相較于觀看綠植圖片、短暫的放松練習(xí)能明顯增強(qiáng)算數(shù)任務(wù)中的前額葉活動(dòng)

1.研究背景

簡(jiǎn)短的放松練習(xí)和觀看綠植圖片被認(rèn)為是改善心理健康的非藥物干預(yù)，但是對(duì)于短暫的放松練習(xí)和觀看綠色植物圖片會(huì)如何影響認(rèn)知任務(wù)中的大腦反應(yīng)，人們知之甚少。因此本研究使用功能性近紅外光譜(fNIRS)檢測(cè)了在觀看綠植圖片、短暫放松練習(xí)和對(duì)照任務(wù)前后的算術(shù)任務(wù)中大腦前額葉皮層激活的變化。

2.研究方法

2.1 被試

共有28名有效被試參與本研究，平均年齡22.6±1.4歲。被試被隨機(jī)分配到觀看綠植圖片、短暫休息及對(duì)照三組中。

2.2 實(shí)驗(yàn)流程

具體實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示。被試被要求在實(shí)驗(yàn)期間減少身體的移動(dòng)。條件順序如下：1分鐘控制環(huán)節(jié)，1分鐘算數(shù)環(huán)節(jié)，3分鐘干預(yù)環(huán)節(jié)以及又1分鐘的算數(shù)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)之間有30秒的休息。在休息環(huán)節(jié)屏幕出現(xiàn)十字注視點(diǎn)，對(duì)于分配到簡(jiǎn)短休息和對(duì)照組的被試在干預(yù)環(huán)節(jié)也給他們呈現(xiàn)十字注視點(diǎn)。被試在控制及算數(shù)環(huán)節(jié)回答算數(shù)問(wèn)題（如，6-4,5+3），被試通過(guò)按鍵盤進(jìn)行回答。在控制環(huán)節(jié)無(wú)時(shí)間限制，算數(shù)環(huán)節(jié)的時(shí)間限制為每個(gè)被試的平均反應(yīng)時(shí)的90%。

圖1.任務(wù)流程圖

2.3 數(shù)據(jù)采集

采用一種便攜式、多通道連續(xù)fNIRS成像系統(tǒng)(NIRSIT，兩個(gè)波長(zhǎng):780和850 nm，OBELAB) 來(lái)測(cè)量大腦活動(dòng)，該系統(tǒng)包含24個(gè)激光源和32個(gè)光電探測(cè)器。在前額皮層(PFC)放置一個(gè)48通道的探針配置，允許每個(gè)通道映射到不同的Brodmann區(qū)域。分析的主要神經(jīng)解剖區(qū)域?yàn)榍邦~葉背外側(cè)皮層、前額葉腹外側(cè)皮層和額極皮層。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果顯示，在簡(jiǎn)單放松練習(xí)前后的算數(shù)任務(wù)之間的平均含氧血紅蛋白（HbO μm）濃度有明顯差異。在簡(jiǎn)單放松后的算數(shù)任務(wù)中，右側(cè)額極皮層、左側(cè)額極皮層和左側(cè)眶額皮層的平均HbO μm均明顯增加（圖2）。

圖2.比較簡(jiǎn)單放松練習(xí)前后進(jìn)行算術(shù)任務(wù)時(shí)PFC激活(HbO μm)的差異

相比之下，在觀看綠植圖像和對(duì)照任務(wù)之前后執(zhí)行算術(shù)任務(wù)時(shí)，平均HbO μm無(wú)明顯差異（圖3、圖4）。

圖3.比較觀看綠植圖片前后進(jìn)行算術(shù)任務(wù)時(shí)PFC激活(HbO μm)的差異

圖4.比較對(duì)照任務(wù)前后進(jìn)行算術(shù)任務(wù)時(shí)PFC激活(HbO μm)的差異

4.結(jié)論

本研究證明，在短暫放松練習(xí)后，神經(jīng)解剖區(qū)域的激活增加，包括注意資源分配、探索和記憶表現(xiàn)的聯(lián)合努力。研究發(fā)現(xiàn)表明，右額極皮層、左額極皮層和左眶額皮層可能與短暫放松練習(xí)的大腦益處特別相關(guān)。

5.參考文獻(xiàn)及DOI號(hào)

Zhang, Z., Olszewska-Guizzo, A., Husain, S. F., Bose, J., Choi, J., Tan, W., . . . Ho, R. (2020). Brief Relaxation Practice Induces Significantly More Prefrontal Cortex Activation during Arithmetic Tasks Comparing to Viewing Greenery Images as Revealed by Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS). Int J Environ Res Public Health, 17(22).

doi：10.3390/ijerph17228366