地球与环境 2022-01-18 10:24

马克斯·普朗克人类认知和脑科学研究所(莱比锡)的一组研究人员发现,与年龄相关的双侧反相位运动的下降与阿尔法和阿尔法神经活动的差异有关。HSE大学认知与决策中心首席研究员Vadim Nikulin是研究人员之一。

这项名为“Alpha和beta神经振荡差异反映了与年龄相关的双侧协调能力差异”的研究发表在《衰老神经生物学》杂志上。

双侧协调能力是指在运动中协调身体左右两侧的能力,是日常生活中必不可少的技能。那些双侧协调能力受损的人可能在拍手或打开罐子等任务上有困难。

协调有两种类型:同相协调和反相协调。在同步运动(如双手抓球)时,两侧相同的肌肉会同步收缩。在反相位运动中(如同时将双臂移向同一侧),肌肉以交替的方式收缩。

老龄化与双边协调的下降有关,特别是反相位协调。研究人员提出,老年人同相协调和反相协调的年龄相关变化与这样一个事实有关,即这些过程是由大脑中与神经振荡有关的不同机制控制的。

为了验证这一假设,研究人员利用脑电图(EEG)进行了一项实验。参与者包括25名平均年龄为26岁的年轻受试者和25名平均年龄为70岁的年长受试者。

实验说明。受试者的手臂被放置在一张透明的桌子下面。手臂运动的图像被投射到桌子上,让受试者复制。

资料来源:Shih P., Steele C. J., Nikulin V.等。

受试者坐在一张透明的桌子旁,桌子上画着八种可能的循环手臂动作之一。他们能看到自己的胳膊在桌子下面。实验对象被要求用节拍器在同一时间重复屏幕上显示的圆周运动。八个可能的运动中有两个是同相的,两个是反相的。剩下的四个动作只需要使用一只手臂。研究人员使用多通道脑电图来记录受试者的大脑活动。

研究人员发现,与年轻的一组相比,年长的受试者在反相位运动中,身体不同部位的同步性较低。例如,这就解释了为什么随着年龄的增长,做这些动作会变得更加困难。

反相位运动的同步性降低也与运动时大脑活动的差异有关。在年轻的受试者中,在同相运动时,大脑右半球非优势半球的阿尔法波功率比在反相运动时下降得少。在年龄较大的受试者中,在两种运动中,阿尔法波的能量下降的幅度相同。

有人认为,α波的能量与积极参与解决给定任务的水平有关。例如,非主导半球的这种能力缺乏减少,可能反映了对老年人丧失这些技能的一种补偿,即他们需要更积极地集中精力完成任务。

两个年龄组的β波功率有可比性差异。在较年轻的一组中,β波在两种运动方式下的下降幅度相等,而在较年长的一组中,β波在反相运动时的下降幅度大于同相运动时的下降幅度。这种更大的减少可能也反映了在反相位协调过程中需要额外处理感觉运动信息。

Vadim Nikulin,认知与决策中心的首席研究员

神经变化发生在大脑各种病理的早期阶段。双侧运动时的脑电图测量可能会揭示运动障碍的早期发展,比如帕金森病。”