阿爾茨海默病與認知儲備

石林，梁芙茹

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學，內(nèi)蒙古 呼和浩特；2.包頭市中心醫(yī)院，內(nèi)蒙古 包頭)

0 引言

阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是一種以老年斑和神經(jīng)元纖維纏結(jié)為主要病理表現(xiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，臨床癥狀主要表現(xiàn)為認知功能障礙、日常生活自理能力下降、精神行為異常。隨著全球老齡化的加快，AD的發(fā)病率正在逐年增加，已成為我國居民的第五大死因。AD給社會、家庭和個人均帶來了沉重的負擔。

1 認知儲備概念的提出

大量的證據(jù)表明阿爾茨海默病的病理水平與個體的認知功能并不總是呈正比。一項薈萃分析顯示，三分之一的社區(qū)老年人有中、重度阿爾茨海默氏癥的神經(jīng)病理學改變，但并不是癡呆[1]。在另外一項研究中，研究者對10例已死亡的老年人進行了尸檢，發(fā)現(xiàn)雖然他們的大腦出現(xiàn)了AD晚期病理特征，但是他們生前認知水平完全正常[2]。這表明病理與認知水平存在不匹配現(xiàn)象。認知儲備(cognitivereserve，CR)假說的提出用來解釋這種腦損傷的病理與其臨床認知表現(xiàn)之間的不匹配[3]。認知儲備是個體為適應隨年齡不斷增長的認知衰退損傷，自身利用腦結(jié)構、神經(jīng)網(wǎng)絡等進行代償、補償?shù)哪芰?，它能顯著影響個體的生理功能、認知功能和行為結(jié)果。認知儲備是一種積極的儲備形式，被認為是一種保護因素，在病理和臨床表現(xiàn)之間起調(diào)節(jié)作用，表明大腦使用已有的認知過程或補償性過程積極嘗試應對大腦損傷[4]。研究表明，高CR的個體比低CR的個體能更好地應對大腦損傷[5]。認知儲備的概念為延緩認知老化或降低癡呆風險的干預提供了希望。認知儲備的神經(jīng)執(zhí)行分為兩個部分，神經(jīng)儲備(Neural Reserve)和神經(jīng)補償(NeuralCompensation)。在不同人體認知過程中，神經(jīng)儲備有著個體間差異，神經(jīng)儲備機制表明較高的CR水平有助于提高大腦網(wǎng)絡的能力和利用效率，以更好地應對腦病理的損傷；神經(jīng)補償指的是為了應對大腦病理的損傷而發(fā)生的認知過程的改變[6]。神經(jīng)補償機制則表明較高的CR水平有助于提高補償性腦網(wǎng)絡的能力，以維持較好的認知行為表現(xiàn)[7]。

2 認知儲備的代理指標及相關意義

認知儲備被描述為對AD和其他神經(jīng)退行性疾病提供保護，也可以防止與年齡相關的大腦變化。有大量的研究支持認知儲備的保護作用通過CR代理指標：教育年限、職業(yè)復雜度、休閑活動時間[8]、智商(Intelligence Quotient，IQ)[9]、環(huán)境富集[10]等表現(xiàn)出來。

2.1 AD患病率通常與受教育程度呈負相關，受過高等教育的人患老年癡呆癥的風險較低[5]。一項研究表明，在AD患者中，同等認知水平下，受教育年限越高，左中扣帶回灰質(zhì)體積萎縮越嚴重，表明具有高CR的患者能更好的耐受AD病理改變，證實CR對AD患者具有保護作用[11]。有研究發(fā)現(xiàn)，接受過更多早年正規(guī)教育的人，其大腦新陳代謝更好，灰質(zhì)體積更大，功能連接增強。特別發(fā)現(xiàn)，受教育程度高的人在前扣帶回皮質(zhì)、右側(cè)海馬體、左側(cè)額葉和左側(cè)角回等區(qū)域具有更高的功能性連通性[12]。

2.2 職業(yè)復雜度也是一項有效預測認知儲備的指標。人的一生大部分時間都在從事職業(yè)活動，較高復雜度與強度的職業(yè)工作對個體的認知能力具有促進作用。成年后人腦的神經(jīng)元細胞會繼續(xù)變化，因此較復雜的職業(yè)活動可以在人的一生中不斷塑造人的大腦[13]。

2.3 休閑運動與減輕大腦負擔及AD相關的認知變化有關[14]。不同個體間在生活方式上的差異可以影響認知儲備；發(fā)病前是否參加各種休閑活動，也可以影響認知儲備[15]。有研究表明，經(jīng)過6個月的有氧運動干預后，海馬體積增大[16]。

2.4 有研究表明，童年時期IQ對成年后的認知的影響很大。認知儲備不是一個在發(fā)育過程中固定不變的，而是一個在成長過程中的動態(tài)過程。童年階段對以后生活中的認知功能有著至關重要的影響[9]。

2.5 環(huán)境富集導致大腦中的Aβ肽和淀粉樣蛋白的沉積減少，環(huán)境富集可能直接阻止或減緩AD病理的積累[10]。受豐富環(huán)境刺激的個體會呈現(xiàn)出較少的大腦退行性特征，豐富環(huán)境刺激對提高小鼠認知有幫助[17]。

另外，有研究表明，雙語有助于增加認知儲備。在一定隨訪期內(nèi)，單語者比雙語者有更多的認知衰退。證明雙語能力可能是預防癡呆的保護因素，并可被認為是增加認知儲備的一個因素[18]。

3 認知儲備的機制

有研究表明，一旦出現(xiàn)AD，CR值越高的患者預后越差，CR高的患者在AD發(fā)病后認知能力下降更快[19]。因為CR高的人對AD的耐受性更強，所以出現(xiàn)認知下降拐點的時間較晚。但是一旦出現(xiàn)拐點，認知下降速度更快。一項研究表明CR與較高的網(wǎng)絡效率有關；雖然較高的CR不能保護個體免受AD病理的影響，但是CR較高的AD患者能夠更好地應對病理的影響，盡管存在病理損傷，但可以呈現(xiàn)出更有效的網(wǎng)絡[20]。另外一項研究表明，認知儲備可能是由一個非特定任務的通用網(wǎng)絡來調(diào)節(jié)的，它可以在執(zhí)行許多任務時被激發(fā)出來。網(wǎng)絡的效率或能力可能與認知儲備有關。一個人有更高的CR將表現(xiàn)出與任務相關的激活模式，這種模式更有效，能力更強。效率的一個直接的衡量標準是與任務相關的激活量。一個更有效的網(wǎng)絡將顯示較少的激活，以產(chǎn)生相同或更好的性能水平。高CR的人表現(xiàn)出的與任務相關的激活模式效率更高，能力也更高[6]。一項研究表明：高CR的參與者在主要涉及額頂葉節(jié)點的網(wǎng)絡中顯示出顯著的連通性增加。相反，低CR者顯示在涉及額、顳、小腦節(jié)點的網(wǎng)絡中的連通性顯著降低[21]。環(huán)境刺激促進新神經(jīng)元的生長[22]。豐富環(huán)境刺激和鍛煉，可上調(diào)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子BDNF，能增加齒狀回中新神經(jīng)元的發(fā)生，并與促進膠質(zhì)生成、突觸形成和血管的生成有關，從而促進神經(jīng)可塑性[23]。有研究表明，通過三個月的雜耍技能訓練，左側(cè)頂葉溝和顳中葉皮層灰質(zhì)的增加[24]。學習倫敦布局的實習出租車司機，灰質(zhì)增加，特別是海馬[25]。對于健康的老年人，與CR相關的神經(jīng)效率的提高，正如功能核磁顯示的那樣，似乎包括了任務引導激活區(qū)招募的減少和默認網(wǎng)絡抑制的減少[26]。

4 認知儲備的評估

Stern[8]設計了一種全面評估和測量個體一生中積累的認知儲備數(shù)量的工具，即認知儲備指數(shù)問卷(Cognitive Reserve Index questionnaire，CRIq)，通過CR代理指標：教育、工作活動和休閑時間[8]等表現(xiàn)出來。教育的原始分數(shù)是教育的年限、超過六個月的培訓課程這兩個值的和。工作活動根據(jù)涉及智力投入和個人責任的程度分為五個不同級別：低技能體力勞動，熟練的體力勞動，熟練的非體力工作，中度負責或者智力職業(yè)的工作活動，高度負責或智力職業(yè)的工作活動；這部分的原始分數(shù)是工作年限乘以工作活動水平(從1到5)的級別所得的分值。休閑活動時間：在工作時間之外閑暇時間從事的具有認知刺激作用的活動，分為16個項目涉及各種智力活動(如閱讀報紙雜志、演奏音樂)、社會活動(參加志愿者活動、參加展覽、旅游)和體育活動(體育、舞蹈)。這個部分的原始分數(shù)是經(jīng)常/總是發(fā)生頻率的活動的總年數(shù)。CRI的總分值為三個子分值標準化后的得分值。一個人的智力、能力和經(jīng)驗越豐富，他就越能應付生活中的各種困難，應對復雜的認知任務和社會事件。CRIq就是量化這種認知儲備的工具。另外，北京師范大學認知神經(jīng)科學與學習國家重點實驗室還研究中國傳統(tǒng)的武術及太極拳、太極劍等對認知儲備的影響。

5 結(jié)語

首先，腦損傷的病理可能不會發(fā)展為癡呆，在將AD的病理標記物等同于癡呆時要謹慎[27]。其次，認知訓練是為治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病而提出的文化、社會和身體刺激。認知訓練可加強認知儲備，可以抵消大腦損傷并恢復突觸復雜性[28]。以認知刺激為重點的干預措施可能有助于減緩與年齡相關的認知功能衰退或癡呆，并延長健康年齡[20]。讓我們一起加強體育鍛煉，加強認知刺激及訓練，提高認知儲備，預防AD。