居住在俄罗斯欧洲部分不同地区的青年标准功能性近红外光谱指标评估结果

封面

如何引用文章

全文:

详细

论证。近年来，越来越多研究尝试比较不同研究者使用不同仪器设备所获得的功能性近红外光谱（functional near-infrared spectroscopy，fNIRS）结果。为实现fNIRS指标的标准化、结果解释和实验数据的可重复性，有必要在生活于不同自然气候区域的健康人群中开展比较性评估。

目的。描述生活在不同环境条件下青年的标准 fNIRS 指标表现。

材料与方法。研究共纳入100名18–25岁、临床健康的欧洲人种男性与女性，分别为俄罗斯欧洲部分Archangelsk 州、Volgograd州和Republic of Crimea的原住居民。使用Cortivision Photon Cap C20仪器（Cortivision，波兰）记录大脑皮层在近红外光谱范围内的血流动力学反应。研究设计包括三阶段：第一阶段为睁眼基础状态（30秒）；第二阶段依次进行“简单视动反应”（2分钟），“复杂视动反应”（2分钟）和“Kraepelin测试”（3分钟）；第三阶段为睁眼负荷后状态（1分钟）。在后续数据分析中，纳入了基础阶段和负荷后阶段fNIRS中HbO与HbR浓度（mmol/L）指标的平均值。

结果。对模型地区人群 fNIRS 指标基础阶段与负荷后阶段的区域表达强度进行比较分析，结果显示在居住环境舒适度显著差异的地区（Volgograd州 — 6分，Volgograd州 — 17分，Republic of Crimea — 25分）之间无统计学显著差异。同时，参与研究的男性与女性样本在fNIRS指标的基础阶段表达水平上表现出明显差异。在HbO和HbR的基础期数值中，男性与女性在大脑皮层相同区域表现出方向一致的重复性差异。在这两种情况下，均在左右对称的额叶导联（AF4-AFp2、AF3-AFp1）和颞叶导联（FTT8-T8、FTT7-T7）中检测到浓度的统计学显著差异。女性在大脑皮层额叶区域的相关指标更高，而男性则在颞叶区域表现出更高的血红蛋白浓度。

结论。本研究描述了生活在不同环境条件下青年群体的标准fNIRS指标特征。该数据有助于提升采用fNIRS技术的研究结果的可靠性和可重复性，从而推动先进脑功能神经成像方法在科研与临床实践中的应用。

作者简介

Aleksandr B. Mulik

Kirov Military Medical Academy

编辑信件的主要联系方式.
Email: mulikab@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6472-839X
SPIN 代码: 8079-9698
Scopus 作者 ID: 57194478275
Researcher ID: U-2142-2017

Dr. Sci. (Biology), Professor

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Irina V. Ulesikova

Kirov Military Medical Academy

Email: ulesikovairina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9284-3280
SPIN 代码: 9859-6036
Scopus 作者 ID: 57194476699
Researcher ID: D-3502-2016

Cand. Sci. (Biology)

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Nikita O. Nazarov

Change Implementation Center of the Ministry of Health of the Moscow Region

Email: naznik86@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0668-4664
SPIN 代码: 9126-2809
Scopus 作者 ID: 57195288897
Researcher ID: GON-7330-2022

MD, Cand. Sci. (Medicine)

俄罗斯联邦, Krasnogorsk

Mikhail A. Kunavin

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

Email: m.kunavin@narfu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7948-1043
SPIN 代码: 5271-0260
Scopus 作者 ID: 56089688500
Researcher ID: HKE-1458-2023

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

俄罗斯联邦, Arkhangelsk

Andrey G. Soloviev

Northern State Medical University

Email: asoloviev1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0350-1359
SPIN 代码: 2952-0619
Scopus 作者 ID: 7103242976
Researcher ID: O-8644-2016

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

俄罗斯联邦, Arkhangelsk

Yulia A. Shatyr

Kirov Military Medical Academy

Email: yuliashatyr@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9279-5282
SPIN 代码: 2942-6250
Scopus 作者 ID: 57194476788
Researcher ID: U-2181-2017

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Ferrari M, Quaresima V. A brief review on the history of human functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) development and fields of application. Neuroimage. 2012;63(2):921–935. doi: 10.1016/j.neuroimage.2012.03.049
  2. Yücel MA, Lühmann A, Scholkmann F, et al. Best practices for fNIRS publications. Neurophotonics. 2021;8(1):101–108. doi: 10.1117/1.NPh.8.1.012101
  3. Komleva YuK, Salmina AB, Prokopenko SV, et al. Changes in structural and functional plasticity of the brain induced by environmental enrichment. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2013;68(6):39–48. doi: 10.15690/vramn.v68i6.672 EDN: QCVRFD
  4. Miguel PM, Pereira LO, Silveira PP, Meaney MJ. Early environmental influences on the development of children's brain structure and function. Dev Med Child Neurol. 2019;61(10):1127–1133. doi: 10.1111/dmcn.14182
  5. Smith L. Integrating the physical environment within a population neuroscience perspective. Curr Top Behav Neurosci. 2024;68:223–238. doi: 10.1007/7854_2024_477
  6. Mulik AB, Ulesikova IV, Mulik IG, et al. Comfort and aesthetics of the living environment as a determinant of an individual's phenotypic and social status. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;26(2):31–38. doi: 10.33396/1728-0869-2019-2-31-38 EDN: XLUHZE
  7. Characteristics of the sanitary system. In: National Atlas of Russia. Vol. 2. Nature. Ecology. Moscow; 2007. [cited 2025 Mar 20]. Available from: http://xn--80aaaa1bhnclcci1cl5c4ep.xn--p1ai/cd2/447/447 (In Russ.)
  8. Khan AF, Yuan H, Smith ZA, Ding L. Distinct time-resolved brain-wide coactivationsin oxygenated and deoxygenated hemoglobin. IEEE Trans Biomed Eng. 2024;71(8):463–472. doi: 10.1109/TBME.2024.3377109
  9. Shatyr YuA, Nazarov NO, Glushakov RI, et al. Search for genetic and phenotypical bases of human predisposition to risk behavior. Scientific Notes of V.I. Vernadsky Crimean Federal University. Biology. Chemistry. 2023;9(3):291–299. EDN: ZOEYFS
  10. Mulik AB, Shatyr YuA, Ulesikova IV, et al. Sexual characteristics of genetic determination of human propensity to aggressive, suicidal and addcitve behavior: descriptive study. Marine medicine. 2024;10(3):94–107. doi: 10.22328/2413-5747-2024-10-3-94-107 EDN: FJLHJI
  11. Akil M, Kolachana BS, Rothmond DA, et al. Catechol-O-methyltransferase genotype and dopamine regulation in the human brain. J Neurosci. 2003;23(6):2008–2013. doi: 10.1523/JNEUROSCI.23-06-02008.2003
  12. Pinggera A, Lieb A, Benedetti B, et al. CACNA1D de novo mutations in autism spectrum disorders activate Cav1.3 L-type calcium channels. Biol Psychiatry. 2015;77(9):816–822. doi: 10.1016/j.biopsych.2014.11.020
  13. Dolphin AC. The α2δ subunits of voltage-gated calcium channels. Biochim Biophys Acta. 2013;1828(7):1541–1549. doi: 10.1016/j.bbamem.2012.11.019
  14. Kan RLD. Sex differences in brain excitability revealed by concurrent iTBS/fNIRS. Asian J Psychiatr. 2024;(96):40–43. doi: 10.1016/j.ajp.2024.104043
  15. Auger H, Bherer L, Boucher É, et al. Quantification of extra-cerebral and cerebral hemoglobin concentrations during physical exercise using time-domain near infrared spectroscopy. Biomed Opt Express. 2016;7(10):3826–3842. doi: 10.1364/BOE.7.003826
  16. Filatova OV, Sidorenko AA. Age and sex hemodynamic characteristics of cerebral arteries. Acta Biologica Sibirica. 2015;1(3–4):199–243. EDN: VARUGZ
  17. Ben Mansour G, Kacem A, Ishak M, et al. The effect of body composition on strength and power in male and female students. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2021;13(1):130–150. doi: 10.1186/s13102-021-00376-z
  18. Keller JL, Traylor MK, Gray SM, et al. Sex differences in NIRS-derived values of reactive hyperemia persist after experimentally controlling for the ischemic vasodilatory stimulus. J Appl Physiol (1985). 2023;135(1):3–14. doi: 10.1152/japplphysiol.00174.2023
  19. Kwashnjova KV, Iljukhina WA, Kryghanowskiy EV, Chistow AV. Near-infrared topography and spectroscopy in the study of brain activity. Biotechnosfera. 2013;2(26):1–5. EDN: REXRPN
  20. Perlaza NA. Sex determination from the frontal bone: a geometric morphometric study. J Forensic Sci. 2014;59(5):1330–1332. doi: 10.1111/1556-4029.12467
  21. Garcovich D, Gasco A, Lorenzo A, et al. Sex estimation through geometric morphometric analysis of the frontal bone: an assessment in pre-pubertal and post-pubertal modern Spanish population. Int J Legal Med. 2022;136(1):319–328. doi: 10.1007/s00414-021-02712-x
  22. Kholmatova KK, Gorbatova MA, Kharkova OA, Grjibovski AM. Cross-sectional studies: planning, sample size, data analysis. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2016;23(2):49–56. doi: 10.33396/1728-0869-2016-2-49-56 EDN: VQGTNJ

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Baseline and post-load HbO concentrations (mmol/L) in male groups residing in Arkhangelsk Oblast (Region 1), Volgograd Oblast (Region 2), and the Republic of Crimea (Region 3).

下载 (180KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Baseline and post-load HbO concentrations (mmol/L) in female groups residing in Arkhangelsk Oblast (Region 1), Volgograd Oblast (Region 2), and the Republic of Crimea (Region 3).

下载 (181KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Baseline and post-load HbR concentrations (mmol/L) in male groups residing in Arkhangelsk Oblast (Region 1), Volgograd Oblast (Region 2), and the Republic of Crimea (Region 3).

下载 (197KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Baseline and post-load HbR concentrations (mmol/L) in female groups residing in Arkhangelsk Oblast (Region 1), Volgograd Oblast (Region 2), and the Republic of Crimea (Region 3).

下载 (194KB)
索引源数据

版权所有 © Eco-Vector, 2025

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».