孟海江 羅姍姍

摘要：隨著中國老齡化的到來，輕度認知障礙老年人的人數(shù)不斷增加。輕度認知障礙是老年性癡呆的早期癥狀，每年大約有10～15%輕度認知障礙患者轉(zhuǎn)化成老年性癡呆。老年人認知退化問題將會給中國的家庭和社會帶來了巨大的經(jīng)濟壓力。研究表明，輕度認知障礙的早期干預(yù)是防治老年性癡呆的關(guān)鍵?；谇捌谘芯砍晒狙芯靠偨Y(jié)了輕度認知障礙發(fā)病主要原因，以及輕度認知障礙患者腦結(jié)構(gòu)和腦功能的變化特征，同時總結(jié)了有氧運動可以改善腦功能連接，延緩老年人認知衰退的可行性證據(jù)。本研究將為有氧運動干預(yù)作為輕度認知障礙新的輔助治療手段提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：輕度認知障礙;有氧運動;經(jīng)顱磁刺激;磁共振成像;認知老化

中圖分類號：R587????文獻標識碼：A?????文章編號：1671-2064（2019）17-0000-00

1 輕度認知障礙概述

阿爾茨海默病是老年性癡呆中最為常見的類型。目前我國阿爾茨海默病患者已達800-1000萬人，并且隨著老年人口的增加，阿爾茨海默病患者人數(shù)也在大幅增加。美國國家老齡化研究所把阿爾茨海默病發(fā)展分為四個階段：第一階段表現(xiàn)為無癥狀腦淀粉樣變;第二階段為β-淀粉樣蛋白沉淀導(dǎo)致神經(jīng)退行性變;第三階段在神經(jīng)退行性變基礎(chǔ)上發(fā)展為輕度認知障礙;最后階段為阿爾茨海默病^[10]。輕度認知障礙是阿爾茨海默病早期癥狀，每年大約有10～15%輕度認知障礙患者轉(zhuǎn)化成阿爾茨海默病^[1，2]。輕度認知障礙患者的認知障礙癥狀輕微，臨床上很難確診。輕度認知障礙老年人常見表現(xiàn)有記憶衰退、執(zhí)行功能下降，但不會嚴重影響日常生活能力。研究表明，輕度認知障礙的早期干預(yù)是防治老年性癡呆的關(guān)鍵^[2]。

輕度認知障礙和阿爾茨海默病發(fā)病的原因是β-淀粉樣蛋白沉淀和神經(jīng)遞質(zhì)失衡。正常情況下，β-淀粉樣蛋白在腦內(nèi)僅有極少量的表達。低濃度β-淀粉樣蛋白對未分化、不成熟的神經(jīng)元有營養(yǎng)作用。而高濃度β-淀粉樣蛋白對已分化的、成熟的神經(jīng)元有毒性作用^[11]。β-淀粉樣蛋白的代謝速率與年齡高度相關(guān)。β-淀粉樣蛋白的半衰期從30歲時的3.8小時延長到80歲時的9.4小時，增加了2.5倍^[12]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中β-淀粉樣蛋白代謝速率的下降使其可能在大腦內(nèi)沉淀。與β-淀粉樣蛋白沉積率沒有上升的老年人相比，沉積率不斷上升的老年人在頂葉、后扣帶回區(qū)域的皮質(zhì)厚度會變薄，進而發(fā)展到楔前葉，隨后導(dǎo)致認知功能改變^[13]，3-4年后發(fā)展為阿爾茨海默病的比率會顯著升高^[14]。β-淀粉樣蛋白沉淀在活體內(nèi)無法檢測，但是β-淀粉樣蛋白沉淀會引起磁共振成像信號變化，因此，功能性磁共振成像技術(shù)可能為診斷提供方法。

導(dǎo)致輕度認知障礙和阿爾茨海默病的另一個主要原因與膽堿能受體活性的下降有關(guān)^[3]。研究表明，正常老化與神經(jīng)纖維功能減退有關(guān)^[15]。輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者膽堿能神經(jīng)纖維退變，膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶、乙酰膽堿酯酶在腦內(nèi)的表達出現(xiàn)異常，乙酰膽堿的合成、釋放、攝取等功能亦下降^[16]。經(jīng)顱磁刺激研究發(fā)現(xiàn)外周感覺輸入在大約20ms后傳達到大腦的運動皮層并抑制皮層興奮性，這被稱為短時程感覺抑制（Short latency afferent inhibition， SAI），這種抑制效應(yīng)是由膽堿能受體介導(dǎo)的。

2 輕度認知障礙患者的腦功能和結(jié)構(gòu)特征

有研究采用磁共振成像或經(jīng)顱磁刺激技術(shù)探測腦結(jié)構(gòu)和功能來研究輕度認知障礙和阿爾茨海默病的特征。在結(jié)構(gòu)方面，通過基于體素的形態(tài)測量學(xué)探究灰質(zhì)的改變，通過彌散張量成像技術(shù)探析白質(zhì)的改變。在功能方面，通過靜息態(tài)磁共振成像探討功能網(wǎng)絡(luò)連接，通過經(jīng)顱磁刺激探究不同腦區(qū)的功能連接。

2.1 基于體素的形態(tài)測量學(xué)

認知障礙與大腦灰質(zhì)體積、密度有關(guān)^[5]。基于體素的形態(tài)測量學(xué)是一種以體素為單位的形態(tài)測量學(xué)方法，可以定量檢測出大腦灰質(zhì)各部分的密度和體積，從而能夠檢測出局部腦區(qū)的特征和腦組織成分的差異。使用基于體素的形態(tài)測量學(xué)，研究發(fā)現(xiàn)腦灰質(zhì)的萎縮在輕度認知障礙人群中普遍存在，主要累及內(nèi)側(cè)顳葉、顳頂聯(lián)合區(qū)、海馬/杏仁核、海馬旁回、內(nèi)嗅皮層、丘腦、島葉、額葉、扣帶回等，而感覺運動皮質(zhì)、枕葉、小腦等則相對穩(wěn)定^[4]。

2.2 彌散張量成像技術(shù)

研究發(fā)現(xiàn)白質(zhì)髓鞘的病變在認知功能障礙發(fā)展過程中扮演著重要的角色。彌散張量成像技術(shù)是一種無創(chuàng)的對大腦白質(zhì)進行探測成像的技術(shù)，它的原理是基于水分子的擴散屬性。由于水分子不能自由出入有髓纖維的髓鞘，所以水分子在有髓纖維的擴散形式出現(xiàn)較高的各向異性。采用彌散張量成像技術(shù)可以測量某個體素內(nèi)各向異性的大小，間接反映了髓鞘化程度或者纖維束的完整性。有研究表明，輕度認知障礙老年人的白質(zhì)纖維束在多個腦區(qū)存在異常，這些腦區(qū)包括額葉、顳葉、枕葉、頂葉、邊緣系統(tǒng)、皮層間聯(lián)絡(luò)通路等^[7]，而且這些腦區(qū)的異常情況與臨床癥狀嚴重程度以及疾病進程有關(guān)。

2.3 靜息態(tài)功能磁共振成像

靜息態(tài)磁共振成像研究的是大腦在靜息狀態(tài)時的自發(fā)活動，即在沒有明確的輸入或輸出因素狀態(tài)下，大腦內(nèi)部發(fā)生的血氧依賴水平信號的自發(fā)調(diào)節(jié)。對輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者研究發(fā)現(xiàn)，默認網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)、凸顯網(wǎng)絡(luò)和感覺運動網(wǎng)絡(luò)等腦功能網(wǎng)絡(luò)連接性降低^[6]。重要的是，這些腦區(qū)最早出現(xiàn)異常的淀粉樣沉積，并且與認知障礙密切相關(guān)。因此，默認網(wǎng)絡(luò)的變化可能被發(fā)展為一個預(yù)測輕度認知障礙患者認知功能下降的影像學(xué)表征。

2.4 經(jīng)顱磁刺激

經(jīng)顱磁刺激是一種利用磁場安全地、非侵入性地刺激大腦皮層的方法。如果刺激加在運動皮層，經(jīng)顱磁刺激可以激發(fā)運動誘發(fā)電位。用雙發(fā)脈沖經(jīng)顱磁刺激法能夠?qū)\動皮層內(nèi)局部神經(jīng)回路以及聯(lián)結(jié)其它腦區(qū)和運動皮層間的神經(jīng)回路進行研究。觀察測試刺激如何隨條件刺激的設(shè)定而改變可以分析皮層內(nèi)神經(jīng)回路的興奮性。如果設(shè)定對正中神經(jīng)的電刺激為條件刺激，外周感覺輸入傳到運動皮層所需的時間大約為20ms。此時對運動皮層施加第二發(fā)試驗刺激，由經(jīng)顱磁刺激記錄到的動作誘發(fā)電位就會被正中神經(jīng)的電刺激所抑制，這種效應(yīng)稱為SAI。因為注射毒蕈堿的拮抗劑莨菪堿能夠減弱以至消除這種抑制效應(yīng)，SAI被認為與膽堿能受體神經(jīng)回路的激活密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)SAI在阿爾茨海默病甚至輕度認知障礙病人中的抑制效果有顯著減弱^[7]。另外，一項研究通過對背側(cè)運動前區(qū)施行條件刺激發(fā)現(xiàn)，由于從背側(cè)運動前區(qū)向運動皮層的投射而產(chǎn)生的運動皮層在不同時限的抑制和易化作用都隨著老齡化有顯著的下降^[9]。在輕度認知障礙病人中卻未有報道運用經(jīng)顱磁刺激對涉及運動皮層外其它腦區(qū)的神經(jīng)回路進行研究。

3 有氧運動促進輕度認知障礙患者的康復(fù)

到目前為止，許多輕度認知障礙干預(yù)研究多集中在藥物、營養(yǎng)、有氧運動、認知訓(xùn)練等方法的療效，并沒有提供任何具體干預(yù)效果的一致性證據(jù)。鑒于輕度認知障礙干預(yù)的許多問題，安全的、便利的、易于在大范圍環(huán)境中實施的非藥物干預(yù)手段正在受到越來越多的關(guān)注。生活方式干預(yù)手段，特別是有氧運動，可能是降低輕度認知障礙發(fā)病率的關(guān)鍵。

有氧運動不僅可以提高人體的心肺功能，減少心血管疾病的發(fā)生;而且可以通過提高大腦可塑性，改善認知功能。特別是，有氧運動可能改善老年人情景記憶、語義記憶、空間記憶和執(zhí)行功能等認知功能^[8]。

基于功能磁共振成像研究表明，有氧運動可以改變老年人神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能。基于體素的形態(tài)測量學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，有氧運動增加了易受老化以及易發(fā)生萎縮的海馬、額葉、顳葉、頂葉和扣帶皮層等腦區(qū)的灰質(zhì)體積;彌散張量成像技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，長期有氧運動可以改善老年人額葉白質(zhì)、顳葉白質(zhì)、胼胝體白質(zhì)的完整性;靜息態(tài)磁共振成像研究表明，有氧運動增強海馬、顳中回和外側(cè)頂枕皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)激活以及顳中回和左側(cè)額中回網(wǎng)絡(luò)激活，同時有氧運動加強老年人額葉、頂葉、顳葉之間腦網(wǎng)絡(luò)的功能連接，該網(wǎng)絡(luò)連接的改善與執(zhí)行功能有關(guān)。Ruscheweyh等（2011）的研究發(fā)現(xiàn)，有氧運動通過加速全身血液循環(huán)增加易受淀粉樣沉積影響的腦區(qū)灰質(zhì)體積和白質(zhì)完整性，加強老年人默認網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)的功能連接，促進老年人認知功能的提高^[8]。

雖然有氧運動干預(yù)可以提高老年人認知功能并改善腦功能與結(jié)構(gòu)，但是目前還缺乏運動干預(yù)提高輕度認知障礙患者的認知功能和改善腦功能方面的數(shù)據(jù)。另外，大多數(shù)文章多采用橫斷方式，而通過長期跟蹤探究運動干預(yù)對輕度認知障礙康復(fù)效果的研究還很少?；谏鲜鲫P(guān)于輕度認知障礙診斷和干預(yù)方面研究存在的問題，仍然需要大量研究考察有氧運動干預(yù)對輕度認知障礙患者認知老化的延緩作用，此問題的研究對提高老年人認知健康、改善獨立生活能力、延長壽命等具有重要的現(xiàn)實意義。

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收稿日期：2019-07-30

^*基金項目：2018 年安徽省哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃一般項目（AHSKY2018D58）

作者簡介：孟海江（1981—），男，湖北棗陽人，副教授，博士，就職于安慶師范大學(xué)，研究方向：運動心理學(xué)。