特质焦虑对运动事件相关去同步化与同步化耦合的负向调节作用:解锁大脑运动皮质功能的新视角

【字体: 时间:2025年05月02日 来源:BMC Psychiatry 3.4

编辑推荐:

  为探究特质焦虑(Trait anxiety)对运动皮质功能的影响,研究人员以高低特质焦虑人群为对象开展研究。结果发现,特质焦虑虽不影响运动事件相关去同步化(ERD)和同步化(ERS)功率变化,但负向调节二者耦合。这为理解焦虑与运动功能关系提供新依据。

  在神经科学的奇妙世界里,大脑就像一个神秘的宝藏库,藏着无数等待被揭开的秘密。近年来,随着研究的深入,人们发现精神疾病患者不仅存在认知缺陷,在感觉运动功能方面也出现了异常。这一发现就像一把钥匙,打开了新的研究大门,让科研人员不禁思考:在多种情境下都容易感到焦虑的特质焦虑,是否也会对运动皮质功能产生影响呢?
事件相关去同步化(Event-related desynchronization,ERD)和事件相关同步化(Event-related synchronization,ERS)是运动控制的两个重要神经生理指标 。其中,运动前的 α(8 - 12Hz)和 β(13 - 30Hz)振荡的 ERD 与运动准备和执行效率密切相关;而运动后的 α 和 β 振荡的 ERS 则更多地与皮质闲置或运动终止有关。然而,此前并没有研究全面地探讨特质焦虑对运动 ERD 和 ERS 的影响。为了填补这一空白,来自长庚大学等机构的研究人员踏上了探索之旅,他们的研究成果发表在了《BMC Psychiatry》杂志上。

研究人员开展了一项精心设计的研究。他们从 400 名大学生中挑选出特质焦虑得分分布在前 10% 的 20 名高特质焦虑(Higher trait anxiety,HTA)受试者,以及得分分布在后 10% 的 20 名低特质焦虑(Lower trait anxiety,LTA)受试者。这些受试者在进行脑电图(Electroencephalogram,EEG)记录的同时,还要完成 Go - Nogo 任务。在这个任务中,受试者需要用右手食指对 “Go” 刺激(白色 “O”)做出反应,而对 “Nogo” 刺激(白色 “X”)不做反应。

研究人员主要运用了脑电图技术记录大脑电活动,通过对采集的数据进行时间 - 频率分析来获取 ERD 和 ERS 数据。同时,运用统计学方法对不同组的数据进行比较和相关性分析,以此探究特质焦虑与运动 ERD、ERS 之间的关系。

在研究结果部分,首先是人口统计学信息和行为学结果。两组受试者在年龄和性别分布上相似,HTA 组的特质焦虑量表(State - Trait Anxiety Inventory - Trait,STAI - T)得分显著高于 LTA 组。但在 Go - Nogo 任务的行为学表现上,如 Go 反应准确率、反应时间等方面,两组并无显著差异,这表明特质焦虑对简单运动任务的行为表现影响不大。

接着是运动皮质振荡的比较。研究人员发现,在 Go 刺激下,LTA 组和 HTA 组在 α ERD、β ERD、α ERS 和 β ERS 的峰值功率上均无显著差异。进一步对每 100ms 时间窗口内的 ERD 和 ERS 进行分析,结果依然显示两组之间没有显著差异。这说明特质焦虑并没有直接影响运动相关的 ERD 和运动后的 ERS。

然而,当研究人员深入探究 ERD 和 ERS 之间的关系时,有趣的现象出现了。在 LTA 组中,β ERD 与 α ERS、β ERS 存在显著相关性,即 β ERD 幅度越大,α ERS 或 β ERS 的幅度也越大。但在 HTA 组中,这种关联却消失了。这表明特质焦虑以一种独特的方式 —— 负向调节 ERD - ERS 耦合,影响着运动皮质活动。

在讨论部分,研究人员对这些结果进行了深入分析。虽然此前有研究表明精神疾病患者存在运动皮质功能异常,但此次研究发现特质焦虑对运动 ERD 和 ERS 的功率变化没有显著影响,可能是因为研究采用的任务对受试者中枢神经系统的挑战不够。尽管如此,特质焦虑对 ERD - ERS 耦合的调节作用意义重大。在 LTA 组中观察到的 ERD - ERS 耦合现象,反映了运动皮质中一种动态平衡,即皮质激活(ERD)和抑制(ERS)之间的平衡,这对最佳运动表现至关重要。而 HTA 组中这种耦合的缺失,可能是由于与特质焦虑相关的脑区(如前扣带回皮质(Anterior cingulate cortex,ACC)、前额叶皮质(Prefrontal cortex,PFC)等)发生了改变,进而破坏了运动皮质振荡。此外,研究还发现 ERD 和 ERS 之间的关联仅在 β 振荡中出现,这可能与 γ - 氨基丁酸(Gamma - aminobutyric acid,GABA)对兴奋和抑制的精细调节有关,但这还需要进一步研究验证。

这项研究为我们理解特质焦虑与运动皮质功能之间的关系提供了新的视角。它不仅揭示了特质焦虑影响运动控制的新机制 —— 负向调节 ERD 和 ERS 的耦合,还为后续研究指明了方向。未来的研究可以进一步探索不同任务对特质焦虑影响运动皮质功能的差异,以及 GABA 等神经递质在其中的具体作用机制,这将有助于我们更深入地了解大脑在焦虑状态下的运动控制过程,为相关精神疾病的治疗和干预提供更坚实的理论基础。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号