相较于观看绿植图片、短暂的放松练习能明显增强算数任务中的前额叶活动

1.研究背景

简短的放松练习和观看绿植图片被认为是改善心理健康的非药物干预，但是对于短暂的放松练习和观看绿色植物图片会如何影响认知任务中的大脑反应，人们知之甚少。因此本研究使用功能性近红外光谱(fNIRS)检测了在观看绿植图片、短暂放松练习和对照任务前后的算术任务中大脑前额叶皮层激活的变化。

2.研究方法

2.1 被试

共有28名有效被试参与本研究，平均年龄22.6±1.4岁。被试被随机分配到观看绿植图片、短暂休息及对照三组中。

2.2 实验流程

具体实验流程如图1所示。被试被要求在实验期间减少身体的移动。条件顺序如下：1分钟控制环节，1分钟算数环节，3分钟干预环节以及又1分钟的算数环节，每个环节之间有30秒的休息。在休息环节屏幕出现十字注视点，对于分配到简短休息和对照组的被试在干预环节也给他们呈现十字注视点。被试在控制及算数环节回答算数问题（如，6-4,5+3），被试通过按键盘进行回答。在控制环节无时间限制，算数环节的时间限制为每个被试的平均反应时的90%。

图1.任务流程图

2.3 数据采集

采用一种便携式、多通道连续fNIRS成像系统(NIRSIT，两个波长:780和850 nm，OBELAB) 来测量大脑活动，该系统包含24个激光源和32个光电探测器。在前额皮层(PFC)放置一个48通道的探针配置，允许每个通道映射到不同的Brodmann区域。分析的主要神经解剖区域为前额叶背外侧皮层、前额叶腹外侧皮层和额极皮层。

3.实验结果

结果显示，在简单放松练习前后的算数任务之间的平均含氧血红蛋白（HbO µm）浓度有明显差异。在简单放松后的算数任务中，右侧额极皮层、左侧额极皮层和左侧眶额皮层的平均HbO µm均明显增加（图2）。

图2.比较简单放松练习前后进行算术任务时PFC激活(HbO µm)的差异

相比之下，在观看绿植图像和对照任务之前后执行算术任务时，平均HbO µm无明显差异（图3、图4）。

图3.比较观看绿植图片前后进行算术任务时PFC激活(HbO µm)的差异

图4.比较对照任务前后进行算术任务时PFC激活(HbO µm)的差异

4.结论

本研究证明，在短暂放松练习后，神经解剖区域的激活增加，包括注意资源分配、探索和记忆表现的联合努力。研究发现表明，右额极皮层、左额极皮层和左眶额皮层可能与短暂放松练习的大脑益处特别相关。

5.参考文献及DOI号

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