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【推荐】为探究太极拳（TC）对中枢神经系统的影响，研究人员借助 VR 和旋转平台，让参与者完成感觉一致与冲突条件下的平衡任务，结合 EEG 和 GPDC 分析皮层网络活动。发现 TC 者姿势稳定性更佳，皮层有效连接有神经可塑性变化，为 TC 干预提供神经工程依据。
在日常生活中，维持身体平衡是一项至关重要却又复杂的任务，它依赖于视觉、前庭和体感等多感觉系统的精准整合与中枢神经系统的快速响应。太极拳作为一种传统的中国武术，长久以来被认为能够显著提升练习者的平衡能力和姿势控制水平，但以往的研究大多聚焦于其对周边系统的影响，对中枢神经系统的作用机制，尤其是在动态感觉冲突情境下的皮层适应性变化，却知之甚少。传统的静态研究范式可能无法充分揭示太极拳练习者在应对动态平衡挑战时的神经适应机制，这使得我们对太极拳改善平衡的内在神经原理理解存在较大空白。
为了填补这一研究空白，浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、教育学院等机构的研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们以 52 名年轻成年参与者为研究对象，其中包括 22 名长期太极拳练习者（国家一级运动员及以上水平，练习时长 6-15 年）和 30 名非练习者，旨在通过先进的脑电（EEG）技术和有效的脑网络分析，探究太极拳练习者在感觉冲突条件下，皮层 μ 节律（8-13Hz，与感觉运动整合密切相关的脑电节律）的定向信息交互特征，以及这些特征与姿势控制能力之间的关联。该研究成果发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》上，为深入理解太极拳改善平衡的神经机制提供了新的视角。
研究人员采用了虚拟现实（VR）头戴设备和旋转平台相结合的实验装置，设计了 “感觉一致” 和 “感觉冲突” 两种平衡干扰条件。在感觉一致条件下，视觉场景与实际旋转运动方向一致（顺时针旋转）；而在感觉冲突条件下，视觉场景呈现逆时针旋转，与实际的顺时针旋转运动形成矛盾，以此来模拟现实生活中可能出现的多感觉信息冲突情境。实验过程中，通过 Wii 平衡板采集重心压力（COP）数据以评估姿势稳定性，利用 64 通道 EEG 帽记录脑电信号，并通过独立成分分析（ICA）、人工伪迹子空间重建（ASR）等预处理方法去除噪声干扰。随后，运用广义部分定向相干（GPDC）算法计算皮层感兴趣区域（ROIs，包括体感皮层、运动皮层、顶叶皮层和视觉皮层等）之间的定向功能连接，并借助图论指标（如入度、出度、全局效率等）分析脑网络的拓扑特性。
研究结果
姿势稳定性分析
混合方差分析（ANOVA）结果显示，太极拳练习者在两种感觉条件下均表现出显著优于非练习者的姿势稳定性，其重心摆动面积（反映整体姿势稳定性的指标）明显更小。这一结果表明，长期太极拳练习能够显著提升个体在不同感觉环境下维持身体平衡的能力，无论感觉信息是否一致，太极拳练习者都能更有效地控制身体摆动。
脑电模型验证
通过模型一致性、残差白度概率和稳定性指数等指标对多变量自回归（MVAR）模型进行验证，结果表明模型具有良好的稳定性和可靠性，能够准确捕捉脑电信号的时间依赖性和频率特性，为后续的有效连接分析提供了坚实的基础。
全局网络指标分析
在感觉冲突条件下，两组参与者的视觉整合网络全局效率均显著下降，而感觉运动整合网络全局效率则显著上升。这一结果表明，当视觉信息与其他感觉信息发生冲突时，大脑会自动调整对不同感觉通道的依赖程度，减少对不可靠视觉信息的利用，转而增强体感信息的整合与处理，以维持姿势稳定。这种感觉重新加权的机制在太极拳练习者和非练习者中均存在，但太极拳练习者可能在此过程中表现出更高的效率。
局部网络指标分析
太极拳练习者的右侧体感皮层（RS1）出度（反映该区域对其他区域的信息输出强度）显著高于非练习者，而右侧后顶叶皮层（RPPC）出度则显著低于非练习者。这提示太极拳练习可能通过增强体感皮层的信息输出能力，同时减少顶叶皮层的过度参与，优化了感觉运动整合网络的信息流动，从而提升了姿势控制的效率和准确性。
研究结论与讨论
本研究首次通过 EEG 有效连接分析，揭示了长期太极拳练习对感觉冲突条件下皮层网络适应性的影响。研究发现，太极拳练习者不仅在姿势稳定性上表现更优，其皮层 μ 节律的有效连接模式也发生了显著的神经可塑性变化，具体表现为体感皮层信息输出增强和顶叶皮层影响减弱。这些适应性变化可能反映了太极拳练习者在长期训练中形成的独特神经策略，即通过强化体感信息的处理和整合，减少对视觉信息的依赖，从而在复杂的感觉环境中更有效地维持身体平衡。
该研究的重要意义在于，它首次从神经工程的角度为太极拳改善平衡的机制提供了直接的证据，证明了太极拳作为一种神经可塑性驱动的平衡干预手段的潜力。此外，研究结果还为开发基于神经可塑性的平衡训练方案提供了新的思路，例如通过设计特定的感觉冲突任务来激活和强化体感整合网络，可能成为提升个体平衡能力的有效途径。然而，研究也存在一定局限性，如仅针对年轻健康的太极拳练习者，未来需要进一步探讨这些神经适应机制在老年人群中的表现，以及太极拳训练对不同年龄段和健康状态人群的普遍适用性。
总之，这项研究不仅深化了我们对太极拳改善平衡的神经机制的理解，也为将太极拳等传统运动形式转化为现代神经康复干预手段奠定了重要的理论基础。
