1、載人航天飛行任務已有近五十多年的歷史，數(shù)以百計的宇航員進入太空執(zhí)行任務，寄托著幾十億人探索宇宙的熱情與希望。在執(zhí)行太空飛行任務起初，研究者就十分關注航天員進行太空后會面臨哪些變化，從而尋找相應的對抗措施。就太空飛行而言，宇航員會面臨重力變化、晝夜節(jié)律改變、輻射、噪音等多重負面因素的影響，對個體的生理和行為績效造成不利影響，不利于航天飛行任務的順利執(zhí)行。特別是重力變化，作為地面環(huán)境和太空環(huán)境的一個顯著差異因素，是醫(yī)學和心理學等諸多領域研究

2、者普遍關注的熱點。了解個體在微重力狀態(tài)下認知和行為變化及其內在機制，對于航天飛行保障具有積極意義。
　　通過長久以來的在軌飛行研究來看，從行為學監(jiān)測發(fā)現(xiàn)個體在進入太空微重力狀態(tài)下后在注意、執(zhí)行控制、空間信息加工以及運動控制等諸多層面發(fā)生行為受損。隨后研究者開始關注于解釋這些行為受損背后的內在機制。研究者最初集中于從生理變化角度來探討微重力對個體行為受損的貢獻并得到了一些具有積極意義的成果。如前庭系統(tǒng)紊亂可能對空間信息加工受損有關，

3、而肌肉骨骼系統(tǒng)的變化則對運動控制有貢獻。體液變化特別是心血管系統(tǒng)變化則影響執(zhí)行控制能力。這些研究結果對于理解微重力下的績效受損具有十分積極的意義。然而需要指出的是，大腦作為人類行為控制的中樞，在微重力下腦功能如何變化卻鮮有研究提及，這主要是受囿于太空在軌環(huán)境的局限造成先進的腦影像設備難以在軌展開。目前僅有少量研究記錄了在軌微重力狀態(tài)下的腦電變化，發(fā)現(xiàn)個體在微重力狀態(tài)下腦電的Alpha和mu頻率的腦電活動異常，可能反映了腦功能活動受到抑制

4、。但是對于由于腦電記錄技術存在空間分辨率低的局限，對于具體是哪些腦區(qū)的功能活動受損依然并不清楚，需要借用其他影像學技術進一步研究。
　　本研究結合太空飛行地面模擬模型之一的-6°頭低位臥床模型和靜息態(tài)功能性核磁共振技術來探討短期頭低位臥床狀態(tài)下個體靜息態(tài)腦功能的變換情況。在為期3天和7天的兩次頭低位臥床任務中，分別招募到16名（平均年齡26歲，年齡范圍24到31歲）和20名青年男性被試（平均年齡24歲，年齡范圍20到30歲之間）納

5、入研究，使用了低頻振幅算法、局部一致算法和功能連接算法了解頭低位臥床狀態(tài)下腦功能的局部自發(fā)神經活動變化、局部功能活動一致性以及默認網絡變化情況。通過以上量化的腦功能指標數(shù)據(jù)，本研究試圖探討頭低位臥床狀態(tài)下個體的靜息態(tài)腦功能是否會發(fā)生變化、變化的時間特征以及變化代表意義這三個問題，以期為航天員短期飛行任務期間的行為績效維持提供了一些參考依據(jù)。主要研究結果結論總結如下：
　　1.短期頭低位臥床模擬會影響靜息態(tài)腦功能的局部自發(fā)活動水平。

6、經過為期3天的頭低位臥床處理后，個體丘腦區(qū)域的局部自發(fā)活動水平下降（p＜0.05,Alpasim校正），具體反映為丘腦的背內側神經核團和腹外側神經核團區(qū)域觀察到了低頻振幅活動的減弱。研究中觀察到的丘腦區(qū)域活動變化可能會對微重力狀態(tài)下運動控制以及執(zhí)行功能的受損提供部分合理的解釋，更主要的是從局部腦功能活動指標上表明了頭低位臥床狀態(tài)下會發(fā)生靜息態(tài)腦功能變化。
　　2.短期頭低位臥床模擬會影響靜息態(tài)默認網絡內的功能連接。在7天的頭低位臥

7、床處理后，額上回、額中回、內側前額葉皮層、頂下小葉、顳中回、海馬、丘腦、中扣帶回之間的功能連接在模擬微重力處理后產生異常（p＜0.05,Alpasim校正）。此外，模式識別計算表明模擬微重力狀態(tài)和正常重力狀態(tài)下的腦功能狀況可以被有效區(qū)分開，腦連接組學可以作為區(qū)分和監(jiān)測微重力狀態(tài)下腦功能變化的有效生物標記物。這從功能連接這個更廣的尺度層面再次證明了頭低位臥床狀態(tài)下會發(fā)生靜息態(tài)腦功能變化。
　　3.短期頭低位臥床期間靜息態(tài)腦功能變化的

8、時間特征表現(xiàn)為先驟然改變后逐漸趨于穩(wěn)定的自適應變化。在7天的頭低位臥床模擬期間，臥床期后扣帶回、中央旁小葉、前扣帶回以及小腦后葉區(qū)域的低頻振幅顯著低于臥床前的基線狀態(tài)（p＜0.05,Alpasim校正），并且大多呈現(xiàn)在臥床期先驟然改變然后逐漸趨于穩(wěn)定的自適應變化特征。
　　4.短期頭低位臥床期間靜息態(tài)腦功能變化可以解釋部分認知行為績效受損。本研究以心理轉換這種認知過程為例，發(fā)現(xiàn)頭低位臥床期間頂下小葉區(qū)域腦功能活動局部一致性的下降與

9、心理轉換速率有關（r=-0.59，p＜0.05），表明頭低位臥床狀態(tài)下觀察到的腦功能變化與認知行為表現(xiàn)的變化之間具有關聯(lián)，為理解頭低位臥床期間的靜息態(tài)腦功能變化的意義提供了部分證據(jù)。
　　綜合而言，本研究發(fā)現(xiàn)短期模擬微重力狀態(tài)下個體負責注意、執(zhí)行功能、空間信息加工、運動控制的多個腦區(qū)會發(fā)生靜息態(tài)功能活動異常，并且腦區(qū)功能活動變化呈現(xiàn)出先驟然改變然后逐漸趨于穩(wěn)定的自適應時間變化特征。以心理轉換功能為例肯定了短期模擬微重力狀態(tài)變化下的