不同机种飞行员持续性注意力相关脑功能激活程度与运动心肺功能差异及机制研究

目的 研究不同机种飞行员及普通人群持续性注意力相关激活脑区定位和运动心肺功能的差异及相关性。方法 纳入14名现役飞行员(歼击机飞行员8名,运输机飞行员6名)和9名普通人群为研究对象,在执行精神运动警觉性任务(psychomotor vigilance task, PVT)过程中利用血氧水平依赖功能磁共振成像(blood oxygen level dependent-functional magnetic resonance imaging, BOLD-fMRI)技术进行任务相关激活脑区定位,通过心肺运动试验(cardiopulmonary exercise testing, CPET)评估运动心肺功能,对脑功能激活程度与运动心肺功能进行相关性分析。结果 在执行PVT过程中BOLD-fMRI结果显示,飞行员右侧额下回血氧激活程度显著高于普通人群(P<0.001),其中歼击机飞行员右侧额下回的激活程度显著高于运输机飞行员(P=0.009)。飞行员无氧阈(anaerobic threshold, AT)、相对无氧阈及最大氧脉搏水平均明显高于普通人群(P<0.05),其中运输机飞行员的AT值显著高于歼击机飞行员(P=0.023)。飞行员右侧额下回的脑功能激活程度与AT值呈显著负相关(r=-0.31,P=0.02)。结论 右侧额下回可能是飞行员持续注意力的关键脑区,右侧额下回脑功能激活与AT值呈负相关。

不同机种飞行员静息态脑血流量、结构和功能的差异研究

目的比较空军不同机种(歼击机与运输机)飞行员和普通对照人群静息态脑血流量(cerebral blood flow,CBF)、结构和功能差异,为飞行员选拔提供理论依据。方法选取14名现役飞行员(歼击机飞行员8名,运输机飞行员6名)和9名普通对照人群(对照组)进行静息态下动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)、弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)和静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)检查,对飞行员和对照组人群以及不同机种飞行员之间的差异脑区进行准确定位。结果ASL结果显示:飞行员左背外侧前额叶静息态CBF值高于对照组人群(P<0.01),歼击机飞行员左背外侧前额叶静息态CBF值高于运输机飞行员(P<0.01);DTI结果显示:飞行员大脑胼胝体和右放射冠的各向异性值(fractional anisotropy,FA)高于对照组人群(P<0.01),且歼击机飞行员大脑胼胝体FA高于运输机飞行员(P<0.01);rs-fMRI结果显示:飞行员静息态左右半球间的枕叶、颞下回和中央旁回基于体素的镜像同伦功能连接(voxel-mirrored homotopic connectivity,VMHC)值均高于对照组人群(P<0.01),且歼击机飞行员静息态左右半球间的小脑、颞中回和脑岛VMHC值均高于运输机飞行员(P<0.05)。结论与普通对照人群比较,经过长期的飞行训练,飞行员大脑左背外侧前额叶静息态CBF增加,大脑白质完整性增强和静息态脑网络连接增强。由于长期不同的飞行科目训练,相比运输机飞行员,歼击机飞行员大脑左背外侧前额叶静息态CBF增加,大脑白质完整性增强和静息态脑网络连接增强。