認知訓(xùn)練和有氧鍛煉對認知老化作用的神經(jīng)機制研究.pdf

1、第一部分
　　目的：
　　探索認知訓(xùn)練對認知老化大腦結(jié)構(gòu)和功能連接可塑性的作用特點。
　　方法：
　　1采用平行對照和盲法評估方法，以來源于三個隨機分組（多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組、單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組及對照組）的60位上海市某街道社區(qū)健康老人為研究對象，入組標準為：65歲≤年齡≤75歲；受教育年限≥1年；有獨立生活能力；簡易智能狀態(tài)檢查（MMSE）總分：非文盲組（未小學(xué)畢業(yè)者）>14分，小學(xué)組>19分，中學(xué)及以上組>24分。

2、
　　2兩個干預(yù)組進行不同內(nèi)容的認知訓(xùn)練，認知訓(xùn)練前以及訓(xùn)練后一年時三個組均完成認知功能評估及磁共振成像掃描。認知訓(xùn)練采用面對面小組訓(xùn)練方式，每組15人。認知訓(xùn)練2次/周，1小時/次，共計24次。
　　3認知評估工具包括可重復(fù)的成套神經(jīng)心理狀態(tài)測量 A套測試手冊、Stroop字色干擾測驗、WHO老年成套認知功能評估工具中部分測試項目：視覺匹配和推理測驗、彩色數(shù)字連線測驗。
　　4本研究采用西門子3.0T Trio磁共振

3、成像儀對受試者進行磁共振成像掃描。掃描總時間約45分鐘，包括T1加權(quán)圖像掃描、靜息態(tài)功能磁共振圖像掃描、睜-閉眼任務(wù)態(tài)功能磁共振圖像掃描、彌散張量成像掃描。
　　5原始數(shù)據(jù)應(yīng)用Epidata3.0建立數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計分析軟件采用SPSS17.0。采用“SPM8”、“DPARSFA”、“Freesurfer”等軟件完成磁共振圖像預(yù)處理與分析。根據(jù)數(shù)據(jù)分布特點和研究目的，運用描述性統(tǒng)計分析，單因素方差分析，配對樣本T檢驗，協(xié)方差分析以及P

4、earson相關(guān)分析等。
　　結(jié)果：
　　160人完成了干預(yù)前認知功能評估和磁共振檢查：多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組22人，單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組21人，對照組17人。訓(xùn)練后一年時隨訪，10人脫落，共50人完成認知功能評估和磁共振檢查，包括多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組18人，單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組18人，對照組14人。三組間基線、訓(xùn)練后一年時一般人口學(xué)資料差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。
　　2認知功能評估：訓(xùn)練后一年時，以三組基線認知功能作為協(xié)變量

5、，采用協(xié)方差分析比較三組間認知功能獲益情況，結(jié)果顯示三組間延遲記憶得分差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.04）。兩兩比較結(jié)果顯示，多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組延遲記憶得分明顯高于對照組（P=0.04）以及單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組（P=0.02）。其他認知項目三組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，組間兩兩比較顯示，多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組RBANS標準分以及言語功能得分均高于對照組（P=0.05，P=0.06）。
　　3大腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)分析：一年后隨訪大腦灰質(zhì)密度改變有顯著差異的腦區(qū)

6、包括：左側(cè)額中回、左側(cè)顳中回、左側(cè)中央前回以及右側(cè)頂葉（單個體素P值<0.005，簇體積>40個）。組內(nèi)及組間比較顯示，對照組一年后差異腦區(qū)的灰質(zhì)密度較基線時均降低，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組左側(cè)額中回、右側(cè)頂葉和左側(cè)中央前回灰質(zhì)密度較基線時均有所增加，改變值和對照組相比差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000；P=0.009；P=0.053）；單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組左側(cè)顳中回灰質(zhì)密度較基線時增加，右側(cè)頂葉增加不明顯，改變

7、值和對照組相比差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000；P=0.026）；多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組左側(cè)額中回和左側(cè)中央前回密度較基線時增加，而單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組降低，改變值差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.001；P=0.005），在左側(cè)顳中回，單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組灰質(zhì)密度增加，而多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組降低，改變值差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.007）。
　　4腦功能網(wǎng)絡(luò)分析：一年后隨訪，多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組(t=-0.77，P=0.224)和單領(lǐng)域認知訓(xùn)練(t=0.

8、81，P=0.787)全腦時間序列熵下降率均沒有明顯改變。多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組(t=1.77，P=0.047)和單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組(t=3.67，P=9.51×10-4)全腦功能連接熵增長率均有明顯降低。在多領(lǐng)域認知訓(xùn)練組，右側(cè)杏仁核和右側(cè)眶額皮層中部之間的功能連接P值能通過Bonferroni校正（P=7.2×10-6<0.05/4005)。單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組沒有兩個腦區(qū)之間的連接P值能通過校正。單領(lǐng)域認知訓(xùn)練組海馬區(qū)時間序列熵的改變和延遲記

9、憶得分的改變呈顯著正相關(guān)(r=0.76，P=2.56×10-4)。
　　結(jié)論：
　　1多領(lǐng)域認知訓(xùn)練和單領(lǐng)域認知訓(xùn)練均能引起腦區(qū)灰質(zhì)密度的改變，延緩老化相關(guān)的大腦灰質(zhì)密度降低趨勢，多領(lǐng)域認知訓(xùn)練起作用的腦區(qū)比單領(lǐng)域認知訓(xùn)練更廣泛，兩種認知訓(xùn)練方法存在共同的作用腦區(qū)即右側(cè)頂葉。
　　2認知訓(xùn)練能引起認知老化大腦功能連接的改變，尤其是多領(lǐng)域認知訓(xùn)練能明顯改善右側(cè)杏仁核和右側(cè)眶額皮層腦區(qū)之間的功能連接。
　　第二部分<

10、br>　　目的：
　　探索認知訓(xùn)練和有氧鍛煉對認知老化作用的異同以及影響因素。
　　方法：
　　1采用隨機、盲法評估及平行對照設(shè)計，對上海市某街道社區(qū)健康老人，以居民里委為單位進行志愿者招募。入組標準：65歲≤年齡≤75歲；生活自理；受教育年限≥1年；簡易智能狀態(tài)檢查（MMSE）總分：非文盲組（未小學(xué)畢業(yè)者）>14分，小學(xué)組>19分，中學(xué)及以上組>24分。
　　2對符合入組標準的社區(qū)健康老人按照隨機化分為認知訓(xùn)練

11、干預(yù)組、有氧鍛煉組和對照組。并進行干預(yù)前基線認知功能測評、心肺功能評估、磁共振檢測，等。對兩個干預(yù)組分別進行認知訓(xùn)練和有氧鍛煉。干預(yù)后即刻完成認知功能和心肺功能評估，干預(yù)后半年、一年完成認知功能、心肺功能及磁共振檢查隨訪。
　　3認知訓(xùn)練采用面對面小組訓(xùn)練方式，每組16-17人。認知訓(xùn)練采用多領(lǐng)域認知訓(xùn)練方式，2次/周，1小時/次，共計24次。有氧鍛煉和認知訓(xùn)練同期進行，為期3個月，共24次，每周2次，每次約1小時。研究對象在步行

12、期間佩戴心率監(jiān)控器，使心率保持在目標心率范圍之內(nèi)，1-8周目標心率范圍保持在最大心率儲備的50-60%，9-12周保持在60-75%。
　　3評估工具包括：認知評估工具包括可重復(fù)的成套神經(jīng)心理狀態(tài)測量A套和B套測試手冊、Stroop字色干擾測驗、視覺匹配和推理測驗和彩色數(shù)字連線測驗；心肺功能評估用1英里快走測驗完成。
　　4本研究采用西門子Verio3.0T磁共振成像儀對受試者進行MRI掃描。掃描線圈為12通道標準正交頭線圈

13、。掃描總時間為約48分鐘，包括3DT1結(jié)構(gòu)像掃描、靜息態(tài)功能磁共振圖像掃描、睜-閉眼任務(wù)態(tài)功能磁共振圖像掃描和 DTI掃描。
　　5原始數(shù)據(jù)應(yīng)用Epidata3.1建立數(shù)據(jù)庫，運用SPSS17.0進行數(shù)據(jù)校對，統(tǒng)計分析軟件采用SPSS17.0。采用“Freesurfer”等軟件完成磁共振圖像預(yù)處理與分析。統(tǒng)計方法采用配對樣本t檢驗、方差分析、卡方檢驗、逐步回歸分析、協(xié)方差分析、Pearson相關(guān)分析等。
　　結(jié)果：
　

14、　1基線功能評估共完成49人，5人未完成評估。訓(xùn)練后即刻隨訪完成42人，2人未完成評估，隨訪率為77.8%。與訓(xùn)練前基線比較，訓(xùn)練后即刻隨訪脫落10人（18.52%），其中A組脫落3人(16.67%)，B組脫落4人(22.22%)，C組脫落7人(38.89%)。三組脫落率比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P=2.51，P=0.29）。
　　2以三組基線認知功能作為協(xié)變量，采用協(xié)方差分析比較三組間認知功能獲益情況，結(jié)果顯示三組間認知功能評估各

15、項目得分差異除TMT連線2完成時間外，均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。組間兩兩比較結(jié)果顯示，認知訓(xùn)練組延遲記憶得分高于對照組（P=0.08），視覺匹配與推理得分高于有氧鍛煉組（P=0.08）。而有氧鍛煉組和對照組相比，認知功能各項目得分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。
　　3影響認知功能的多元回歸分析結(jié)果顯示，受教育年限和左側(cè)海馬體積指數(shù)分別能解釋10.9%和4.4%的注意力變異；受教育年限和右側(cè)海馬體積指數(shù)分別能解釋11.9%

16、和9.7%的延遲記憶變異；女性的字義干擾時間比男性短，性別能解釋12%的字義干擾時間變異。
　　4海馬結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練效果的關(guān)系分析結(jié)果顯示，海馬體積偏側(cè)化指數(shù)與有氧鍛煉組的延遲記憶和RBANS總分提高呈負相關(guān)（r=-0.80，P<0.01；r=-0.56，P<0.05）。
　　結(jié)論：
　　1認知訓(xùn)練在短期內(nèi)能提高健康老人的認知功能特別是延遲記憶能力，有氧鍛煉在短期內(nèi)對健康老人認知功能的作用不明顯。
　　2和認知功能有