《人體平衡的複雜度分析及其中樞神經調控機制的研究》是依託北京大學，由張珏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：人體平衡的複雜度分析及其中樞神經調控機制的研究
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：張珏
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究通過生物力學測試方法獲得人體平衡過程的一系列動力學歷程, 套用非線性動力學方法和多尺度方法來分析挖掘隱藏在與平衡相關的力學信號時間序列中的尺度無關屬性和尺度相關特徵，這些指標能夠更加客觀準確刻畫和評價整體平衡能力。進一步，在足底力學刺激以及特定腦區經顱直流電刺激下, 引入多種功能核磁共振成像技術和複雜網路分析方法，研究與平衡調控有關的高級中樞神經系統，獲得大腦皮層複雜系統的小世界網路特性及變化規律, 分析它們與平衡尺度特性之間隱藏的關係，為深入理解平衡的神經反饋調節機制奠定堅實的實驗基礎，也為構建包括實際神經調控機制的平衡生物力學模型鋪平道路。
結題摘要
【背景和問題】隨著人口老齡化的進程日益加快，人們逐漸意識到跌倒除了導致老年人死亡外，還會導致殘疾，嚴重影響老年人的身心健康並明顯增加家庭和社會負擔。而靜態平衡功能減退和動態步態穩定性下降是引發老年人跌倒的主要原因。 【我們做了什麼】本項目通過與北大醫院、北大人民醫院以及美國哈佛醫院開展了深入的合作，開展了深入的醫工結合交叉合作研究，我們提出和發展了一系列套用非線性動力學和複雜度分析方法，挖掘出與平衡相關的力學信號時間序列中的尺度無關特徵，用於有效地刻畫和評價整體平衡能力， 通過行為學實驗和複雜度分析驗證了這種全新的干預方法的可行性和有效性，並為深入理解平衡的神經反饋調節機制奠定堅實的實驗基礎。 【我們的成果】本研究項目具有典型的醫工結合交叉合作研究特色。圍繞平衡功能的複雜度評價方法和中樞調控機制研究，取得一系列令人鼓舞的研究成果。共發表了7篇包括Diabetes, European Journal of Neuroscience、Scientific Reports雜誌的SCI文章，本項目的6個階段性研究結果在國際姿勢與步態研究大會（ISPGR）、國際磁共振年會（ISMRM）、以及國際骨關節炎和關節軟骨Osteoarthritis and Cartilage會議被接受為摘要，申請了3篇國家發明專利。與此同時，項目執行期間共培養三名博士生以及兩名碩士生，積累了豐富的跨學科團隊合作經驗，並得到多方的肯定。 【科學意義】在方法論方面，對於人體平衡這種諸多因素強耦合的動力學系統，採用複雜系統的整體論，而不是傳統的還原論被證實的確更為合理和有效。這對今後個性化康復的處方設計也有潛在轉化價值和臨床套用價值。同時，基於多種功能核磁共振成像技術和複雜網路分析方法，在國際上首次提出了利用經顱電刺激方法用於改善和提高老年人的平衡能力，並通過行為學實驗和複雜度分析驗證了這種全新的干預方法的可行性和有效性，這個原創性的干預策略嘗試對減緩退行性病變和神經康復的干預具有明確的套用價值和重要的學術價值。
