民族傳統(tǒng)養(yǎng)生型運(yùn)動的“意想”文化與腦科學(xué)研究

孫曼靈，孫亦峰，李 彬，王國譜

1 前言

民族傳統(tǒng)體育的太極拳、瑜伽等運(yùn)動的“意念引導(dǎo)”，傳統(tǒng)養(yǎng)生功法的“以意導(dǎo)氣”，中醫(yī)的“意念療法”以及廣泛應(yīng)用于康復(fù)領(lǐng)域的“運(yùn)動想象(motor imagery, MI)”等等，均以不同的表現(xiàn)形式共同具有一個特點(diǎn)——運(yùn)用了“意想”(mental imagery)。所謂意想，是指沒有實(shí)際軀體運(yùn)動，僅在頭腦中進(jìn)行的與已經(jīng)形成的動作記憶相匹配或建立新的動作表象的思維過程[1,2]。

康復(fù)醫(yī)學(xué)又稱“意念性運(yùn)動”指不伴有肢體運(yùn)動的運(yùn)動意念或者想象, 從2008年開始成為國際康復(fù)研究的焦點(diǎn)之一[3]。研究發(fā)現(xiàn)多種類型的中樞損傷患者經(jīng)過意念性運(yùn)動訓(xùn)練, 可以有助于運(yùn)動功能的恢復(fù)。氣功的意守和意念性運(yùn)動的理念也有居多相似，因此把意念性運(yùn)動和養(yǎng)生氣功的研究結(jié)合起來，拓展我國傳統(tǒng)養(yǎng)生型運(yùn)動、中醫(yī)在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。近幾年更多的交叉學(xué)科研究將“意想”研究拓展至人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

檢索國內(nèi)外知名學(xué)術(shù)期刊至2019年4月，以“意想”、“運(yùn)動意想”、“意念”、“意念性運(yùn)動”、“意念療法”、“運(yùn)動想象”、“動作表象”和“念想運(yùn)動”為關(guān)鍵詞，搜索與民族傳統(tǒng)體育運(yùn)動、中醫(yī)、康復(fù)醫(yī)學(xué)的腦神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)資料。

2.2 研究方法

采用文獻(xiàn)資料法、專家訪談法以及統(tǒng)計分析法，對所搜集的資料進(jìn)行整理分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 搜索文獻(xiàn)基本數(shù)據(jù)分析

通過對“意想”、“意想運(yùn)動”、“意念”、“意念性運(yùn)動”、“意念療法”、“運(yùn)動想象”、“動作表象”和“念想運(yùn)動”八大關(guān)鍵詞，對基礎(chǔ)科學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生科技、哲學(xué)與人文科學(xué)、社會科學(xué)Ⅰ輯、社會科學(xué)Ⅱ輯、信息科技的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行跨庫檢索文獻(xiàn)。在此基礎(chǔ)上再以“腦”、“腦神經(jīng)”和“大腦功能”為關(guān)鍵詞進(jìn)行再次篩選，獲得論文1286篇，其中體育運(yùn)動領(lǐng)域研究與應(yīng)用295篇占22.9%，醫(yī)學(xué)和心理學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用502篇占39%，腦機(jī)接口人工智能領(lǐng)域應(yīng)用489篇占38%。除體育運(yùn)動領(lǐng)域之外的兩大應(yīng)用領(lǐng)域各占比將近四成，特別近五年在腦機(jī)接口人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用有了一個飛躍發(fā)展。與民族傳統(tǒng)體育文化的開發(fā)與利用，與國際大環(huán)境、跨學(xué)科交叉學(xué)科研究的深入以及人工智能研究的發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)(圖1)。

圖1 “意想”文獻(xiàn)檢索結(jié)果(截至2019年4月)

3.2 “意想”的腦和神經(jīng)機(jī)制

腦神經(jīng)機(jī)制研究最經(jīng)典最常用的方法是采集腦電，在一定程度上反映著大腦皮層的機(jī)能活動，是產(chǎn)生各種生理心理現(xiàn)象的基礎(chǔ)。腦電研究表明，意念導(dǎo)引、冥想和運(yùn)動想象能夠改變大腦某些部位活動，擴(kuò)大腦功能網(wǎng)絡(luò)激活區(qū)，有重塑突觸和調(diào)節(jié)植物神經(jīng)功能等作用。

3.2.1 意念導(dǎo)引的腦及神經(jīng)機(jī)制

研究發(fā)現(xiàn)意念導(dǎo)引能夠增強(qiáng)前額葉特別是左側(cè)前額葉的腦電活動，使大腦存在的左前右后優(yōu)勢腦軸現(xiàn)象更為明顯，同時出現(xiàn)特征諧振頻率的變化：興奮功在左前腦活動增加，抑制功則后腦興奮性提高。氣功鍛煉中的意念導(dǎo)引的生理和心理作用表明，具有促通并維持額葉-下丘腦-垂體系統(tǒng)聯(lián)系的功能，促使某些與情緒有關(guān)的神經(jīng)肽分泌，調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)分泌的體液環(huán)境[4]。顯示入靜意念可使各腦區(qū)腦電活動的α2波(10-12赫茲)功率和部分腦區(qū)的α1 波功率顯著增強(qiáng)，使大腦皮層中樞活動達(dá)到既放松又有序的工作狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)人的情緒，對焦慮和不良情緒有良好的緩解作用[5]。

3.2.2 冥想的腦及神經(jīng)機(jī)制

冥想包括身體放松、呼吸調(diào)節(jié)和注意聚焦三個階段的綜合過程，需要個體注意等多方面認(rèn)知功能的參與，且自始至終貫穿意想的特點(diǎn)。對美國中學(xué)游泳選手的研究發(fā)現(xiàn), 呼吸冥想作為訓(xùn)練后的一種心理調(diào)節(jié)方法，不但能促進(jìn)心率的恢復(fù)且有持續(xù)效應(yīng)，此效果可持續(xù)到第 2天早晨, 對促進(jìn)運(yùn)動員的健康和保證其正常的訓(xùn)練有著積極的作用。Vestergaard- Poulsen 等人(2009)通過fMRI影像學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)長期冥想練習(xí)者與對照組的腦結(jié)構(gòu)存在一定差異,冥想練習(xí)者腦干區(qū)域的灰質(zhì)密度更高，而此區(qū)域主要負(fù)責(zé)控制心肺等內(nèi)臟器官的生命中樞[6]；Brefczynski-Lewis 等人發(fā)現(xiàn)冥想時大腦活動呈現(xiàn)一個倒U型波形(inverted u-shaped curve),大腦激活明顯增加；長期冥想練習(xí)者在前額葉和右前腦島兩區(qū)域的腦皮層比對照組厚，而這些位置屬于控制人的注意力和感知能力的區(qū)域, 證實(shí)了冥想對大腦功能的促進(jìn)作用[7]；隨著年齡的自然老化，普通人大腦灰質(zhì)的體積會逐漸萎縮變小，而規(guī)律的禪(zen)冥想練習(xí)者的大腦灰質(zhì)體積卻有減緩老化的趨勢。冥想這類具有鮮明意想特征的傳統(tǒng)性養(yǎng)生功法在大腦功能及結(jié)構(gòu)方面所發(fā)揮的作用得到了較好的證實(shí)[8]。

3.2.3 運(yùn)動想象的腦及神經(jīng)機(jī)制研究

運(yùn)動想象是心理學(xué)中繼“意想”之后提出來的，指在無軀體運(yùn)動時,思維中對記憶的預(yù)定動作進(jìn)行排演呈現(xiàn)的一種動態(tài)過程, 與認(rèn)知密切相關(guān)[9]。許多研究已經(jīng)證實(shí)了運(yùn)動想象和實(shí)際運(yùn)動一樣，對腦和神經(jīng)有很好的促進(jìn)作用，特別在激活腦部功能區(qū)、神經(jīng)傳導(dǎo)通路和腦波活動這些方面，運(yùn)動想象與實(shí)際運(yùn)動相似并有相當(dāng)部分重疊。如顯示單側(cè)膝關(guān)節(jié)做意想屈伸和實(shí)際屈伸時能激活相同的一部分腦區(qū)，如頂下小葉和輔助運(yùn)動區(qū)[10]。袁紅艷等以太極拳類運(yùn)動想象為研究對象，發(fā)現(xiàn)長期從事太極拳鍛煉的的老年被試，胼胝體與大腦之間的相對比值、與運(yùn)動、感覺區(qū)直接聯(lián)系的胼胝體對應(yīng)區(qū)段與總胼胝體的相對比值均高于普通人，且隨著年齡的增長比普通人衰退緩慢[11]。國外對腦損傷病人的研究再度證明了運(yùn)動想象與實(shí)際運(yùn)動在大腦皮質(zhì)-脊髓間的神經(jīng)傳導(dǎo)通路基本一致，能激活相關(guān)的神經(jīng)肌肉。另外運(yùn)動想象能使局部大腦血流較安靜狀態(tài)顯著增加，還可誘發(fā)自主神經(jīng)的反應(yīng)活動。運(yùn)動想象無論在對運(yùn)動技術(shù)學(xué)習(xí)效率的提高、腦損傷病人傳導(dǎo)通路的促通與重建；無論在腦結(jié)構(gòu)、腦與其他中樞的聯(lián)系與傳導(dǎo)等神經(jīng)功能的促進(jìn)等方面，均表現(xiàn)出了獨(dú)到的優(yōu)勢。

3.3 意想的應(yīng)用效應(yīng)

3.3.1 意想在廣泛領(lǐng)域?qū)ι硇慕】档膽?yīng)用效應(yīng)

意想在神經(jīng)調(diào)控等方面與實(shí)際運(yùn)動相似，且對腦和神經(jīng)功能的促進(jìn)作用顯著，因而被廣泛應(yīng)用于中醫(yī)和臨床康復(fù)的治療之中。其中以意念的應(yīng)用最早，且不同的意想的應(yīng)用范圍有所差異。意念在推拿、針灸方面，傳統(tǒng)體育活動中的太極拳、八段錦等方面均有諸多應(yīng)用。由意入靜，精神的安靜和軀體的運(yùn)動辯證統(tǒng)一，從而調(diào)節(jié)陰陽，去病健身。此外，意念不僅用于防治軀體疾病。也廣泛應(yīng)用于心理疾病，如：失眠、抑郁、偏頭痛等。運(yùn)動想象主要用于腦損傷如卒中、帕金森、亨庭病等，或者衰老引起的運(yùn)動障礙，運(yùn)動員的訓(xùn)練(提高反映時間和動作的準(zhǔn)確性)和智能發(fā)育障礙或遲緩者[13]。運(yùn)動想象作為對大腦的一種內(nèi)部刺激，與被動活動相配合對提高腦梗死偏癱患者的運(yùn)動想象集中力，同時想象中通過虛擬活動得到肢體真實(shí)運(yùn)動感覺信息的反饋和刺激，進(jìn)行內(nèi)外刺激的整合，擴(kuò)大腦功能網(wǎng)絡(luò)激活區(qū)并提高了激活的強(qiáng)度，使腦解剖和功能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重建或產(chǎn)生適應(yīng)性變化，有助于患者下肢功能的恢復(fù)[12]。

3.3.2 意想結(jié)合被動運(yùn)動在臨床康復(fù)的應(yīng)用效應(yīng)

下肢運(yùn)動能力是復(fù)雜的隨意運(yùn)動，在大腦皮層表現(xiàn)為功能區(qū)之間的廣泛聯(lián)系，它與軀干肌功能和平衡功能等息息相關(guān)，一旦損傷，很難完全恢復(fù)。被動運(yùn)動配合意想能使患者主動參與到治療之中，作為一種康復(fù)手段在臨床醫(yī)學(xué)中顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢。用運(yùn)動想象療法配合被動運(yùn)動對腦梗死偏癱患者進(jìn)行肢體功能的恢復(fù)，通過與對照組(單純使用被動運(yùn)動療法)比較表明，運(yùn)用被動活動結(jié)合運(yùn)動想象使患肢功能康復(fù)效果更佳[14]。運(yùn)動想象訓(xùn)練愈早愈好, 早期應(yīng)用可以及時增強(qiáng)感覺信息輸入, 促進(jìn)潛伏通路的開放和休眠突觸的激化, 加速缺血半暗帶的再灌注及腦血流的改善, 降低受損神經(jīng)功能的殘障程度[15]。另外，運(yùn)動想象使相應(yīng)的腦功能區(qū)腦電活動增強(qiáng)和泛化，持續(xù)刺激可增強(qiáng)中樞突觸聯(lián)系，有加強(qiáng)腦部功能區(qū)之間聯(lián)系的作用。于腦損傷患者則可起到重塑突觸的作用，使因損傷而失去聯(lián)系的各腦功能區(qū)盡早得到恢復(fù)，運(yùn)動程序得以重新建立。這種意想結(jié)合被動運(yùn)動的康復(fù)方式比被動肢體運(yùn)動，運(yùn)動想象可能更接近正常由腦到肢體的興奮傳導(dǎo)模式, 從而能更有效地促進(jìn)正常運(yùn)動反射弧的形成。

3.3.3 意想運(yùn)動在腦機(jī)接口人工智能領(lǐng)域應(yīng)用效應(yīng)

運(yùn)動想象能夠激活大腦自身細(xì)胞的可塑潛力，重建受損大腦皮質(zhì)，修復(fù)肢體和大腦之間的功能連接控制。基于運(yùn)動想象的腦機(jī)接口(brain-computer interface, BCI)是一種通過運(yùn)動想象產(chǎn)生的腦電信號(electroephalography, EEG)，實(shí)現(xiàn)人腦與外部設(shè)備之間直接進(jìn)行通信和控制的接口。與傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練相比，基于MI-BCI 的腦卒中康復(fù)訓(xùn)練不僅能夠促進(jìn)中樞神經(jīng)的重塑[16],還具有以下優(yōu)點(diǎn)：①安全性高，對殘留微弱運(yùn)動功能或完全癱瘓無法主動運(yùn)動患者，僅僅通過運(yùn)動想象，或被動運(yùn)動加運(yùn)動想象也能獲得較好的效果；②便于對康復(fù)訓(xùn)練進(jìn)行監(jiān)控、定量測評，只需少量醫(yī)護(hù)人員參與，節(jié)省人力資源；③提供有效的生物反饋，使患者主動參與其中進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。

4 總結(jié)與建議

綜觀民族傳統(tǒng)養(yǎng)生型運(yùn)動擁有“意想”的文化特點(diǎn)與共同特性，其功能特點(diǎn)體現(xiàn)在激活腦區(qū)、促通神經(jīng)通路傳導(dǎo)、引發(fā)腦功能變化等諸多方面。廣泛地應(yīng)用于體育運(yùn)動、心理學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，近年在腦機(jī)接口人工智能等新型高科技領(lǐng)域的應(yīng)用得到深入拓展并飛速發(fā)展。說明民族傳統(tǒng)養(yǎng)生型運(yùn)動中的養(yǎng)生機(jī)理蘊(yùn)含淵源流長的中華文化底蘊(yùn)，具有自然科學(xué)的研究與應(yīng)用價值，但其完整的腦科學(xué)機(jī)制和神經(jīng)傳導(dǎo)過程并未得到詳細(xì)的闡明，而且其文化脈絡(luò)與其機(jī)理機(jī)制的交融研究更有待深入探討。