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目的:通过功能磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)研究中国象棋专业选手的脑功能特点。 方法:募集24名中国象棋专业选手(男性17人,其中大师9人,一级棋士8人;女性7人,其中大师6人,一级棋士1人)和26名新手(男性16名,女性10名)。结果中采用双样本t检验进行激活强度和局部一致性(regionalhomogeneity,ReHo)脑图的组间比较,进行训练资料与任务态fMRI差异脑区激活强度值及静息态fMRI(resting state fMRI,rs-fMRI)差异脑区ReHo值的相关分析。组间比较和相关分析包括:(1)男专业选手与女专业选手(2)男新手与女新手(3)男专业选手与男新手(4)女专业选手与女新手(5)各组比较差异脑区的激活强度和ReHo值分别与训练资料的相关分析(6)男大师与女大师。除男女专业选手间等级分有显著差异(P=0.008,P<0.05)外,其他各组被试之间无个体资料的差异(P>0.05)。 结果: (1)男专业选手在右侧颞上回和小脑后叶激活强度、在右侧颞中回和杏仁体ReHo值比女专业选手更高;女专业选手在左侧枕中回激活强度、在右侧海马旁沟和额内侧回ReHo值比男专业选手更高。 (2)男新手主要在右侧尾状核、左侧小脑后叶、右侧额中回和左侧舌回激活强度比女新手更高,男新手与女新手全脑无ReHo值差异。 (3)男专业选手在右侧颞上回ReHo值高于男新手,男新手在右侧楔前叶、左侧枕中回、角回和颞中回激活强度、在右侧小脑后叶和中央前回ReHo值高于男专业选手。 (4)女专业选手在左侧额中回、额下回和舌回及右侧额上回、额下回和尾状核激活高于女新手,女新手在左侧顶下叶和双侧小脑后叶激活强度、在右侧颞中回ReHo值高于女专业选手。 (5)女专业选手年龄(r=-0.782,P=0.038)、教育程度(r=-0.809,P=0.028)和训练年限(r=-0.803,P=0.03)均与左侧小脑后叶激活强度成负相关。男专业选手每天训练时间(小时/天)与右侧中央前回ReHo值成正相关(r=0.651,P=0.005)。女专业选手训练年限与右侧颞中回ReHo值成正相关(r=0.874,p=0.023)。 (6)男大师左右半球激活体素分别为70.6%和29.4%,女大师左右半球激活体素分别为80.3%和19.7%,男女大师左右半球激活体素的阈值为P<0.05,错误发现率(false discovery rate,FDR)校正,体素≥50;男大师左右半球ReHo值显著不同的区域分别占79%和21%(P<0.0001,整体错误率(familywise error rate,FWE)校正,体素≥20),女大师左右半球ReHo值显著不同的区域分别占51.7%和48.3%(P<0.05,FWE校正,体素≥20)。 (7)女大师左侧枕中回和楔叶激活高于男大师,右侧额上回和额中回ReHo值高于男大师。以上所有组间比较显著性体素的阈值为P<0.001,未校正,体素≥10。 结论: 本研究首次使用fMRI对中国象棋专业选手进行研究,获得如下结论:发现专业棋手任务态fMRI激活脑区存在性别差异。女专业选手默认网络(defaultmodel network,DMN)脑区比女新手激活更高,与围棋专业选手和业余选手差异脑区的位置不同,位于负责社会认知的内侧前额叶(Medial Prefrontal Cortex,MPFC)。与围棋研究结果不同,男专业选手DMN脑区比男新手激活更低、脑区位置不同,为左侧角回(left angular gyrus,L-AG,L-BA39),推测该区的去激活可表征男专业选手与男新手的差异。中国象棋优秀女选手为左脑半球优势。左侧枕中回(left middle occipital gyrus,L-MOG,L-BA18)和左侧楔叶(left cuneus,L-BA19)为高水平棋手视觉空间能力差异的基础,高水平男女棋手的差异不仅在于视觉空间能力的差异,还在于静息态奖赏回路抑制脑区右侧额中回(rightmiddle frontal gyrus,R-MFG,R-BA25)和DMN脑区右侧额上回(right superiorfrontal gyrus,R-SFG,R-BA10)ReHo值的差异。任务态fMRI和rs-fMRI研究结果均一致反映女大师技能水平可能低于男大师,表现为女大师任务态fMRI视觉空间能力脑区(L-BA18和L-BA19)更高的激活和静息态DMN脑区(R-BA10)及奖赏回路抑制脑区(R-BA25)更高的局部功能连接。