飞行员静息与任务态脑功能网络特征：一项高密度脑电图对比研究

摘要

目的 比较飞行员与地勤人员在静息态与模拟飞行任务态下脑功能网络的差异，揭示飞行员群体特有的神经活动模式，为飞行员神经功能评估与选拔提供客观依据。方法 招募48名受试者，包括飞行员18名、地勤人员30名，两组在年龄与教育程度上相匹配。采用128导高密度脑电系统采集其静息态(闭眼、睁眼各3 min)及模拟飞行任务态(平飞1 min、半滚倒转30 s)的脑电数据。通过功率谱密度分析与基于相位锁定值的功能连接分析，评估两组在不同状态下的脑网络特征。结果 (1)功率谱密度分析显示:在静息睁眼及平飞状态下，两组各频段功率谱均无显著差异。在静息闭眼状态下，飞行员组在α频段(10～13 Hz)与β频段(> 13～18 Hz)的功率密度显著高于地勤组(P<0.05);在半滚倒转任务中，飞行员组在θ频段(>4～8Hz)、α频段(>8～13 Hz)与β频段(>13～16 Hz)的功率密度显著低于地勤组(P<0.05)。(2)功能连接分析表明:静息态与平飞任务中，两组脑网络连接强度无显著差异;而在半滚倒转任务中，α频段内飞行员组的视觉网络(VN)与躯体运动网络连接显著增强(P<0.05)，默认模式网络(DMN)与额顶网络(FPN)、DMN与VN的连接显著减弱(P<0.05); β频段内，飞行员组的边缘系统(LN)与DMN、LN与FPN连接显著增强(P<0.05),VN与腹侧注意网络、VN与DMN连接显著减弱(P<0.05)。结论 飞行员在执行高难度飞行任务时，大脑神经活动不仅具有独特的功率谱特征，还伴随特异性的脑功能网络重组。这种“静息储备-任务高效”的双态神经模式，反映了飞行员群体特有的脑功能适应性，有望为飞行员神经功能评估与选拔提供潜在的客观指标。

关键词

飞行员 / 脑电图 / 休息 / 空间导航 / 注意 / 神经通路 / 脑电波 / 病例对照研究