EJN|华南师大张得龙/西藏大学马海林团队合作揭秘西藏移居20年的注意力习服与恢复的神经生理路径

政务   2024-10-23 18:16   西藏  


【神经科学前沿技术培训系列】详见文末


撰文汪念念


审阅︱张得龙

责编︱王思珍



高原低氧环境对移居居民的认知功能构成显著挑战,尤其是执行注意力这一基本认知功能。然而,以往的研究大多集中在急性或短期(≤3年)高原暴露对认知功能的影响,对于长期高原暴露下移居者执行注意力的变化知之甚少。近年来,随着越来越多的低海拔居民选择迁移到高海拔地区工作和生活,许多移居者会在高原上生活和工作长达近20年,直至退休。因此,揭示这一群体在长期高原暴露下执行注意力的变化轨迹,对于制定有效的认知韧性干预措施具有重要意义。


近日,华南师范大学与西藏大学的科研团队在《欧洲神经科学杂志》European Journal of Neuroscience, EJN)期刊上发表了题为The recovery of decreased executive attention in Tibetan migrants at high-altitude的文章,该研究系统揭示了长期居住在高海拔地区的西藏移民在执行注意力方面受高海拔暴露影响产生的先降低后逐步显著恢复的现象,并揭示了其背后的神经生理机制。这项研究的发现可能对于提高在极端环境中工作和生活的人群的认知韧性提供新的干预手段。西藏大学马海林教授与华南师范大学张得龙教授为本文的共同通讯作者,华南师范大学心理学院博士研究生汪念念为本文的第一作者。

图文摘要


该研究采用注意网络测试(ANT)结合心电图(ECG)和脑电图(EEG)技术,对122名在西藏(海拔3680米)生活和工作了3-20年的移居者进行了全面评估。通过这一综合方法,研究者深入分析了移居者在不同暴露时间下注意网络的动态变化及其神经生理机制。


(1)执行控制效率的U型变化:研究发现,移居者的执行控制效率、P3振幅和心率变异性(HRV)随暴露时间呈一致的二次关系,表现为先下降后上升/相对稳定(图2,大约10年为转折点(图3。通过四项敏感性分析,研究者验证了执行控制网络与暴露时间之间非线性关系的稳健性(图3。这些分析包括无协变量分析、控制协变量(年龄、性别、BMI以及受教育水平)分析、不同纳入标准的分析以及性别特异性分析,均一致显示非线性关系显著。这表明在长期高原暴露下,移居者的执行注意力可能经历了一个习服和恢复的过程。


高原暴露时间与警觉和定向网络效率之间未观察到显著的线性或二次关系(图2。即使在仅考虑一致条件的试次以最小化侧翼效应干扰的情况下,这两个网络也未显示出与暴露时间的显著关联。这表明,在长期高原暴露下,警觉和定向网络保持相对稳定,未受到显著影响。

 
2暴露时间与三个注意网络以及单一条件反应时的非线性关联。

 
暴露时间对执行控制效率的非线性影响:敏感性分析。


(2)P3振幅的中介作用:中介分析显示,P3振幅在执行控制效率与暴露时间的关系中起到中介作用,其变化趋势与执行控制效率一致,均在断点前后表现出不同的变化模式(图4、图5这一发现表明,P3振幅可能作为移居者习服/恢复高原暴露的神经生理标志物。


执行控制网络的P3振幅。

 
5暴露时间对执行控制效率影响的有调节中介模型。


3HRV与执行控制的关联:HRV与执行控制效率和P3振幅之间的相关性进一步支持了上述发现,表明移居者执行注意力的U型变化可能与自主神经系统维持的身体稳态有关。具体来说,LF/HF比率(低频/高频比率)作为HRV的一个重要指标,与移居者的执行控制效率和P3振幅呈显著相关,反映了移居者在高原暴露下的生理习服过程(图6

 
暴露时间、执行控制与自主神经系统标志物之间的关联


文章结论与讨论,启发与展望

这项研究首次系统探讨了长期高海拔暴露对移居者执行注意力的动态变化及其背后的神经生理机制,为理解高海拔环境对移居者认知功能影响开启了新视野。研究揭示了移居者在长期高原生活中可能经历的一个认知习服和恢复过程,这一过程对于开发旨在增强移居者认知复原力的干预策略具有重要的实践意义。特别是,P3振幅作为一种神经生理标志物的识别,为未来的认知功能干预研究提供了潜在的靶点。这项研究不仅有助于人们理解长期高海拔暴露对认知功能的影响,而且还强调了自主神经系统在适应极端环境中的重要作用。研究人员指出,这些发现可能有助于开发针对性的干预措施,以增强那些必须在高海拔地区工作和生活的移民群体的认知韧性。随着全球气候变化和高海拔地区开发的加速,这项研究的结果对于提高在这些环境中工作的人员的生活质量和工作效率具有重要意义。未来的研究可能会进一步探索如何通过训练和干预来增强这种认知恢复,从而提升在高原环境中生活和工作的人群的认知健康水平。


原文链接:https://doi.org/10. 1111/ejn.16573

第一作者:汪念念,西藏大学-华南师范大学高原脑科学研究中心教师,华南师范大学心理学院2020级博士研究生。

通讯作者:马海林,西藏大学教育学院教授,博士生导师,国家级青年人才,现任西藏大学高原脑科学研究中心主任,兼任中国神经科学学会理事、西藏心理学会理事长、西藏大学科协副主席、中国神经科学学会应激神经生物学委员会委员、中国生理学会应激生理学委员会委员、中国心理学会脑电相关技术专业委员会委员等学术职务。20157月获中国科学院心理研究所理学博士学位,201912月华南师范大学心理学院博士后出站。2020年入选国家级奖励计划青年学者。发表学术论文90余篇(其中SCI收录的英文文章35余篇),出版专著2本,参与编写教材2本,主持国家自然科学基金3项,西藏自治区重大科技专项等项目10余项,获得总经费2800余万元。


通讯作者:张得龙,华南师范大学心理学院教授,心理学博士,中西医结合博士后。现为华南师范大学-西藏大学高原脑科学研究中心副主任(援藏,2016年至今),曾担任喀什大学教育科学学院副院长(援疆,20233月至20247)。研究方向包括:(1)人工智能与大脑形象表征;(2)高原应激与适应脑机制;(3)抑郁症神经机制与干预。主持国家自然科学基金项目,广东省自然科学基金项目,广东省重点领域研发项目等多项,授权国家专利6项,专利转化2项,出版专著2部,在Neural NetworksNeuroscience and Biobehavioral ReviewsPsychology of Aesthetics Creativity and the ArtsNeuroscience BulletinJournal of cognitive neuroscience等国际学术期刊发表 SCI论文60余篇。先后获得广东省优秀博士论文奖、西藏自治区科学技术奖三等奖与西藏自治区科学技术奖二等奖。


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编辑︱王思珍
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