通过fNIRS评估藏族与汉族男性运动员静息状态下脑功能网络的血流动力学差异

《Scientific Reports》：Hemodynamic variations in resting-state cerebral functional networks between Tibetan and Han male athletes assessed by fNIRS

　　

摘要

本研究旨在比较青藏高原藏族群体中的年轻男性足球运动员与平原地区汉族群体中的同龄人在静息状态下核心运动脑区功能连接性的系统差异，以阐明特定种族背景与中枢神经系统血流动力学特征之间的内在关系。研究共招募了44名国家二级水平的男性足球运动员（23名为西藏本地人，21名为哈尔滨本地汉族人）。数据采集在黑龙江省哈尔滨市的海拔约150米处进行，藏族受试者是在从高原迁移到平原后4周内接受检测的。研究采用功能性近红外光谱技术，收集受试者8分钟的静息脑部血流动力学数据。以氧合血红蛋白作为主要指标，脱氧血红蛋白作为辅助指标，通过单因素协方差分析，严格控制包括静息心率及血氧饱和度在内的系统性外周生理变量，进而评估前额叶皮层、前运动区和辅助运动区以及初级运动区之间的连接性差异。1. 根据氧合血红蛋白信号，藏族群体的全脑范围内PFC-PMC&SMA及PMC&SMA-M1区域，以及两侧半球的PFC_L-PMC&SMA_L、PFC_R-PMC&SMA_L、PMC&SMA_L-PMC&SMA_R、PMC&SMA_L-M1_L和PMC&SMA_L-M1_R区域的连接性显著低于汉族群体；2. 根据脱氧血红蛋白信号，仅在PFC_R-PMC&SMA_R区域，藏族群体的功能连接强度高于汉族群体。汉族运动员表现出与氧合血红蛋白相关的强功能连接模式，这反映了在正常氧分压的平原环境中经过长期专业训练后，前额叶和运动区出现的典型脑结构重塑现象；而藏族运动员则表现为整体氧合血红蛋白连接性较低，但局部脱氧血红蛋白连接性较高的模式，这一特征可能与高原原住民的适应性背景、低代谢的脑能量节省策略，以及从高原下降后的适应期中枢血流动力学的调整机制有关。