本研究采用功能性近红外光谱技术（fNIRS）测量27名成年人在进行23分钟区块设计的瑜伽体式序列期间前额叶皮层的活动。在练习前后均记录了静息态功能连接。研究结果突显了fNIRS在基于运动的研究中的有效性，并为瑜伽体式的影响提供了神经科学层面的见解。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文内容
摘要
摘要
本研究旨在利用功能性近红外光谱（fNIRS）移动神经成像技术，检测瑜伽体式（身体姿势）练习前、练习中及练习后前额叶皮层（PFC）活动的变化。共有27名健康成年人参与了一项采用区组设计的23分钟瑜伽体式训练。在训练序列前后，参与者分别完成了两次各6分钟、无任务的静息状态。使用置于颅骨额区的fNIRS设备持续记录PFC活动。训练内容包括一种对照姿势与三种主动姿势交替进行。每种主动姿势保持30秒，随后进行25至30秒的对照姿势间隔，整个序列重复8次。该区组设计共产生25次对照姿势间隔和每种主动姿势各24次重复。分析过程包括对原始fNIRS数据进行预处理，以计算氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）浓度，校正运动伪影，并采用经Bonferroni校正的方差分析（ANOVA）进行统计评估。连接性分析考察了前额叶皮层内的半球间和半球内相关性。总之，本研究展示了fNIRS在真实世界、基于运动情境中的应用价值，并为瑜伽体式的神经效应提供了科学见解。
引言
瑜伽是一种古老的印度实践，通过结合体位法（asana）、呼吸练习（pranayama）、冥想以及伦理原则，促进整体身心健康的全面发展。近年来，随着越来越多的科学研究支持，瑜伽作为心理健康状况的辅助干预手段日益受到认可。大量研究表明，规律的瑜伽练习能显著减轻焦虑、抑郁和压力症状，同时改善情绪、情绪调节能力以及整体心理韧性1,2,3。荟萃分析和随机对照试验进一步证实了瑜伽作为抑郁症和创伤后应激障碍辅助治疗的有效性，相关证据还表明其可提升生活质量与认知功能4,5,6,7,8。
尽管已有令人鼓舞的证据支持，但基于运动的瑜伽练习（尤其是身体姿势（asana））背后的神经机制仍不清楚9,10。这一知识空白阻碍了将瑜伽整合到神经认知干预模型中的努力。本研究的目的是实时....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
方案
实验操作遵循《赫尔辛基宣言》进行，并由圣路易斯波托西自治大学科技创新与应用协调委员会（CIACYT）伦理委员会机构审查委员会[CIACYT-CEI-003]审核并批准。所有参与者均签署了知情同意书。
1. 受试者招募与人口统计学特征
- 通过口口相传以及 Facebook 和 Instagram 等社交媒体平台招募参与者。向潜在参与者说明研究目的、参与要求，以及他们有权在任何时间无惩罚地退出研究。
- 通过面对面访谈收集参与者自报的人口统计学信息，包括年龄、体重、身高、生理性别、教育程度和瑜伽体式练习经验（表 1）。为每位参与者分配一个唯一的编号代码以确保匿名性，并将其信息记录在加密的电子表格文件中。
- 纳入年龄在 18 至 65 岁之间、具有不同水平瑜伽体式经验的参与者。排除患有神经系统或精神疾病，或因身体限制而无法完成瑜伽动作的个体。本研究纳入了年龄介于 18 至 65 岁、瑜伽体式经验水平各异的参与者，同时排除了已知患有神经系统或精神疾病，以及存在可能妨碍其安全完成瑜伽姿势的身体限制的个体。目前，该方案未包含针对被排除人群的调整版本，但探索此类适应性调整是未来研究的一个重要方向。
- 确保所有操作均符合机构伦理准则，并遵循《赫尔辛基宣言》的规定。所有参与者均需签署知情同意书。告知参与者他们不会获得任何经济补偿，且可在任何时候终止实验。....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
对激活通道的初步分析显示，对照姿势A与姿势B和C之间存在显著差异（图5A-B）。随后使用Origin(Pro) 2018版软件包对各通道估计的血流动力学响应函数（HRF）的平均HbO值进行单因素重复测量方差分析，以评估其统计学差异。正态性假设通过Shapiro-Wilk检验进行评估。
使用多通道功能性近红外光谱（fNIRS）时，由于需要从多个通道收集数据，因此必须进行大量统计检验。这自然会增加I类错误的发生概率，即由于比较次数较多，至少一个真实的零假设可能被错误地拒绝46。为解决此问题，本研究采用Bonferroni校正进行事后成对比较，以校正多重比较，显著性阈值设定为 p < 0.05。Bonferroni校正根据所进行的检验次数调整显著性阈值，以控制整体错误率（FWER）。尽管Bonferroni方法以过于保守著称，可能导致II类错误率升高或遗漏真实效应，但在本研究中是合适的。我们的主要关注点是避免.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
本研究采用功能性近红外光谱成像（fNIRS）评估在结构化瑜伽体式练习过程中前额皮层（PFC）的活动，重点阐述了真实世界神经影像研究中的关键方法学考量及技术进展。关键实验方案要素包括fNIRS探头的精确定位，采用最佳源-探测器间距（3.0 cm）以及确保探头与头皮之间的良好耦合，以保障信号采集的准确性。采用随机区组设计，交替进行主动体式（B、C、D）与基础体式（A），并借助瑜伽绳提供支撑，以减少受试者疲劳并确保数据采集的一致性。通过使用短间距通道（1.0 cm间距）降低浅层血流动力学干扰，从而提高测量精度。为分离神经信号并减轻在基于运动的研究中常见的运动伪影，采用了广义线性模型（GLM）和时域典型相关分析（TCCA）滤波方法。
对传感器位置和信号质量的实时监测使得能够立即进行调整，以防止因头发或耦合不良导致的信号衰减。尽管采取了这些预防措施，仍存在残余的运动伪影，凸显了信号校正算法和硬件进一步改进的必要性。
该方法的主要局限性在于其对运动伪影的敏感性，尽管采用了TCCA滤波和短分离通道回归，仍导致了数据的变异性。可采用其他替代方.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
M. Goodrick 是一家瑜伽馆 Karmuka Yoga 的负责人。其余作者均无利益冲突需要声明。
致谢
作者衷心感谢CONAHCYT提供的财政支持，其中包括为首作者提供的奖学金以及用于购置fNIRS设备的资金。作者还向参与研究的志愿者们致以诚挚的谢意，他们的参与对本研究的成功至关重要。M. Goodrick 感谢CONAHCYT通过编号CVU 1241565的奖学金提供的支持。E. Guevara 感谢CONAHCYT前沿科学项目20884提供的支持。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 3-D 数字化仪 | Artinis Medical | DGT-456 | 用于放置帽电极和区域定位 |
| Brite MKII fNIRS 设备 | Artinis Medical | BR-MK2 | 用于前额叶皮层数据采集的便携式 fNIRS 仪器 |
| Harmony 瑜伽垫 3/16” (5mm) 厚 68" (173cm) | Jade | HAR368 | 练习体式的稳定表面 |
| HOMER 3 软件 | 波士顿大学神经光子学中心（开源） | Homer v1.54 | 用于 fNIRS 数据预处理 |
| Origin(Pro) 软件 | OriginLab | ORG-2023 | 数据的统计分析 |
| Oxysoft 软件 | Artinis Medical | OXY-001 | 实时信号采集 |
| Piola 棉质 12mm 绳索 | Tarpsupplies | N/A | 壁挂式瑜伽绳系统的组成部分 |
| PowerPoint 演示文稿设置 | Microsoft | N/A | 用于教学视觉展示 |
| 不锈钢挂钩 | Homheal | liuxi-050 | 壁挂式瑜伽绳系统的组成部分 |
| 壁挂式瑜伽绳系统 | 定制 | N/A | 辅助完成瑜伽体位 |
参考文献
- Cramer, H., et al. Yoga for anxiety: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Depress Anxiety. 35 (9), 830-843 (2018).
- Pascoe, M. C., et al. Psycho....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
