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基于三重脑网络模型探讨八段锦改善认知衰弱症老年人认知功能及身体机能的机制

夏锐  
【摘要】:目的:1.系统地评价规律性“健身气功·八段锦”运动对社区认知衰弱症(Cognitive Frailty,CF)老年人认知功能及身体机能的影响。2.通过观察干预前后CF患者三重脑网络的改变,探讨八段锦运动改善CF患者认知功能与身体机能的可能机制。方法:1.第一部分以102名符合条件的CF老年人为研究对象,随机分为八段锦组与对照组,对照组仅进行与CF相关的饮食指导与健康教育,八段锦组在此基础上加以6个月的八段锦干预。采用蒙特利尔认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)、连线测试(Trail Making Test,TMT)以及Rey-Osterrieth复杂图形测试(Rey-Osterrieth Complec Figure Test,ROCF)评定受试者整体认知功能、执行功能以及视空间功能等认知维度;并采用埃德蒙顿衰弱量表(Edmonton Frail Scale,EFS)评定受试者衰弱指数,CAMRY-EH101电子握力计测试握力,疲劳量表-14(Fatigue Scale-14,FS-14)评定受试者疲劳度,并使用电阻抗法进行体成分测试,评估受试者身体机能。于干预前、干预中期(12周)、干预后分别检测相应指标,进行统计分析。2.第二部分在第一部分的基础上,遵循自愿原则,于干预前、后分别对受试者进行功能性磁共振扫描。使用DPABI软件对磁共振图像进行预处理,采用基于感兴趣区的功能连接分析法,根据既往文献选择双侧前岛叶、前扣带回为突显网络种子点,背外侧前额叶、双侧后顶叶为中央执行网络种子点,腹内侧前额叶与后扣带回为默认网络种子点,分别进行单一网络与全脑、网络内部及三重脑网络之间的功能连接分析。最后,将功能连接强度变化与认知功能及衰弱指数等结果进行偏相关分析。结果:1.第一部分研究共纳入102名受试者,干预前,组间在性别、受教育程度、BMI、全面衰退量表及贝克抑郁量表评分等基本情况方面无显著差异(P0.05);但八段锦组年龄明显大于对照组(P=0.021)。在认知功能基线评估中,八段锦组MoCA视空间分测试评分显著大于对照组(P=0.019),TMT-B错误数显著小于对照组(P=0.002),其余指标均无显著差异(P0.05);在身体机能方面,各项指标在基线期均未见统计学差异(P0.05)。干预12周后,在认知功能方面,八段锦组MoCA总分,及其语言、抽象分测试评分、TMT-B错误数、ROCF回忆得分显著优于对照组(P0.05);身体机能方面,八段锦组EFS评分显著低于对照组(P=0.014),其余指标未见显著统计学差异(P0.05)。干预24周后,在认知功能方面,八段锦组MoCA总分及其语言、延迟记忆分测试,ROCF回忆得分显著优于对照组(P0.05);在身体机能方面,八段锦组EFS评分及握力测试结果均显著优于对照组(P0.05),体脂肪率显著低于对照组(P=0.043),其余指标未见显著统计学差异(P0.05)。混合线性模型综合分析结果表明,MoCA总分、视空间、语言、抽象、延迟记忆、EFS评分及ROCF回忆得分等指标具有显著的组效应(P0.05);MoCA总分、语言、延迟记忆、EFS评分、疲劳量表得分、握力、TMT-A用时、TMT-B错误个数、ROCF回忆得分及浮肿指数等指标具有显著的时间效应(P0.05);MoCA总分、延迟记忆、疲劳量表得分、握力、ROCF回忆得分、体脂肪率、肌肉量、基础代谢等指标具有显著的组与时间的交互效应(P0.05),八段锦组明显优于对照组。2.在第一部分的基础上,第二部分共有50名受试者完成了干预前后磁共振扫描。干预前,两组研究对象在性别、年龄、受教育程度、全面衰退量表、贝克抑郁量表评分等基本情况无显著差异(P0.05);除八段锦组TMT-B错误数显著小于对照组外(P=0.005),基线认知功能无显著组间差异(P0.05);身体机能方面,八段锦组基线疲劳度显著高于对照组(P=0.016),基线EFS评分与握力未见显著组间差异(P0.05)。干预24周后,认知功能方面,八段锦组MoCA总分及其延迟回忆分测试、ROCF临摹得分显著高于对照组(P0.05);身体机能方面,八段锦组EFS评分显著低于对照组(P=0.022),其余指标未见显著统计学差异(P0.05)。3.单个网络与全脑的功能连接分析结果表明,干预前后突显网络种子点与全脑功能连接变化的组间比较,八段锦组在左侧前岛叶与右侧额下回/右侧岛叶,左侧中央前回/左侧额中回,双侧补充运动区/右侧中央前回等脑区的功能连接变化显著小于对照组(FDR校正,voxel P0.005,cluster P0.05);在前扣带回与左侧枕中回/楔叶的功能连接变化显著大于对照组(FDR校正,voxel P0.005,cluster P0.05)。中央执行网络种子点与全脑功能连接变化的组间比较,八段锦组在背外侧前额叶与左侧额中回/额下回/中央前回,双侧补充运动区/左内侧额上回的功能连接变化显著小于对照组(FDR校正,voxel P0.005,cluster P0.05);右侧后顶叶与双侧豆状壳核/左侧尾状核/左侧前内侧扣带回的功能连接变化显著小于对照组(FDR校正,voxel P0.005,cluster P0.05);此外,八段锦组在左侧后顶叶与右背外侧额上回/额中回/中央前回/补充运动区的功能连接变化也显著小于对照组(FDR校正,voxel P0.005,cluster P0.05)。默认网络种子点与全脑功能连接变化的组间比较,八段锦组在后扣带回与内侧扣带回/左侧前扣带回,双侧补充运动区/背外侧额上回/左侧额中回的功能连接变化显著小于对照组(FDR校正,voxel P0.005,cluster P0.05)。4.网络内功能连接分析结果表明,干预前后突显网络内的功能连接变化的组间比较,八段锦组双侧前岛叶的功能连接强度变化显著高于对照组(P=0.035)。中央执行网络内的功能连接变化的组间比较,八段锦组背外侧前额叶-左侧后顶叶的功能连接强度变化显著高于对照组(P=0.030)。默认网络内的功能连接变化的组间比较,八段锦组腹内侧前额叶-后扣带回的功能连接强度变化未见显著统计学差异(P0.05)。5.三重网络间功能连接分析结果表明,干预前后突显网络与中央执行网络间的功能连接变化的组间比较,八段锦组左侧前岛叶-背外侧前额叶及前扣带回-右侧后顶叶的功能连接强度变化显著小于对照组(P_(LFIC-DLPFC)=0.039,P_(ACC-RPPC)=0.044)。突显网络与默认网络间的功能连接变化的组间比较,八段锦组前扣带回-后扣带回的功能连接强度变化显著大于对照组(P=0.032)。中央执行网络与默认网络间的功能连接变化的组间比较,八段锦组背外侧前额叶-后扣带回的功能连接强度变化显著小于对照组(P=0.019)。6.行为学指标与功能连接的相关分析结果表明,在突显网络内,八段锦组双侧前岛叶的功能连接强度变化与MoCA延迟记忆差值呈显著正相关(r=0.524,P=0.010),而对照组未见显著相关性(P=0.412)。在突显网络与中央执行网络之间,八段锦组左侧前岛叶-背外侧前额叶的功能连接强度变化与MoCA抽象差值呈显著正相关(r=0.502,P=0.015),而对照组未见显著相关性(P=0.403)。在中央执行网络与默认网络之间,八段锦背外侧前额叶-后扣带回的功能连接强度变化与EFS评分差值呈显著正相关(r=0.465,P=0.025),而对照组未见显著相关性(P=0.067)。结论:1.24周的规律性八段锦运动能够显著改善认知衰弱症老年人的整体认知功能、记忆力及执行功能;并对其衰弱指数、握力、体脂肪率、基础代谢等具有改善作用。2.24周的八段锦干预后认知衰弱症老年人突显网络—默认网络的功能连接强度增加;突显网络—中央执行网络功能连接强度下降,并与抽象思维能力密切相关;中央执行网络—默认网络的功能连接强度下降,并与衰弱程度密切相关。八段锦运动调整了三重脑网络的功能连接,可能是其实现身心同调的重要机制。


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