基于α和β频带脑电功率谱分析八段锦对不同人格大学生的“调心”效应差异

郭郁 魏泽仁 吕嘉轩 闫健 陈悦 魏玉龙

摘 要：目的：通過常规脑电检测八段锦训练前、后不同人格在校大学生的α、β频带功率谱的变化，分析和探究八段锦诱发的“调心”效应及其人格特征。方法 选择在校大学生为受试者，根据艾森克人格问卷简式量表中国版（EPQ-RSC）中的E量表（代表内外向性）将大学生分成不同人格组，均接受八段锦训练，比较训练前、后不同人格的脑电α、β频带绝对功率的差异。结果：一般资料：受试者均为北京中医药大学在校大学生，年龄（20.28±1.34）岁。根据受试者在E量表的标准T分数情况，分为中间型人格组和外向型人格组，中间型人格组和外向型人格组在性别构成方面无统计学差异（P>0.05），试验过程中，脱落3人，最后22人完成整个试验过程。总体比较：与训练前比较，训练后，中间型人格组在α2和β1、β2频带绝对功率皆显著高于训练前（皆P<0.01），外向型人格组在α1、α2频带的绝对功率皆显著高于训练前（P<0.01，P<0.05），β2频带的绝对功率显著低于训练前（P<0.01）。空间（导联）比较：训练前，中间型人格和外向型人格在各个频带的脑电地形图上存在明显的区别。训练后，中间型人格组α2频带绝对功率呈全脑区同步性增高的特征，在枕区增高的趋势最明显;β1和β2频带绝对功率呈全脑区同步性增高的特征，β1频带在顶区、枕区增高趋势明显，β2频带在枕区增高趋势明显。外向型人格组α1频带绝对功率呈全脑区同步性增高的特征，并且在顶区、枕区增高趋势尤为明显;α2频带绝对功率也呈大部分脑区同步性增高的特征，以左顶区、枕区、左后颞区增高趋势较明显;β2频带绝对功率呈明显全脑区同步性降低的特征。左右脑功能区（导联）相关性比较：训练后，与训练前相比，中间型人格组在α1和α2、β2频带绝对功率及外向型人格组在α1、β1和β2频带绝对功率在左右半球对应大部分脑区的相关性皆升高或由不具有相关性变为相关。结论：不同人格大学生进行八段锦训练均能够由“身之平衡”诱发“心之平衡”的调心效应，这种“调心”效应无论是在脑电α、β频带功率的总体及空间变化上还是在大脑两侧半球的α、β频带功率协同性上皆存在明显人格特异性，这可能是八段锦锻炼能够全面改善不同人格大学生心理健康水平的大脑调节机制之一。

关键词：健身气功·八段锦;α和β频带;中间型和外向型人格;“调心”效应;人格差异

中图分类号：G804.8 文献标识码：A文章编号：1006-2076（2019）04-0071-09

Abstract：Objective：To analyze and explore the introversion-extroversion personality-dependent differences of the psychological adjustment induced by Baduanjin（eight-section brocade） by comparing the changes of α and β electroencephalogram（EEG） power among different personality students before and after performing Baduanjin. Methods：College students were recruited as volunteers，and were divided into different personalities group according to E scale （representing introversion-extroversion） in EPQ-RSC. All volunteers received Baduanjin training. αandβ EEG power of different groups was measured and compared with NT9200 electroencephalograph before and after performing Baduanjin. The results were collected to analyze the differences of absolute power in different groups before and after Baduanjin training. Results：General date：the subjects were all from Beijing University of Chinese Medicine，aged （20.28±1.34） years. According to the standard T score of the original conversion in the E scale，the subjects were divided into the intermediate personality group and the extroversion personality group， there were no statistically significant differences in gender composition between the two groups （P>0.05）. During the experiment，3 subjects were lost and the last 22 subjects completed the whole experiment. General comparison：the absolute power of α2，β1，β2 band increased significantly in the intermediate personality group after training （all P<0.01）. While the absolute power of α1，α2 band increased significantly（P<0.01，P<0.05） and the absolute power of β2 band decreased significantly（P<0.01） in the extroversion personality group after training. Spatial comparison：there were significant differences in the power distribution of α1，α2 and β1，β2 band on the EEG between two groups before training. After training，in the intermediate personality group，the power distribution of α2，β1，β2 band presented increasing tendency on the whole brain regions，in addition，the power distribution of α2，β2 band in the occipital region，the power distribution of β1 band in the top region and occipital region showed significantly increasing features. In the extroversion personality group，the power distribution of α1，α2 band presented increasing tendency on the whole brain regions or most of brain regions，while the power distribution of β2 band presented decreasing tendency on the whole brain regions，on the other hand，the power distribution ofα1 band in the top region and occipital region，the power distribution of α2 band in the top region，occipital region，and right posterior temporal region showed significantly increasing features. Coordination of left and right brain function areas （leads）：after training，the correlation between the left and right encephalic regions （leads） of intermediate personality group in the α1，α2，β2 band power and extroversion personality group in the α1，β1，β2 band power increased or increased from non-correlation to correlation. Conclusion："Psychological adjustment" may be induced by Baduanjin training，which effect showed obvious personality specificity in the changes of α and β bands power and in the coordination of α and βbands in left and right brain function areas. This may be one of the brain regulating mechanisms that can comprehensively，effectively and positively improve the mental health of college students via Baduanjin training.

Key words：health-care Qigong·Baduanjin;α and β band electroencephalogram power; intermediate personality and the extroversion personality; effect of psychological adjustment; personality difference

近年来，在校大学生心理健康状況令人担忧[1-3]。此外，由于人格不同造成的心理状况差异[4-5]，往往被人们所忽视，因此，分析比较不同人格大学生的心理状况差异和针对人格差异探寻有效的方法去提高大学生心理素质尤为重要。

气功是调身、调息、调心三调合一的心身锻炼技能，能够充分发挥主观能动性，其中对“调心”效应更是气功干预的重点[6]。八段锦是从北宋起便开始流传的中国传统导引养生保健气功功法，能通过“调身、调息”，促进各个器官系统协调有序的活动，随着各个器官系统控制和协调能力的不断提高，神经系统在运动过程中的稳定性和灵敏性将不断加强，机体的自我意念控制能力也不断提高，从而起到“调心”之效[7-8]。

本课题组认为“调心”包涵两个方面的意义，即调神和养神，而“神”则与脑的功能密切相关，目前的研究[9-10]皆提示八段锦锻炼可以提高大学生的心理健康水平。但相关的脑内机制研究相对较少，脑电图是反应大脑功能状态的电生理技术[11]，课题组前期研究[12-14]发现，调心技术“意境作业”能够诱发大学生脑电α和β频带功率谱表现出平稳的节律性变化。那八段锦的“调心”效应在α和β频带脑电功率谱是否也会存在节律性变化？此外，人格差异可能是气功“调心”操作的影响因素之一，八段锦“调心”效应在α和β频带上是否存在人格特征？ 基于此，本研究初步通过艾森克人格问卷简式量表中国版（EPQ-RSC）中的E量表（代表内外向性）筛选出不同人格大学生，分析比较八段锦训练前、后α和β频带功率谱的差异，探究八段锦诱发的“调心”效应及其人格特征，为今后气功对不同人格的“调心”效应异同提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 受试者选择

1.1.1 纳入标准

健康大学生，右利手，无气功习练经验，自愿报名参加本试验，并签署《知情同意书》，按时参加试验训练，并且如实填写试验训练记录表，配合试验测试。

1.1.2 排除标准

1）有长期规律练习八段锦等其他气功功法者;

2）有吸毒史、精神病家族史、神经衰弱、脑供血不足（如椎动脉性颈椎病）、应激障碍、人格障碍及服用精神活性物质所致疾病者;

3）在研究前1周使用过抗精神病药、抗失眠药者;

4）有恶性肿瘤或其他严重的消耗性疾病，传染性疾病，神经系统疾病，精神性疾病，严重的心血管、肝、肾、胃肠道、血液系统疾病，肌肉骨骼系统疾病以及其他运动禁忌症而不适宜进行站桩功训练者;

5）体内有金属或心脏起搏器等植入者;

6）正在参加影响本研究结果评价的其他临床试验者。

1.1.3 脱落标准

无论何种原因、何时退出，只要未完成正式试验的全过程，均视为脱落。遵循《赫尔辛基宣言》，所有填写了《知情同意书》并进入正式试验的受试者，均有权随时退出试验，退出者或受试者虽未明确提出退出试验，但不再接受检测而失访也按脱落处理。

1.2 分组

试验前，根据中国心理学家龚耀先和陈仲庚等先后修订的艾森克人格问卷简式量表中国版（成人式，共48条目）[15]中的三个维度之一的代表内外向维度的E量表对受试者进行分组，共有12个条目，选项为“是/否”式，分数越高表明越外向，分数越低表明越内向。根据受试者E量表原始分所转化的标准T分进行分组。受试者E量表标准分T分在43.3～56.7分之间为中间型，T分在38.5～43.3分或56.7～61.5分之间为倾向型，T分在38.5分以下为内向型典型，61.5分以上为外向型典型。根据受试者在代表效度的L量表（共12个条目，测试受试者掩饰倾向，即回答问题的真实性）原始分所转化的标准T分数的情况剔除无效问卷，当T分>60分时问卷无效。

1.3 干预与监控

采用中国体育总局健身气功中心编创的健身气功·八段锦[16]为干预方法。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：主要是受试者学习和理解八段锦八节功法的操作过程。

辅导训练：主要是由项目组具有八段锦习练经验的培训人员指导并训练受试者熟练功法操作的过程。

独立训练：主要是受试者根据自己的时间，在定期监督下单独训练的过程。

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

质量监控：试验期间由专门监控人员对受试者进行质量监控，主要是对培训和试验测试两个环节。训练监控人员主要对训练内容、过程和熟练程度等进行质量监控，每次训练后抽样检查，评估训练效度。试验测试过程中，测试监控人员监督测试人员严格按照试验测试的方案和步骤执行，以保证研究质量。“盲法”方案：由于气功干预不同于药物，无法对受试对象和训练人员进行设盲，因此仅对试验检测人员和数据收集、分析人员设盲。培训人员与试验测试人员分离，试验测试过程中，试验测试人员只负责按编号测试，不清楚所测试对象属何组;数据的收集与处理人员分离，按照编号只知道A组或B组，并不知道A、B组属于何组，数据统计分析后，再由质量监控人员破盲。

1.4 仪器与测试方法

采用NT9200系列脑电图仪（北京中科新拓仪器有限责任公司）分别在八段锦训练前、后进行脑电检测。按照国际标准导联10 /20系统，18导联电极帽记录脑电信号，以双侧乳突测得的平均值作为参考。头皮电阻降至5 kΩ以下，滤波带通为0.05～50 Hz。受试者坐于隔音室内一张舒适的软椅上，双目轻闭，双手置于扶手上。首先确定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處，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，其余点位F3和F4（左右额后区）、F7和F8（左右前颞区）、C3和C4（左右中央区）、P3和P4（左右顶区）、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进行同步测试，由专门的试验检测人员填写脑电检测记录表，检测人员只负责记录数据，不进行任何诱导。

1.5 数据处理分析与统计方法

使用美国爱博尔生物公司的eemagine EEG 3.0脑电信号分析软件进行数据采集提取及处理。去除伪迹后，分别提取训练前、后的前10 s、中10 s、后10 s的α频带（包含8.00～10.00 Hz和11.00～13.00 Hz的α1、α2两个频带）和β频带（包含14.00～20.00 Hz和21.00～30.00 Hz的β1、β2 2个频带）绝对功率的平均值作为数据指标，试验数据均表示为均数±标准误（[AKX-]±S[AKX-]）的形式，人格量表的得分数据表示为均数±标准差（[AKX-]±S）的形式。应用IBM公司的统计软件SPSS 20.0进行统计分析，一般资料方面不同组别的受试者E量表标准分T分比较采用独立样本非参数检验;不同组别的受试者性别构成方面采用X2检验。经Klmogorov-Smirnov检验，八段锦训练前、后α1和α2、β1和β2频带总绝对功率不符合正态分布，不同人格组自身训练前、后各频带总绝对功率的组内比较采用配对样本非参数检验;不同人格组之间训练前、后各频带总绝对功率的组间比较采用独立样本非参数检验;左右大脑半球对应导联的相关性分析采用双变量Spearman相关性检验。所有结果以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

试验受试者均为北京中医药大学在校大学生，年龄（20.28±1.34）岁，其中，男性12人，女性13人。试验过程中，脱落3人，最后22人完成整个实验。

根据受试者在L量表的标准T分情况，剔除无效问卷0份。根据受试者在E量表的标准T分情况，分为外向型人格组和中间型人格组，外向型人格组与中间型人格组在E量表的标准分T分方面具有显著统计学差异（P<0.01），外向型人格组标准分T分显著高于中间型人格组标准分T分（见表1）。

为了排除性别因素造成的影响，进一步比较中间型人格组和外向型人格组的性别构成，结果表的中间型人格组和外向型人格组在性别构成方面差异无统计学意义（P>0.05）（见表2）。

2.2 频带总功率比较

从脑电α1、α2和β1、β2频带总绝对功率角度比较中间型人格组与外向型人格组在训练前、后的差异性。训练前中间型人格组与外向型人格组在α2频带的绝对功率无统计学差异（P>0.05），中间型人格组在α1频带的绝对功率显著高于外向型人格组（P<0.01），中间型人格组在β1、β2频带的绝对功率显著低于外向型人格组皆（皆P<0.01）;训练后中间型人格组与外向型人格组在α1频带的绝对功率无统计学差异（P>0.05），中间型人格组在α2和β1、β2频带的绝对功率皆显著高于外向型人格组（皆P<0.01）。此外，中间型人格组训练后与训练前相比较，α1频带的绝对功率无统计学差异（P>0.05），α2和β1、β2频带的绝对功率皆显著高于训练前（皆P<0.01）;外向型人格组训练后与训练前相比较，β1频带的绝对功率无统计学差异（P>0.05），α1、α2频带的绝对功率皆显著高于训练前（P<0.01，P<0.05），β2频带的绝对功率显著低于训练前（P<0.01）（见表3，表4）。

2.3 脑电地形图比较

通过α1和α2、β1和β2频带的脑电地形图观察中间型人格组与外向型组训练前、后的脑区差异性。

在α1频带脑电地形图上，训练前，中间型人格组在顶区呈高功率和前、中颞区、枕区呈低功率特征;外向型人格组在顶区呈高功率和前、中颞区呈低功率特征，但各个脑区功率较中间型人格组偏低。训练后，中间型人格组在顶区呈降低和枕区增高趋势明显;外向型人格组呈全脑区同步性增高的趋势，并且在顶区、枕区增高趋势尤为明显。在α2频带脑电地形图上，训练前，中间型人格组和外向型人格组脑区功率分布相近，其中中间型人格组在顶区呈高功率，外向型人格组在顶区、枕区、右后颞区呈高功率特征，其余脑区功率偏低，尤以前中颞区明显。训练后，中间型人格组和外向型人格组皆呈全脑区同步性增高的趋势，但外向型人格组增高幅度较中间型人格组偏小，其中中间型人格组在枕区增高趋势尤为明显;外向型人格组在左顶区、枕区、左后颞区增高趋势较为明显。在β1频带脑电地形图上，训练前，中间型人格组和外向型人格组皆在中央区、顶区脑区呈高功率，在颞区呈低功率特征;但外向型人格组各个脑区功率较中间型人格组偏高;训练后，中间型人格组呈全脑区同步性增高的趋势，在顶区、枕区增高趋势尤为明显;外向型人格组与训练前相比分布相似，但各个脑区功率较训练前偏低。在β2频带脑电地形图上，训练前，中间型人格组和外向型人格组在顶区和枕区功率呈高功率特征，但外向型人格组各个脑区功率较中间型人格为高。训练后，中间型人格组呈全脑区同步性增高的趋势，在枕区增高趋势尤为明显;外向型人格组呈明显全脑区同步性降低的趋势。结果见图1～图8。

2.4 左右脑功能区相关性比较

将八段锦训练前、后中间型人格组与外向型人格组在α1、α2、β1、β2频带大脑左右半球对应导联（脑区）绝对功率进行相关性分析。训练后，与训练前相比，中间型人格组在α1和α2频带绝对功率除O1-O2导联相关性稍降低外，其他大脑左右半球对应导联相关性皆升高;在β1频带绝对功率除在FP1-FP2导联相关性升高、F7-F8导联由相关变为不具有相关性和T5-T6导联由不具有相关性变为相关外，其他大脑左右侧对应导联相关性皆降低;在β2频带绝对功率除了F7-F8导联由相关变为不具有相关性和T5-T6导联由相关变为不具有相关性外，其他大脑左右侧对应大部分导联相关性皆升高。

外向型人格组在α1频带绝对功率除F3-F4、O1-O2、F7-F8导联相关性稍降低外，其他大脑左右半球对应导联相关性皆升高;在α2频带绝对功率除FP1-FP2、P3-P4导联相关性升高和O1-O2导联由不具有相关性变为相关和T3-T4导联由相关变为不具有相关性外，其他大脑左右半球对应导联相关性皆降低;外向型人格组在β1频带绝对功率除O1-O2导联相关性降低和T3-T4导联由不具有相关性变为相关外，其他大脑左右侧对应导联相关性皆升高;在β2频带绝对功率除P3-P4导联相关性降低和O1-O2导联由相关变为不具有相关性、F7-F8导联由不具有相关性变为相关外，其他大脑左右侧对应导联相关性皆升高（见表5、表6）。

3 讨论

在影响心理健康状态诸多因素中，人格因素发挥了决定性作用，研究发现[17-18]，人格在很大程度上能决定个体的人际关系、环境适应、行事风格、应对方式、社会支持等，甚至是影响个体焦虑抑郁情绪的重要因素之一。在所有人格中，内外向人格是人格构成的主要方面，能够显著决定个体在生活中的态度和行为，与心理健康和心身症状皆呈显著性相关性[19-21]。目前，心理健康方面的研究侧重于危险因素分析，而针对大学生不同人格的心理状况差异的干预研究较少。因此，本研究通过选用中国心理学家龚耀先和陈仲庚等先后修订的中文版艾森克人格问卷（成年人）中的代表内外向维度的E量表对受试的大学生进行人格分组。由于内向人格的大学生存在不喜社交和不愿寻求别人帮助的特点，致使本研究所纳入的大学生受试者仅分为外向型人格组和中间型人格组。在此基础上，本研究通过比较中间型人格组和外向型人格组的性别构成得出两组在性别构成方面并无差异，排除了性别所造成的偏倚和干扰。

八段锦是我国经典的健身导引术之一，通过躯体柔缓运动、气息的控制，有效调节了紧张情绪，对培养自我心理素质，调整情绪起到积极作用[10，22-23]。现代研究证实[24-28]，长期习练八段锦可以有效改善普通大学生的血液循环和心肺功能，促进身体机能的发展同時使心理不良状态得到调整和改善。目前国内外关于八段锦对神经系统影响的研究相对较少，人体中枢神经系统中，大脑是主控人思维和行为的最高级别操控区，主要功能是产生各种心理活动 [29]。脑电图[11]是记载大脑皮层神经元生物电活动的生理指标，通过脑电信号我们可以方便地分析大脑状态，对揭示八段锦的心理调控效应及其人格特异性具有重要参考价值。α波是个体闭目安静、大脑清醒状态下被记录到主要波形[30]，α波以10 Hz为界，分为低频α1波和高频α2波，α1波代表的安静程度更高，α2波则具有“放松性警觉”的兴奋倾向[31]。也有研究提出α1波反映注意需求，α2反映对语义信息的处理。脑科学研究[32-33]表明，α波与人的认知过程和情绪稳定性密切相关。当大脑处于α波状态时，意味着大脑思维的能力增强，是学习与思考最佳状态的脑电波。β波是大脑兴奋状态下被记录到主要波形，β波以20 H为界，分为低频β1波和高频β2波。β1波代表既轻松又专注，有协调性，β2波代表警觉和激动，当中枢神经系统发生强烈活动或者紧张时出现[34]。脑科学研究[35]表明，虽然这一波形与精神紧张有关，但β波对提升注意力和认知行为的发展有积极作用，在这种节律波下，人们的逻辑思维清晰，做事有条理。可是随着β波的增加，身体逐渐呈紧张状态，表明大脑处于疲劳的状态，此时人体内的能量不断消耗，容易产生疲倦，容易堆积压力，身体易出问题。

3.1 频带总功率分析

脑电各频带总绝对功率比较结果显示，训练前，在代表大脑安静程度更高的α1频带，中间型人格组绝对功率显著高于外向型人格组。在代表大脑兴奋程度的β频带上，无论是β1频带还是β2频带，中间型人格组的绝对功率皆显著低于外向型人格组，从训练前脑电各频带总绝对功率的结果来看，不同人格的大学生大脑功能状态存在人格特异性，即无论是在外在行为，还是心理活动皆存在明显区别。

八段锦训练后，中间型人格组α2、β1、β2频带的绝对功率皆显著升高，且皆显著高于外向型人格组训练后的α2、β1、β2频带的绝对功率;外向型人格组α1、α2频带的绝对功率皆显著升高，且在α1频带的绝对功率与中间型人格组不存在显著性差异，但在β2频带的绝对功率则显著降低。可以看出对于中间型人格组，八段锦的“调心”作用主要是在于提升大脑皮层神经细胞的兴奋程度，这种作用是兴奋效应与安静效应共存的状态，安静效应具有“放松性警觉”的兴奋倾向，此外，这种作用还可能提高中间型人格大学生在注意力和认知行为方面的专注程度。对于外向型人格大学生，八段锦的“调心”作用主要是在降低大脑皮层神经细胞的兴奋程度的基础上进一步提高大脑皮层神经细胞的放松程度，这种双重作用能够在保持大脑专注度的条件下减轻大脑的疲劳程度，对促进外向型人格组进入学习与思考最佳状态具有显著的作用。

3.2 脑电地形图分析

八段锦诱发的“调心”效应的人格特异性还体现在α1、α2、β1、β2各频带的脑区分布情况。

训练前，中间型人格组和外向型人格组α1频带和α2频带在顶区和β1和β2频带在中央区、顶区脑区皆呈高功率特征，但在α1频带上，外向型人格组各个脑区的绝对功率较中间型人格组偏低，α2频带上，外向型人格大学生还在枕区、右后颞区皆呈高功率特征，而且β1和β2频带上外向型人格组各个脑区的绝对功率较中间型人格组明显偏高。从各个频带的脑电地形图上可以看出中间型人格和外向型人格存在明显的区别。

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