当前位置:首页 > 医源资料库 > 在线期刊 > 中国热带医学杂志 > 2007年第7卷第11期 > 长期低氧环境暴露对人体声光反应时间的影响

长期低氧环境暴露对人体声光反应时间的影响

来源:中国热带医学 作者:谢新民 谢黎 文亚兰 吴英 2010-1-13

摘要: 【摘要】 目的 以单纯及多重声光选择反应时间为指标,探讨脑内信息处理过程在长期高原低氧环境下是否受到低氧干扰对反应时间的影响。 方法 实验组为10名在海拔4 500m低氧环境暴露两年的男性战士,对照组为10名一般正常男性。95%)16%、13%及10%等浓度的常压低氧处理后,进行声光选择反应时间测试。 结果 对照组......


【摘要】  目的 以单纯及多重声光选择反应时间为指标,探讨脑内信息处理过程在长期高原低氧环境下是否受到低氧干扰对反应时间的影响。 方法 实验组为10名在海拔4 500m低氧环境暴露两年的男性战士,对照组为10名一般正常男性。受试者接受常氧(20.95%)16%、13%及10%等浓度的常压低氧处理后,进行声光选择反应时间测试。 结果 对照组单一选择声光反应时间及多重选择声光反应时间在低氧环境下均有增加的趋势,单一选择光反应时间,在10%氧浓度与常氧状态差异性有统计学意义(P<0.05);实验组不受低氧影响而对声光选择反应时间产生显著干扰,但经过长期高山低氧环境暴露后,反应时间与对照组已有显著性差异(P<0.05)。 结论 脑部光反应时间的功能,易受低氧干扰。

【关键词】  低氧暴露 光反应时间 声反应时间 信息处理

  The effects of long-term hypoxia on human reaction time.

  XIE Xin-min, XIE Li, WEN Ya-lan, et al.
  
  (Hainan Normal University,Haikou 571158, Hainan, P. R. China)
   
  Abstract:Objective  To observe the effect of audio-visual reaction(RT) on the function of  hand-eyes coordination and explain the pathway of information processing that affects the cerebrak function under long-term hypoxia.  Methods  The experimental group consisted of ten male soldiers living under low atmasphere for a period of two years and another 10 healthy male volunteer soldiers were taken as control. The determination of effect of audio-visual reaction were carried out after the subjects received normal oxygen concentration of 20.9%, and conventional low oxygen concentrations of 16.0%、13.0% and 10.0%.  Results  The reaction time of single-Rt and multiple-RT in control group increased under hypoxia and visual-SRT showed a significant difference(P<0.05) between 20.9%and 1 0%oxygen concentration in the control group.Single-RT and multiple-RT were unaffected during hypoxia condition in the experimental group. There was a significant difference of single-RT and multiple-audio-RT between the control group and the experimental group (P<0.05).The experimental group were unaffected by acute hypoxia and significant differences were observed after a long process of hypoxia stage as compared with that of the controls.  Conclusion  The cerebral function of soldiers will be afftected under hypoxia conditions.
   
  Key words:Hypoxia、Reaction Time、Information Processing

  高山环境,包含低温、低氧、低压及光辐射等外在环境因素的改变中,低氧环境是影响脑功能最主要的因素.受试者经过两年高山低氧环境暴露之后,脑功能是否因此会受到低氧干扰而有变化产生,是本研究所探讨的目的。

  1  材料与方法

  1.1  研究对象  本研究是以10名健康男性战士为对照组,年龄(19.3±1.5)岁。10名高原低氧环境暴露的战士为实验组。年龄(22.2±1.8)岁。每位受试者皆自愿参与本研究,并且了解声光选择反应时间的实验程序、研究目的、及可能发生的危险并签署实验自愿书。

  1.2  实验器材  声光选择反应时测试器;便携式气体分析仪;氧饱和浓度测量仪;计算机;转阀式双向及三向接头;40<纯氮钢瓶;塑料气袋。橡胶蛇管,面罩。

  1.3  实验方法  本研究模拟高原低氧环境状态下,利用纯氮气体(N2)与大气调制成16%、13%、10%氧浓度混和气体,使用便携式气体分析仪校正气体浓度,氧浓度误差值(在±0.1%以内)。让两组受试者处于20.94%、16%、13%及l0%等4种氧浓度的环境中,进行声光选择反应时测试;实验组增加7%浓度低氧反应时测试,以了解受试者脑部认知判断功能及声光选择反应时在不同氧浓度环境下的影响。实验开始前10min,让受试者安静坐在信号处理装置或声光反应测试器前,带上面罩,适应实验设计气体,以利实验前受试者肺泡组织已达设计上所需氧浓度。

  1.3.1  声光选择反应时间测试  受试者坐在距离刺激输出盒3m长方形桌前,惯用手置于反应控制器上;启动便携式气体分析仪及氧饱和浓度(SaO2)测量仪,将两部仪器与计算机联机记录心跳率及氧饱和浓度;受试者戴上Polar测量心跳率,将遥测所得资料经便携式气体分析仪转换记录于机计算机中;受试者戴上面罩,适应指定浓度气体,由氧饱和浓度测量仪进行监测,当受试者氧饱和浓度达一稳定值(约10min)之后,进行下一步骤;反应时测试练习,为减少练习效果影响测试结果,待受试者完全熟悉测试流程之后进行实验,练习时每一个项目以十次为原则。

  1.3.1.1  单一声反应时间(SART)测试  刺激原为lK Hz音频声音,受试者听到刺激后迅速按下反应控制器,并记录反应时间。

  1.3.1.2  单一光反应时间(SVRT) 测试  刺激原为黄色光,受试者看到刺激后迅速按下反应控制器,并记录反应时间。

  1.3.1.3  多重声选择反应时间(MART)测试  刺激原为500Hz、lKHz、及3KHz三种不同频率声音经由随机排序出现,受试者听到声刺激之后需正确按下相对应反应控制器,计时器会记录时间。

  1.3.1.4  多重光选择反应时间(MVRT)测试  刺激原为黄色、红色、及蓝色三种不同颜色色光会经由随机排序出现,受试者看到光刺激之后,需正确按下相对应反应控制器,计时器会停止计时。

  1.3.2  血中氧饱和浓度测量  氧饱和浓度测量仪模拟讯号经由连接线传输至便携式气体分析仪A/D转换器,将讯号转换成数字化讯号记录于计算机中。

  1.3.3  心率测量  利用与便携式气体分析仪联机心跳测量器装在受试者胸前,记录受试者心跳变化。

  1.3.4  统计分析  收集单一及多重声光选择反应时间测试值,血氧饱和浓度测量值,心率测量值,以单因子重复量数(ANOVA)变异数分析;t检验

  2  结果

  2.1  对照组声光选择反应时  对照组各项声光选择反应时间测试结果如表所示。受试者的反应时间随着氧浓度的降低,有逐渐增加的趋势。经由单因子重复量数变异数分析(ANOVA)之后,发现在各氧浓度(16%、13%、10%)之间其单一选择视觉反应时间(SVRT)有显著性差异(P<0.05);在氧浓度10%时与常氧(20.94%)之间差异有统计学意义 (P<0.05),单一选择声反应时间(SART)、多重选择声反应时间(MART)及多重选择光反应时间(MVRT)差异无统计学意义。

  表1  各项声光选择反应时间测试比较表(略)

  2.2  实验组声光选择反应时间  实验组各项声光选择反应时测试结果如表所示。受试者的各项反应时在不同低氧浓度环境下,无显著性差异,在10%及7%的低氧环境里,受试者的反应时略大于常氧的反应时间,但在7%低氧浓度时视觉反应时间变异量则减少。

  2.3  对照组与实验组声光反应时间差异性比较实验组  实验组与对照组在单一选择声光反应时间及多重选择声反应时的测试结果显示SART(2.47),SVRT(5.49) ,MART(2.82),MVRT(1.75),经t检验,单一选择光反应时的差异达非常显著性意义(P<0.01)。SART,MART两组声光选择反应时统计学有显著性差异(P<0.05),实验组的反应时间明显较对照组慢。

  3  讨论
   
  实验组单一选择声光反应时在低氧环境中均有延缓趋势,单一选择光反应时间在10%氧浓度时间与常氧(20.9%)差异达显著(P<0.05)。提示,经过长期高原低氧暴露之后,单一选择反应时间不受急性低氧的影响,亦有反应时间延缓趋势。这是否意味着实验组对于低氧已有适应的效果,因此在急性低氧处理之后,其反应时间并不随着氧浓度的改变而有明显的差异.在视觉的反应上,实验组与一般正常男子的差异达到非常显著(P<0.01),单一选择视觉的反应时间较听觉易受到低氧的干扰而有反应时被延滞的趋势。听觉部份平均延迟了26.25ms,视觉部份则被延迟了59.75ms。受试者历经两年长期高原低氧环境暴露后,整个刺激出现到反应动作完成的流程已被延滞。由于听觉与视觉的信息传导路径不同;因此,两种刺激的传导路径受低氧影响的情况也有差异。
   
  听觉较视觉能更有效的测量出低氧对脑部认知功能的影响,多重选择声反应时间在各氧浓度间的递增趋势较稳定。其原因可能是由于整个讯息处理过程中,工作难度提高,在脑部进行认知阶段中会增加刺激评量及选择两个阶段的认知步骤,其中刺激评量这个阶段的功能会受到低氧干扰而有衰退现象,而影响听觉的刺激评量功能的氧饱和浓度(85%~86%)比视觉的氧饱和浓度(81%~82%)在较高阈值下就会受到低氧影响;在低氧环境进行多重选择反应时测试时,多重选择声反应时是较敏锐且稳定。实验组变异数分析结果F值很低,显示各氧浓度间的差异并不明显,反应时间并不延长,甚至有缩短的趋势。这可能是由于受试者在接受递减的低氧环境时,因为实验步骤相同且一再重复类似动作,有学习效果出现,同时实验组本身可能已经有长期高山低氧的适应产生。因此,实验组受试者并不受急性低氧的影响。在多重选择反应时的测试中由于视觉对低氧并不敏锐,因此实验组与对照组在这个测试项目中的差异并不明显。但在多重选择声反应时间的比较结果中则发现两组差异达显著,实验组的反应时间明显大于对照组,这说明实验组整个听觉讯息处理的过程要比对照组延迟,长期低氧暴露使得这部份的讯息处理过程产生了负面影响。个体差异是实验研究中所要注意的一项重大变因,从各项反应时变异情形可以理解这一现象确实存在于本研究中。随着氧浓度的降低,其反应时间测试标准差也逐渐扩大,并且在13%氧浓度时实验组反应时间的标准差达到最大,提示受试者间适应低氧的能力有着明显的差异。
   
  单一选择声光反应时间及多重选择声光反应时间在低氧环境下均有增加的趋势,提示脑部单一选择光反应时间的功能,会受急性低氧暴露的影响增加其反应时间。实验组经过长期低氧环境暴露之后其反应时间明显延滞。

 

【参考文献】
    [1] Ding YH,Mrozek M,LAI Q.Exercise preconditioning reduces brain damage and inhibits TNF-alpha receptor expression after hypoxia/reoxygenation:an in vivo and in vitro study[J].Curr Neurovasc Res,2006,3(4):263~267.

  [2] Khot S, Tirschwell DL.Long-term neurological complications after hypoxic-ischemic encephalopathy[J].Semin Neurol,2006,26(4):422~431.

  [3] Pacary E, Petit E. Erythropoietin,a cytoprotective and regenerative cytokine,and the hypoxic brain[J].Neurodegener Dis,2006,3(1-2):87~93.

  [4] Pagani M,Ansjon R,lind F,et al.Effects of acute hypodaric hypoxia on regional cerebral blood low distribution:a Single Photon Emission Computed Tomography study in humans[J].Acta Physiol Scand,2000,168:377~383.

  [5] Burykh EA,Nesterov SV,Soroko Sl,et al.Relationships between cerebral blood flow dynamics and bioelectric activity of the human brain in experimental acute hypoxia[J].Human Physiol,2002,28(6):24~31.

  [6] Gustafsson C, Gennser M,Ornhagen H,et al.Effects of nomobaric hypoxia confinement on viral and motor perfomance[J].Auiat Space Enuiron Med,1997,68(11):985~992.

  [7] 陈耕春,蒋明朗.间歇性低氧训练对脑组织及神经系统的影响[J].体育科学,2001,21:66~68.

  [8] 郭明方,周志宏.高住低练法对运动员神经系统及其认知行为的影响[J].体育科学,2004,24:18~19.

  [9] Yang Hu Zhaowei Kong Haip ingLiu Effects ofhypoxic training on aerobic capacity and perfomance H igh A ltitude Tra ining Symposium[J].Hong kong,2004.

  [10] Fowler,B.,Lindeis,A.The effects of hypoxia on auditory reaction time and P300 latency[J].Aviaion Space and Enviromental Medicine,1992,63,976~981.

  [11] 孟宪发,谢新民.高原低氧对人体反应时的影响[J].中国应用生理学杂志,1987,12:56~593.


作者单位:海南师范大学研究生处,海南 海口 571158; 第四军医大学,陕西 西安 710032; 青海医学院附属医院,青海 西宁 810001;解放军总后第325医院,青海 西宁 810008.


医学百科App—医学基础知识学习工具


页:
返回顶部】【打印本文】【放入收藏夹】【收藏到新浪】【发布评论


察看关于《长期低氧环境暴露对人体声光反应时间的影响》的讨论


关闭

网站地图 | RSS订阅 | 图文 | 版权说明 | 友情链接
Copyright © 2008 39kf.com All rights reserved. 医源世界 版权所有
医源世界所刊载之内容一般仅用于教育目的。您从医源世界获取的信息不得直接用于诊断、治疗疾病或应对您的健康问题。如果您怀疑自己有健康问题,请直接咨询您的保健医生。医源世界、作者、编辑都将不负任何责任和义务。
本站内容来源于网络,转载仅为传播信息促进医药行业发展,如果我们的行为侵犯了您的权益,请及时与我们联系我们将在收到通知后妥善处理该部分内容