研究背景动作学习是一个渐进的过程,需要不断反复实践和反馈。动作学习的不同阶段会呈现不同特点。这些阶段可能依赖于不同的神经环路和大脑皮质区域发生。动作学习涉及多个脑区的协同作用,这些区域的神经活动反映了动作的长期存储过程。目前对这些过程的产生及机制仍不清楚。本研究主要探讨的科学问题是:在动作学习过程中,学习侧(左)和非学习侧(右)的运动表现与相应脑皮质激活的关系,以及动作学习对脑皮质活动的影响。研究目的1、观察动作学习过程中学习侧(左)任务评估时,上肢运动表现、右脑皮质激活及Alisertib细胞培养功能连接变化,探究运动表现和脑皮质激活的变化趋势。2、探究动作学习后非学习侧(右)任务评估时,上肢运动表现与左脑皮质激活的神经泛化。3、探讨动作学习过程中学习侧(左)任务评估时,上肢运动表现与右脑皮质激活的相关性。研究方法本研究招募了31名右利手受试者,随机分配至任务简单组(D)和复杂组(Da T),均完成10天的左侧动作学习训练。应用MMDT任务完成时间记录运动表现,使用fNIRS采集脑皮质激活水平。任务评估测试分为学习侧(左)任务评估:当进行左侧上肢任务测试时,评估左上肢运动表现、左脑激活情况、右脑激活情况、左脑功能连接;非学习侧(右)任务评估:进行右侧上肢相同任务测试时,评估右上肢运动表现、左脑激活情况。应用广义估计方程GEE建立边际模型对动作学习影响因素进行统计学分析;独立样本t检验或Wilcoxon单样本秩和检验比较组间基本特征差异;Spearman分析运动表现与脑皮质激活之间的相关性。统计学显著性水平为p<0.05。研究结果1、动作学习中,学习侧(左上肢执行动作)评估情况:左上肢运动表现、右脑皮质Molecular Biology Software激活、左脑皮质激活变化和右脑组间功能连接差异。1.1左上肢运动表现:运动表现在简单组(D)和复杂组(Da T)中均持续提升(p<0.001),平台期分别出现在第7天(D)和第9天(Da T)。1.2右脑变化1.2.1右脑的初级运动区(M1R)和背侧前额叶皮质(PFCR)的激活在学习过程中逐渐降低。此趋势在两组中均从动作学习的第5天开始(M1R:D组,p=0.011;Da T组,p=0.024;PFCR:D组,p=0.004;Da T组,p=0.034),并维持到第10天(p<0.05)。1.2.2右脑的顶叶皮质(PLR)激活表现在两组中均在特定时间点表现出下降(D组:T3,T6确认细节,T10,p<0.05;Da T组:T3,T6,p<0.05)。1.2.3右脑的辅助运动区(SMAR)在学习过程中表现为持续激活(p>0.05)。1.3左脑变化左脑的背侧前额叶皮质(PFCL)激活下降(D组:p=0.044;Da T组:p=0.009)。其余脑区学习前后进行比较,没有统计学差异。1.4学习侧主要动作控制脑区功能连接差异的组间比较:右脑D和Da T组间功能连接差异表现为增大。2、动作学习后,非学习侧(右上肢执行动作)评估情况:右上肢运动表现、左脑皮质激活变化。2.1左侧进行10天学习后,右上肢运动表现提高(D组:p<0.001;Da T组:p<0.001)。2.2学习后,简单组(D)左脑皮质区(PFCL、M1L、PLL、SMAL)激活没有差异。复杂组(Da T)左脑皮质区(PFCL、M1L、SMAL)激活没有差异,PLL(p=0.010)存在显著性差异。3、动作学习中,学习侧(左侧)上肢任务运动表现与右脑皮质的相关性显著,尤其是在右侧初级运动区(M1R)和背侧前额叶皮质。(M1R:D,R=0.88;Da T,R=0.83;PFCR:D,R=0.95,Da T,R=0.99)。研究结论1、本研究证实随着学习次数的增加,不同难度的上肢动作学习任务进入快速学习期(1-2天)、巩固学习期(3-7天或3-8天)及平稳期(8-10天或9-10天);右侧初级运动区(M1R)和背侧前额叶皮质(PFCR)的激活水平表现为和运动表现接近的持续下降趋势,右顶叶皮质(PLR)和辅助运动区(SMA)激活水平呈现持续激活趋势。2、本研究证实右利手人群非利手侧进行动作学习能够促使非学习侧发生运动技能迁移,这可能和运动皮质区神经泛化有关;能够提升为双侧协调或康复训练提供部分基础理论支持。3、本研究发现左上肢的运动表现提升与右脑背侧前额叶皮质(PFCR)、初级运动区(M1R)的激活水平下降呈现强相关,这可能表示这些区域在调控和优化非利手动作学习过程中发挥了关键作用。