感覺的平衡維持優(yōu)先策略研究

段林茹，鄭潔皎，徐國會，莊霽雯

·專題·

感覺的平衡維持優(yōu)先策略研究

段林茹1，鄭潔皎1，徐國會1，莊霽雯2

目的 探討認知雙重任務對平衡功能的影響，分析平衡維持的感覺策略。方法 2015年6月至2016年6月，34例健康青年隨機分為對照組(n=17)和觀察組(n=17)，在動態(tài)平衡儀上進行改良臨床平衡測試。2周后，對照組再次進行測試，觀察組在測試時加心算任務。記錄站立在硬面和軟墊上，睜眼、閉眼狀態(tài)下的質心擺動速度和質心擺動速度綜合值。結果 第2次測量時，對照組閉眼軟墊站立時，質心擺動速度較第1次降低(t=2.535,p＜0.05)；觀察組睜眼軟墊站立時，質心擺動速度較第1次增加(t=-2.220,p＜0.05)，與對照組相比明顯增加(t=-3.128,p＜0.01)；質心擺動速度綜合值對照組較第1次明顯降低(t=3.007,p＜0.01)，觀察組較第1次增加(t=-2.170,p＜0.05)，兩組間有顯著性差異(t=-2.143,p＜0.05)。結論 健康青年在加入認知任務后，平衡功能被干擾，特別是睜眼軟墊站立時更明顯；執(zhí)行兩種或以上任務時，感覺系統(tǒng)優(yōu)先分配維持平衡。

平衡；感覺；認知

平衡功能是人體維持姿勢和正常步行的基礎，它受中樞神經系統(tǒng)控制，有賴于視覺、本體覺、前庭覺的統(tǒng)合應用，并受年齡、疾病、藥物等因素影響。中樞神經系統(tǒng)根據感覺輸入，判斷有用信息及沖突干擾信息[1]。當一種或多種感覺輸入障礙時，其他中樞神經系統(tǒng)可能會進行補償[2]。

改良臨床平衡測試(modified Clinical Test of Sensory Interaction on Balance,mCTSIB)能在支撐面和視覺交叉變化的4種條件下測試人體站立時維持平衡的能力，即睜眼支撐面穩(wěn)定(eyes open when standing on firm support,EOFI)、閉眼支撐面穩(wěn)定(eyes closed when standing on firm support,ECFI)、睜眼支撐面不穩(wěn)(eyes open when standing on foam support,EOFO)、閉眼支撐面不穩(wěn)(eyes closed when standing on foam support,ECFO)。

mCTSIB能反映站立平衡的基本能力。支撐面穩(wěn)定與否及睜閉眼狀態(tài)是影響站立平衡的重要因素，不同狀態(tài)引起的感覺輸入不同：支撐面的變化引起本體覺輸入改變；睜眼閉眼狀態(tài)直接影響視覺反饋，而視覺反饋是平衡的關鍵因素。

平衡的感覺輸入受多種因素影響，除支撐板質量、睜閉眼狀態(tài)、泡沫軟墊類型[3]外，還與運動訓練、認知功能等有關。研究表明，運動訓練可刺激平衡的感覺輸入[4-5]；認知功能影響平衡維持和姿勢控制，且認知功能障礙是跌倒的重要因素[6-7]。系統(tǒng)評價顯示[8]，認知訓練能提高平衡和認知功能，包括注意力和執(zhí)行功能，認知干預還可以提高老年人運動功能，減少跌倒的發(fā)生，但是認知對于跌倒的預防機制還沒有被最終證明。

關于老年認知與平衡的關系已有部分研究[9-10]。本研究選擇青年人群，觀察認知雙重任務對其平衡功能的影響，及其感覺系統(tǒng)維持平衡的策略機制。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2015年6月至2016年6月上海體育學院、哈爾濱醫(yī)科大學在校健康大學生35例。

納入標準：①年齡18～30歲；②矯正視力及視野無異常，聽覺無異常，雙下肢肌力無異常；③簡易精神狀態(tài)檢查(Mini-Mental State Examinatlon,MMSE)評分≥27分；④自愿參與本實驗并簽署知情同意書。

排除標準：①嚴重肌肉骨骼疾病史；②背部或下肢手術史；③神經系統(tǒng)疾病史；④關節(jié)病史。

其中無誘因主動退出1例，實際納入34例。通過Excel產生隨機序列號，采用隨機方法將受試者分為對照組和觀察組。對照組(n=17)中，男性2例，女性15例；年齡18～23歲，平均(21.86±2.016)歲；身高158～179 cm，平均(167.5±9.47)cm；體質量 45～75 kg，平均(59.2±15.67)kg。觀察組(n=17)中，男性4例，女性13例；年齡18～22歲，平均(20.86±2.412)歲；身高156～180 cm，平均(165.5±10.25)cm；體質量48～73 kg，平均(58.5±14.36)kg。兩組基線資料無顯著性差異(P＞0.05)。

1.2 方法

兩組均采用美國Neurocom動態(tài)平衡測試儀進行mCTSIB；2周后，對照組再次行mCTSIB，觀察組在mCTSIB的同時完成心算認知任務。

1.2.1 mCTSIB

在動態(tài)平衡儀上選擇mCTSIB，無外界環(huán)境干擾下測試。被試根據身高站在不同位置的支撐板或軟墊上，睜眼、閉眼條件下維持姿勢穩(wěn)定，睜眼時目視前方。

1.2.2 心算認知任務

在mCTSIB開始時，由測試者口頭提出80～100間的一個數字，囑被試順序減7，至最后一個正數，并重復該過程。被試要求盡可能快且正確地完成心算，口述答案。

1.3 觀察指標

Neurocom動態(tài)平衡測試儀自動記錄EOFI、ECFI、EOFO、ECFO下站立10 s內質心擺動速度和質心擺動速度綜合值。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行分析。計量資料以(xˉ±s)表示，組內比較采用配對樣本t檢驗，組間比較采用獨立樣本t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結果

兩組第1次EOFI、ECFI、EOFO、ECFO下質心擺動速度及質心擺動速度綜合值均無顯著性差異(P＞0.05)。

ECFO下，第2次評估時，對照組質心擺動速度較第1次降低(p＜0.05)，但兩組間無顯著性差異(P＞0.05)。

EOFO下，第2次評估時，觀察組質心擺動速度較第1次升高(p＜0.05)，且與對照組間有非常顯著性差異(p＜0.01)。

第2次評估時，對照組質心擺動速度綜合值較第1次明顯降低(p＜0.01)，觀察組較第1次升高(p＜0.05)，兩組間有顯著性差異(p＜0.05)。

見表1～表5。

表1 兩組EOFI下質心擺動速度比較(°/s)

表2 兩組ECFI下質心擺動速度比較(°/s)

表3 兩組EOFO下質心擺動速度比較(°/s)

表4 兩組ECFO下質心擺動速度比較(°/s)

表5 兩組質心擺動速度綜合值比較(°/s)

3 討論

Neurocom平衡測試儀中的mCTSIB，已進行過信度研究[11]。mCTSIB主要研究在支撐面穩(wěn)定與不穩(wěn)定、睜眼與閉眼狀態(tài)下患者的平衡穩(wěn)定性，從而分析維持平衡的主要感覺系統(tǒng)。

人體質心的擺動速度反映平衡能力[12]，質心擺動速度越小，平衡能力越高。平衡有賴于視覺、本體覺、前庭覺三大感覺系統(tǒng)的統(tǒng)合運用；本體覺、前庭覺系統(tǒng)可通過訓練而得到改善[13-14]，視覺對姿勢不穩(wěn)有重要的調節(jié)作用，平衡訓練時應控制視覺的潛在應用[15]。

在EOFI、ECFI、EOFO、ECFO四種環(huán)境下，維持平衡的感覺輸入不同。EOFI下主要是視覺和本體覺共同作用維持平衡；ECFI阻斷了視覺輸入，主要是本體感覺維持平衡；EOFO干擾了軀體本體覺，主要是視覺及前庭覺維持平衡；ECFO既阻斷了視覺輸入，也干擾了軀體本體覺，人體主要依賴前庭覺維持平衡。姿勢控制的復雜性與前庭系統(tǒng)功能中度相關[16]；加入心算任務后，平衡維持的感覺應用受到影響。

研究表明，腦卒中患者認知與平衡功能訓練結合，可在一定程度上減輕認知障礙[17]；認知功能訓練對腦卒中患者運動功能具有改善作用[18]。還有研究表明，將認知訓練加入傳統(tǒng)的老年人運動訓練中，能更有效降低跌倒風險[5]。心算認知任務便于量化和隨機，且心算認知雙重任務有助于提高平衡功能[19-20]。這些研究提示，對腦卒中患者而言，認知干擾反而是一種注意力訓練，有益于平衡功能的提高。

EOFO下主要依賴視覺和前庭覺維持平衡，此時加入認知任務，平衡穩(wěn)定性降低，提示認知功能對視覺和前庭覺維持平衡有不利影響?？赡艿脑蚴且曈X中樞位于大腦枕葉，也是維持認知功能的主要大腦中樞；睜眼時，視覺中樞要同時完成認知任務和維持平衡，心算認知任務作為干擾因素，爭奪視覺資源的分配，使平衡功能降低。

ECFO下主要依賴前庭覺維持平衡，此時無認知任務下平衡穩(wěn)定性提高，提示第2次測試的學習效應；而有認知任務下平衡穩(wěn)定性無顯著性變化，提示認知任務對前庭覺維持平衡無明顯影響。

研究表明，睜眼條件下激活注意力和動眼神經系統(tǒng)，而閉眼條件下激活感覺皮層(視覺、聽覺和本體覺皮層)[21-23]。ECFO下，視覺、聽覺、本體覺皮層被激活，更容易維持姿勢穩(wěn)定性。

綜合EOFO和ECFO條件，可以認為在加入認知任務后，前庭系統(tǒng)較視覺系統(tǒng)較少受到干擾，平衡維持能優(yōu)化感覺系統(tǒng)，優(yōu)先有效選擇最有益于維持平衡的感覺系統(tǒng)。

此前的研究顯示，穩(wěn)定支撐面上，本體感覺、前庭覺和視覺維持平衡所占比例逐漸減小[24]。本研究顯示，人在執(zhí)行兩項任務時，維持平衡的感覺系統(tǒng)重新調整，軟墊站立時本體覺被破壞；此時，前庭覺相比視覺，較少受認知任務的干擾，補充了前人的研究?？赡茉蚴牵曈X既是維持平衡功能，也是維持認知功能的感覺系統(tǒng)，也可能前庭覺和心算認知任務同時激活大腦皮層中維持平衡的聯(lián)絡纖維。有待進一步研究。

認知雙重任務對平衡功能有重要影響。視覺、本體感覺、前庭覺三大感覺系統(tǒng)維持平衡功能。在同時執(zhí)行兩種任務時，維持平衡的感覺系統(tǒng)重新調整，優(yōu)先選擇最有益于維持平衡的感覺系統(tǒng)，防止跌倒。

在未來研究中，可考慮結合兩個或多個感覺刺激策略，為治療姿勢控制異常的康復提供思路[25]。

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Sensory Preference to Balance Maintained

DUAN Lin-ru1,ZHENG Jie-jiao1,XU Guo-hui1,ZHUANG Ji-wen2
1.Department of Rehabilitation Medicine,Huadong HospitalAffiliated to Fudan University,Shanghai 200040,China;2.School of Kinesiology,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China

ZHENG Jie-jiao.E-mail:zjjcss@163.com

Objective To explore the influence of cognitive-dual task on balance function and analyze the sensory strategy of balance maintained.Methods Form June,2015 to June,2016,34 healthy young people were randomly divided into control group(n=17)and observation group(n=17).They were tested with the modified Clinical Test of Sensory Interaction on Balance(mCTSIB)on Neurocom Balance Manager,and retested two weeks later,while the observation group completed mental arithmetic cognitive task simultaneously.The center of gravity(COG)sway velocity and the comprehensive sway velocity were measured in both eyes open(EO)and eyes closed(EC)standing on firm or foam support.Results For the second test,The COG sway velocity decreased in the control group as EC standing on foam support(t=2.535,p＜0.05),while it increased in the observation group as EO standing on foam support(t=-2.220,p＜0.05),and it was more than that in the control group(t=-3.128,p＜0.01).The comprehensive sway velocity decreased in the control group(t=3.007,p＜0.01),but increased in the observation group(t=-2.170,p＜0.05),which was significantly different between two groups(t=-2.143,p＜0.05).Conclusion Cognitive tasks may interfere balance function in healthy youth,especially in the condition of EO standing on foam support.Sensory resource may preferer to meet the balance maintained during cognitive-dual tasks.

balance;sense;cognition

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.11.001

R338

A

1006-9771(2017)11-1241-04

[本文著錄格式] 段林茹，鄭潔皎，徐國會，等.感覺的平衡維持優(yōu)先策略研究[J].中國康復理論與實踐,2017,23(11):1241-1244.

CITED AS:Duan LR,Zheng JJ,Xu GH,et al.Sensory preference to balance maintained[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(11):1241-1244.

1.上海申康醫(yī)院發(fā)展中心上海市市級醫(yī)院新興前沿技術聯(lián)合攻關項目(No.SHDCI2014126)；2.上海市衛(wèi)生系統(tǒng)重要薄弱學科(康復醫(yī)學)項目(No.2015ZB0402)。

1.復旦大學附屬華東醫(yī)院康復醫(yī)學科，上海市200040；2.上海體育學院運動科學學院，上海市200438。作者簡介：段林茹(1990-)，女，漢族，河南濮陽市人，碩士，治療師，主要研究方向：神經康復。通訊作者：鄭潔皎(1953-)，女，教授，主要研究方向：康復醫(yī)學、老年醫(yī)學。E-mail:zjjcss@163.com。

2017-01-18

2017-08-01)