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研究目的:速度滑冰运动是重要的冬季奥运项目,目前我国速滑水平与冰上强国相比仍有一定的差距,为了备战2022冬奥会,取得与东道主相匹配的冬奥成绩,近期我国在对跨项选材进行研究和实践的基础上,提出了提出"轮转冰"项目。速度轮滑与速度滑冰同属以体能为主导的周期性运动项目,在技术动作、比赛战术、功能特征等方面具有极大的共性,国际上也出现过"冰陆双栖"的成功案例,"轮转冰"项目具有比较高的可行性,但目前国内外尚没有比较两个项目中枢方面异同的研究报道。功能核磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,f MRI)技术通过测定局部脑区的血氧含量变化间接地反应大脑的神经活动,是目前唯一能够无创精确定位大脑结构的技术。基于体素的形态学分析以及静息态f MRI是目前比较常用且成熟的分析技术,能够从形态以及功能两个方面较好地评估大脑特征。基于此,本文对我国国家队高水平大道速滑、短道速滑运动员的大脑进行扫描并做形态学(VBM)和静息态(ALFF、DC)分析,并与轮滑跨项运动员进行对照,旨在揭示我国高水平速滑运动员大脑形态及以及静息态功能特征,为2022冬奥跨项选材提供中枢方面的依据。研究方法:使用飞利浦3.0T磁共振扫描仪(PhilipsAchieva3.0TTrioscanner,32导标准头线圈)获取我国速滑队大道速滑(10人,4女,6男,平均年龄21.80±2.75,平均训练年限10.40±3.32年)、短道速滑(11人,2女,9男,平均年龄21.45±2.43,平均训练年限10.64±4.03年)以及轮滑跨项(14人,3女,11男,平均年龄17.36±1.87,平均训练年限6.14±2.82年)运动员大脑影像数据。采用单层平面回波成像序列获取静息态BOLD信号,采用T1加权像序列获取大脑结构信号,对采集到的影像数据使用DPARSF软件包进行常规预处理后进行基于体素的形态学分析(voxel-basedmorphometry,VBM)以及静息态功能分析,计算低频振幅(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)和脑网络节点的度中心性(DegreeCentrality,DC)。使用SPSS22统计各组全脑灰质以及白质体积,并用独立样本t检验判断速滑队内、速滑运动员与轮滑跨项运动员灰质以及白质体积均值是否存在差异。使用SPM12软件包对图像进行统计学分析。对于静息态结果,使用单样本t检验进行组内分析,以展示每组的特征。使用双样本t检验比较1)大道速滑与短道速滑运动员的大脑特征差异;2)速滑运动员与轮滑跨项运动员的的大脑特征差异。统计学分析结果用Brain Net View进行展示(P<0.05,FWE矫正)。在所有的统计过程中,将年龄和性别作为协变量纳入计算。研究结果:1)速滑组内比较,大道速滑运动员在右侧中央前回、中央后回、前额叶、丘脑,左侧小脑等区域表现出更高的灰质分布,短道速滑运动员在双侧额中回、双侧额下回等区域表现出更高的灰质分布;与轮滑跨项组相比,速滑运动员在右侧颞中回、楔前叶,左侧枕叶、顶下小叶以及梭状回等区域表现出更高的灰质分布。(P<0.05,FWE矫正)2)速滑组内比较,大道速滑运动员在左侧颞上回表现出更高的ALFF,短道速滑运动员在双侧额叶表现出更高的ALFF;与轮滑跨组相比,速滑运动员在右侧额叶表现出更高的ALFF。(P<0.05,FWE矫正)3)速滑组内比较,大道速滑运动员在左侧额中回表现出更高的DC,而短道速滑运动员在右侧颞叶(梭状回)表现出更高的DC;与轮滑跨组相比,速滑运动员在在丘脑四周的其他核团表现出更高的DC。(P<0.05,FWE矫正)研究结论:无论是速滑组内比较还是与跨项组比较,大脑的灰质体积分布在较多脑区存在差异,而静息态ALFF和DC则呈现出比较相似的分布。由此推论,虽然可塑性不能在短时间内产生改变,但对于高水平运动员来说,大脑会调整各个脑区的激活状态以及与其他脑区之间的连接,以适应所从事的新的运动项目,证明了由轮滑到速滑跨项具有中枢基础。