEG)。在这项研究中,我们静息状态脑电信号记录之前和之后的普拉提练习。我们的分析集中在阿尔法节律(8日至13日? Hz)的脑电图改变,这是与智力有关。目的是展示普拉提是否会影响大脑功能或情报。

2。方法

2.1。主题

提供知情同意后,五个健康研究生女生(平均年龄年)自愿参与本研究。他们可以在任何时候退出实验。所有的科目包括在这个实验是右撇子,非专业运动员,从未患有神经和精神疾病。这项研究是由当地伦理委员会批准,所有参与者给书面知情同意在这项研究中。

2.2。普拉提训练

五个女孩与普拉提训练四个会议一个星期(星期一、星期二、星期四和星期五)在通风良好的房间,至少90分钟会话。前三周,他们一步一步教普拉提运动,他们回顾了前每个训练动作后,被教练纠正学习新的。教它们总共24运动后,他们在每个会话练习4 - 6次,他们指示执行序列准确和顺利加上呼吸。培训持续了10周。闭着眼睛,静息状态脑电节律记录普拉提训练之前和之后的每一个两周的培训。

2.3。数据采集

脑电图记录在六个不同的时间点进行。第一个记录执行只是发病前培训周(周0)。每次两周训练后,有一个记录,如周2,周4,周6,8周和10周。在录音过程中,受试者被要求闭上他们的眼睛,坐在一个舒适的扶手椅,放松和清醒的人在昏暗的房间里5分钟在每个记录。

EEG数据采集进行Neuroscan脑电图/ ERP记录系统放大器(SynAmps2) 64 Ag / AgCl表面电极,这是固定在一顶帽子在标准的位置根据扩展国际10 - 20系统,并与32位SCAN4.5采集系统,也可以用于不断查看脑电图记录。Cz和CPz之间放置了一个参比电极和接地电极FPz和Fz之间。水平和垂直眼电图(小城镇)记录。EEG记录与单极蒙太奇除了此次双蒙太奇。所有电极的阻抗是< 10 ? kO。在录音过程中,数据是带通滤波的频率范围-200 - 0.05吗?赫兹和采样2 ?千赫。数字测量模拟信号的转换是一个24位数字转换器来完成。

2.4。数据分析

在这项研究中,α节律(8日至13日? Hz)的脑电图记录集中。为了检测阿尔法节律的变化在不同的区域,大脑分为五个区域:额,左颞,中央,右颞后(见图1)。功率谱密度和全球同步指数(GSI)α频段计算在所有地区。

2.4.1。预处理对脑电图

原始的脑电图数据分析了离线使用EEGLAB (http://sccn.ucsd.edu/eeglab/(13])。是rereferenced M1(左乳突)和M2(右乳突),提取两个小城镇频道,带通滤波器(8日至13日? Hz)最初是用来包含感兴趣的频段,然后数据重新取样250 ?赫兹进行进一步分析。

2.4.2。光谱分析

预处理后,我们选择了4分钟的脑电图数据进行分析。功率谱密度(PSD)估计使用pwelch方法,具有更好的噪声性能相比其他功率谱估计方法。PSD计算10年代时期对于每一个信号。每个时代都分为重叠部分使用周期10汉明窗有50%的重叠。然后是峰值功率和峰值功率频率计算α乐队的每一个时代。离群值拒绝了使用广义极端studentized偏离(GESD) [14在每个频道)为所有时代。保持时代平均。

每个通道的PSD在所有频段。为了估计峰值功率的变化和相应的频率在普拉提训练对不同地区和整个大脑,PSD是平均在每个地区和整个大脑。

2.4.3。助教

同步被称为关键特性评估大脑的信息处理。长脑电图数据,全球同步指数(GSI)可以揭示真正的同步特性多变量脑电图序列比其他方法(15]。

消除振幅的影响,EEG信号预处理需要规范化 在哪里被认为是多元脑电图数据,通道的数量,是数据点的数量在时间窗口,是归一化信号,是一个向量的,和的平均值和标准偏差,分别。

计算GSI的多元脑电图数据,一个阶段相关矩阵构造。每个阶段的脑电图系列估计使用连续小波变换。定义两个脑电图的相位差的痕迹

然后,计算出的相位同步 在哪里显示平均的时间窗口。表示信号的相位同步和。脑电图描记器系列,一个阶段相关矩阵可以写成。

然后,特征值分解定义如下: 在特征值在增加订单和吗相应的特征向量。

为了减少造成的“偏见”算法和数据长度、振幅调整傅里叶转换(AAFT)替代方法(16)是用于这项研究。基于代理的系列代理相关矩阵,规范化阶段计算,是代理相关矩阵的特征值。代孕的分布特征值可以反映多元时间序列的随机同步。减少的影响的随机组件完全同步,特征值除以平均代理特征值。计算了助教 在哪里是代理系列的平均特征值。

计算GSI使用10 ?年代时期有50%的重叠的阿尔法节律在五个地区和整个大脑。离群值的拒绝14)也使用,然后保持时代是平均的。平均的GSI不同地区和整个大脑了。

2.4.4。计算相对变率

为了估计变化普拉提训练期间,不得计算相对变率 在哪里测试的数量,是对象的数量,和第一个测试是相对变率。脑电图记录的功能价值。当介绍了峰值功率的变化;当介绍了峰值频率的变化;当介绍了助教的变化。所有的变化都是在普拉提训练。

如果变量增加普拉提的训练,将大于零;如果他们减少,将小于零;如果没有变化,将近似为零。有限的只有五个,箱线图是用来描述普拉提训练持续时间的变化。

3所示。结果

3.1。光谱分析

α峰值功率和α峰值频率的结果在每个地区和整个大脑图所示2。全球变化的比较前培训(BT)和训练后(在)为每种情况下表所示1。

阿尔法峰值功率5例中是不同的。在第一种情况下的权力是最大的。相对较低的峰值功率在第二和第三个案例。可能有个体差异,但变化的趋势是相同的。表1提出的α峰值功率增加在所有情况下,平均价值增加(61.74)(表1)。α的变化峰值频率不同个体之间的不同:减少在三种情况下,在一个案例中,增加和改变在一个案例中,平均值略下降(10.29)(表1)。

α峰值功率和α频率峰值的比值可以消除个人的影响因素(见图2)。比率得到调查这两个指标的变化在普拉提训练。图2(一个)表明,α峰值功率增加在不同地区和整个大脑。比率的值是大于零的。α峰值功率与α峰值频率的比率增加了30%到90%,(尤其是在第二个测试中,普拉提训练两周后),10%至30%,10%,60%,和20%到40%,额叶,颞叶,中部、枕,和整个大脑。α频率峰值降低了在小程度上普拉提训练期间,和变化并不显著(见图2 (b))。

3.2。助教

整个大脑的助教变化普拉提训练之前和之后的平均价值在个人和五个受试者被列在表中1。助教的值是在普拉提训练显著下降。

助教在普拉提训练的时间变化在不同地区和整个大脑也进行了研究。图3绘制相对变量比率的助教。额叶区域,助教已经下降了约0 - 10%,8%,-10%和5%,二,四,六周训练,分别,但增加在某些科目后8周的训练。左颞区,GSI至少降低了5 - 25%两周后培训。右颞区,GSI至少降低了5 - 40%经过4周训练,但是有不一致的变化后两周的培训。中部地区,GSI在不同程度上增加两周后培训。枕叶区域,没有一致的变化在普拉提训练。整个地区的大脑,GSI略有下降后两周训练但至少下降5%后4周的培训。

4所示。讨论

在这项研究中,我们使用了静息状态的脑电图记录调查普拉提训练大脑的脑电图的影响。结果表明,普拉提训练可以增加大脑的力量阿尔法节律和减少阿尔法节律同步强度的额叶和颞区域。这些发现可能支持,普拉提训练可能有利于改善大脑功能,因为阿尔法节律及其同步相关的人类大脑更高的智能等功能。这些结果表明,普拉提训练可能有助于大脑退化性疾病的干预和深思熟虑的功能障碍康复治疗。未来的研究将证明这一假设。

人工脑电图活动反映了皮质锥体神经元的同步。阿尔法节律的自发EEG信号是一个重要的预测效果在认知和感觉运动皮层信息处理需求17]。阿尔法节律往往被认为是大脑功能的指标之一,与性能对记忆有显著相关的任务(18),α力量被认为是一个重要的参数代表神经活动和处理机制19]。虽然阿尔法节律产生的确切机制及其功能意义并不完全理解到目前为止,有越来越多的证据表明,同步振荡大脑皮层的活动是至关重要的时空协调和集成功能相关的神经活动在解剖学上的分布式但元素(20.]。α权力情报变量呈正相关,而与他们一些低频段的负相关(21]。绝对振幅或脑电图的力量越高,背景越强神经同步,然后更好的认知能力(22,智商越高(23]。降低α权力与许多疾病有关,如强迫症(24],唐氏综合症[25),老年痴呆症(26),和不宁腿综合症27]。这些疾病患者显示智力、记忆丧失和阿尔法节律异常(26]。还有一个α力量和智力之间的相关性(21]。皮质神经同步的基础闭眼静息状态脑电节律是增强精英空手道运动员(28]。在这项研究中,α在普拉提训练峰值功率增加,这表明神经网络活动增加,也许在普拉提训练的情报。

先前的研究发现,对中央后回、双边supramarginal回敏感到运动技能训练(29日),右侧中央后回的功能连通性和右supramarginal回加强从0到每周2和减少周2周4。这些案例研究的结果非常类似于上面的结果,基于静息状态和功能连通性变化脑电图记录与运动技能学习。另一个类似的研究也表明,frontoparietal网络连通性增加一周后两个短暂的运动训练动态平衡任务(30.),和有一个协会之间的灰质结构改变和功能连通性变化在前额和辅助运动区。助教是一个同步的方法反映了多通道同步的力量。如图3,GSI的阿尔法节律值在不同程度上降低在额叶和颞叶,中部地区,增加和减少在整个大脑的所有情况下两周后培训。与认知相关的额叶和颞区域(即。、注意力和计划)和中部地区汽车相关。因为普拉提可以改善平衡,控制,和肌肉力量7],GSI阿尔法节律的额叶和颞区域降低受试者在静息状态时,受试者在一个非常放松的状态,没有关注和策划队伍。同步强度的减少这些地区可以支持上面提到的是什么。这项研究表明普拉提训练可以提高控制的功能。

确认

这项研究的部分资金由国家杰出青年科学基金(61025019)和中国国家自然科学基金(81271422)。