运用δ和θ频带脑电功率分析八段锦“调心”效应的性别差异❋

郭 郁，魏泽仁，胡庆川，张 琳，张佳蕾，吕嘉轩，张洁心，闫 健，陈 悦，魏玉龙△

(1. 河北新奥集团新绎生物科技有限公司,河北 廊坊 065001； 2. 北京中医药大学针灸推拿学院,北京 100029)

近年来，大学生承受各种压力越来越大，其中存在心理问题的人数日益增多，由此引发的诸如休学、恶性伤害等行为偏差案例也在不断攀升。大学生目前仍处于青春发育期，身心状态不稳定，心理健康却是必不可少的重要因素[1]。此外由于性别的差异、心理状况存在明显区别[2-4]，易被人们忽视。因此，加强对不同性别大学生心理状况的关注，针对性别差异进行早期和长期干预，对缓解大学生的不良心理状态，提高大学生心理健康具有重要意义。

八段锦作为我国一项独具特色的传统养生方法，强调主观能动性，能够通过自身形体活动、呼吸吐纳与心理调节相结合的形式对人体进行整体调节，帮助引导大脑进入宁静状态，以达到协同促进身心健康的效果[5-6]。

本课题组认为“调心”内涵即调养“心神。”《素问·灵兰秘典论》说: “心者，君主之官也，神明出焉。”中医强调“心神”的重要性[7-8]。从“心与神明”角度看来，中医的“心”符合现代生理学中大脑为人体生命的高级中枢，是人体调控中心的观点，这是因为脑是神志活动的物质器官，总管人的各种精神和思维活动，人的情志活动与精神、意识、思维直接相关[9-10]。因此，调心的操作实际就是对“心神”进行有效的调节和控制,即对大脑生理功能的有效调控。目前关于八段锦“调心”效应的大脑生理机制研究相对较少。脑电图作为测量大脑生理机能状态的惟一直接高敏感性指标,是了解和认识不同状态下人体心理特性的重要手段[11]。但涉及脑电相关研究中，多从α和β频带进行探索，对δ和θ频带的关注甚少。八段锦“调心”效应在δ和θ频带是否会存在规律性变化？此外，性别差异是否会造成八段锦“调心”效应的大脑生理机制产生影响？基于此，本研究通过运用δ和θ频带脑电功率的分析，探究八段锦“调心”效应在大学生性别上的特征。

1 资料

1.1 纳入标准

健康在读大学生；右利手；自愿报名参加本研究并签署书面知情同意书；承诺按时参加八段锦培训并配合脑电生理检测。

1.2 排除标准

有长期规律练习八段锦或其他气功功法者；有恶性肿瘤或其他严重心血管、肝、肾、胃肠道、血液系统疾病、运动系统疾病以及其他运动禁忌症而不适宜进行气功训练者；孕妇、哺乳期及近半年有生育要求者；体内有金属或心脏起搏器等植入影响测评者；本研究开始前8周内曾参加或正在参加影响本研究结果评价的其他临床研究者。凡符合上述任意一条者即予以排除。

1.3 脱落标准

无论何种原因、何时退出，只要未完成正式研究的全过程者均视为脱落。根据《赫尔辛基宣言》，进入正式研究的受试者均有权随时退出试验，退出者按脱落处理。

2 方法

2.1 分组与干预

试验前，按照性别分为男性组和女性组，采用中国体育总局健身气功中心编创的健身气功·八段锦为干预方法[12]。干预过程包括集中培训、辅导训练和独立训练3个阶段。集中培训是受试者学习和掌握八段锦功法的过程，辅导训练是在初步掌握八段锦功法的基础上，纠正和指导受试者进行八段锦训练的过程；独立训练则主要是使受试者根据自己的时间，在定期监督下单独训练过程。

干预频次：集中培训2周，每周3次，每次60 min；辅导训练4周，每日1次，每次15 min；独立训练4周，每日1次，每次15 min。

2.2 设备与测试

运用Ceegraph Vision 脑电记录系统(美国Biologic)进行脑电生理监测。按照国际标准导联10～20系统佩戴电极帽，18导联电极帽记录脑电信号，要求受试者保持安静、闭目，尽量做到不转动眼球，保持头脑清醒。参考电极置于双侧乳突(A1,A2)，确定PZ(顶中线)导联点和FZ(额中线)导联点，固定完毕后将脑电帽前侧导联点FP1、FP2(左右前额区)固定于眉毛中点上方25 mm处，后区导联点O1、O2(左右枕区)固定于枕外粗隆外侧上方25 mm处，其余导联点F3和F4(左右额后区)、F7和F8(左右前颞区)、C3和C4(左右顶区)、P3和P4(左右中央区)、T3和T4(左右中颞区)、T5和T6(左右后颞区)分别对应各个脑区域，调整脑电帽黏扣，受试者感觉舒适后，注入脑电膏到头皮和电极之间进行头皮降阻抗。每个电极点阻抗须降至5Ω以下，降阻抗时间不超过30 min。之后开始测试，测试时间为1 min,检测人员只负责记录数据，不进行任何诱导。

2.3 统计学方法

3 结果

招募符合标准的在校大学生共25名，年龄(20.28±1.34)岁，其中男性12人，女性13人。

3.1 总体比较

表1显示，训练后男性组δ频带平均功率显著低于训练前(P<0.01)，女性组δ频带平均功率显著高于训练前(P<0.05)；训练后男性组和女性组在θ频带平均功率虽然与训练前比较差异无统计学意义(P>0.05)，但男性组θ频带平均功率有降低趋势，女性组θ频带平均功率有增高趋势。

表1 不同性别组训练前后δ、θ频带的平均功率比较

注：与训练前比较:*P<0.05,**P<0.01

3.2 空间(导联)比较

图1、2显示，训练前，男性组δ频带在额区、顶区、左中央区呈高功率现象；女性组δ频带在大部分脑区呈现低功率现象，仅在额区功率偏高。训练后，与训练前比较，男性组的δ频带平均功率由额区向枕区有序性降低，女性组的δ频带平均功率由额区向枕区有序性升高，并在额区、顶区、中央区升高趋势尤为明显。

图1 男性组八段锦训练前后δ频带地形图比较

图2 女性组八段锦训练前后δ频带地形图比较

图3、4显示，训练前，男性组和女性组的θ频带在额区、顶区、中央区皆呈高功率现象；训练后2组的θ频带功率在中央区存在增高特征，但男性组在其余脑区呈小幅度降低趋势，女性组在其余脑区呈小幅度升高趋势。

图3 男性组八段锦训练前后θ频带地形图比较

图4 女性组八段锦训练前后θ频带地形图比较

组别例数导联δθ训练前训练后训练前 训练后 P值r值P值r值P值r值P值r值男性组11FP1-FP20.0010.9790.001 0.8960.0030.8010.0010.983F3-F40.0010.9550.001 0.8580.0010.8330.0010.964C3-C40.0010.8670.005 0.7750.0210.6810.0010.933P3-P40.0010.8980.702 0.1310.0080.7510.5120.222O1-O20.0010.9950.001 0.9300.0010.9620.0010.879F7-F80.0010.9710.016 0.7040.0010.9360.0680.569T3-T40.0010.9870.0560.5910.0010.8540.0010.863T5-T60.0010.9480.005 0.7760.0070.7580.0010.894女性组11FP1-FP20.0070.7610.0010.9950.0010.9360.0010.983F3-F40.0010.9540.0010.9860.0010.9420.0010.975C3-C40.0240.6700.0010.9890.0070.758 0.0010.960P3-P40.0140.7100.0010.9220.0010.850 0.0010.836O1-O20.0010.9350.0010.9950.0010.957 0.0010.916F7-F80.0230.6740.0010.9920.0110.729 0.0010.946T3-T40.0070.7610.0030.9900.1480.446 0.0010.930T5-T60.0230.6760.0010.9820.0120.7240.0010.948

3.3 左右脑区(导联)的协同情况

表2显示，男性组训练后，δ频带平均功率在大脑左右半球的P3-P4、T3-T4导联由相关变为不具有相关性。除此之外，其他大脑左右半球对应导联相关性明显降低；θ频带平均功率在大脑左右半球的P3-P4、F7-F8导联由相关变为不具有相关性，其他大脑左右半球对应导联相关性明显提高，仅有O1-O2导联的相关性明显降低。女性组训练后，δ频带功率在大脑左右半球对应导联相关性皆明显升高；θ频带功率在大脑左右半球的T3-T4导联由不具有相关性变为相关。此外，大部分大脑左右半球对应导联相关性明显升高，仅有O1-O2、P3-P4导联的相关性明显降低。

4 讨论

现代研究发现[13-14]，八段锦训练后大学生的紧张、愤怒、疲劳、抑郁、焦虑及敌对情绪得到明显改善。此外，还有研究[15-16]提示，八段锦锻炼能有效改善普通大学生的血液循环和心肺功能，改善睡眠情况，在促进身体机能发展的基础上，进一步对心理健康有显著的促进作用。

目前研究在八段锦锻炼提高大学生的心理素质和改善心理健康水平的结局疗效评价方面多从心理测评和身体机能去阐述，在神经系统方面的关注相对甚少，八段锦对大脑调节机制目前证据稍显不足。脑电信号(EEG)是反映大脑功能状态的一个客观指标，对于揭示八段锦的心理调控过程及其性别特异性具有重要参考价值[17]。

目前，在脑电生理研究中多关注于α波和β波，对δ和θ波两者关注较少[18]。研究认为[19-20]，当大脑细胞代谢速度缓慢时，δ波出现会增多，此时人们会开始呼吸深入、心跳减慢、体温和血压下降，即可能进入一种特殊的“安静状态”，而且δ波出现对注意力、逻辑语言信息的处理，以及对于大范围的皮质层信息融合都起着重要作用。θ波出现可能表示大脑处于深挚思维或灵感思维的特殊状态,这个时候人的注意力高度集中，创造力加强，而且由于θ波与脑部边缘系统关系紧密，这种状态下长期记忆和深层记忆也得到进一步加强。

本研究结果显示，八段锦训练后男性组δ频带平均功率显著降低，θ频带平均功率也有降低趋势；相反，女性组δ频带平均功率显著升高，在θ频带平均功率也有升高趋势，提示八段锦的“调心”效应在大脑皮层细胞的放电水平在δ和θ频带上存在性别特异性，“调心”效应在男性大学生上体现是阻止大脑皮层神经细胞进入松弛状态，具有特殊“兴奋效应”；而在女性大学生上，更多的是促使大脑皮层神经细胞进入无压力、无意识的“放空状态”，具有特殊“安神效应”，对提高女性大学生的注意力和语言处理能力有一定帮助，而且还可能起到稳定情绪的作用。这种“调心”效应的差异性可能与女性大学生较之男性大学生情绪更易波动、心理活动易受周围环境所影响有关。此外，“调心”效应对加强女性大学生长期记忆和深层记忆也有一定的帮助。

八段锦“调心”效应的性别特征还体现在脑电地形图上。训练后，男性组的δ频带平均功率由额区向枕区有序性降低，在特定的脑区如额区、顶区、枕区和颞区尤为明显，说明八段锦“调心”效应所诱发的特殊“兴奋效应”可能是通过加强这些脑区细胞代谢速度来发挥作用的。但女性组的δ频带功率由额区向枕区有序性升高，在特定的脑区如额区、顶区、中央区、枕区尤为明显，说明八段锦“调心”效应所诱发的特殊“安神效应”提示，可能是通过降低这些脑区的细胞代谢速度，从而实现脑区信息融合进而发挥作用。在θ频带脑电地形图上，训练后所有大学生的θ频带功率存在中央区皆增高的特征，提示八段锦能够激发中央区的运动和感觉功能，诱发出“调身”效应，从而进一步诱发出“调心”效应。由于θ波出现表示大脑处于深挚思维或灵感思维的特殊状态，这种特殊状态很难在短时间内诱导出，所以训练后男性组在中央区外其余脑区的θ频带功率仅呈小幅度降低趋势，女性组在中央区外的其余脑区的θ频带功率仅呈小幅度升高趋势，但也能够看出八段锦的“调心”效应在θ频带脑电地形图上还是存在性别差异，但需要后期研究中进一步增加八段锦训练的时间。

此外本研究结果发现，训练后除男性大学生的δ频带平均功率在左右半球对应大部分导联的相关性皆降低外，女性大学生的δ频带功率和2组大学生的θ频带功率在左右半球对应大部分导联的相关性皆升高。提示八段锦“调心”效应在在大脑左右半球对应大部分导联(脑区)的δ和θ频带平均功率相关性也存在性别差异，对于女性大学生是加强δ、θ频带两侧大脑左右半球相互联系实现，对男性大学生更多是降低δ频带两侧大脑半球联系和加强θ频带两侧大脑半球联系。

因此本研究提示，不同性别大学生进行八段锦训练均能诱发“调心”效应，这种“调心”效应无论是在δ、θ频带的总体和导联的平均功率上，还是在大脑左右半球对应大部分导联(脑区)的平均功率相关性上，都存在明显的性别差异。这可能是八段锦提高不同性别大学生心理健康水平的大脑生理机制之一。