自適應(yīng)認(rèn)知訓(xùn)練對(duì)輕中度阿爾茨海默病患者的認(rèn)知改善研究

李晨曦 ,方 煜姜 娜孔 麗

(1.岳陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 護(hù)理學(xué)院,湖南 岳陽(yáng) 414000; 2.老年健康養(yǎng)護(hù)岳陽(yáng)市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 岳陽(yáng) 414000; 3.岳陽(yáng)市中心醫(yī)院,湖南 岳陽(yáng) 414000)

伴隨著人口老齡化進(jìn)程加快,阿爾茨海默癥(Alzheimer’s disease,AD)的發(fā)病率不斷上升.有研究對(duì)2015～2020年60 歲以上老年人口進(jìn)行了流行病學(xué)統(tǒng)計(jì),預(yù)計(jì)2050年我國(guó)AD 患病數(shù)將達(dá)到3003 萬,為2015年的2.35 倍[1].AD 的主要特征是認(rèn)知功能的進(jìn)行性減退,此外還常伴有失語(yǔ)、失認(rèn)、產(chǎn)生幻覺等人格及行為的全面性癡呆表現(xiàn),并且發(fā)病過程無法逆轉(zhuǎn),也無特殊治療方法或能夠逆轉(zhuǎn)疾病進(jìn)程的藥物,給患者家庭及全體社會(huì)帶來了沉重的負(fù)擔(dān).鑒于藥物療效不佳,越來越多的研究開始嘗試非藥物治療方式,認(rèn)知訓(xùn)練已成為延緩老年人認(rèn)知功能衰退,預(yù)防和干預(yù)AD 的重要途徑.相當(dāng)數(shù)量研究表明,認(rèn)知訓(xùn)練具有改善老年人認(rèn)知功能的效果[2～4].然而,不同的認(rèn)知訓(xùn)練方法產(chǎn)生的效果差異較大,有的訓(xùn)練方法甚至因過于復(fù)雜而無法廣泛應(yīng)用于阿爾茨海默病患者.因此,本文在充分利用國(guó)外經(jīng)典認(rèn)知訓(xùn)練軟件優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)內(nèi)老年人實(shí)際情況,應(yīng)用經(jīng)典自適應(yīng)算法[5]編制十余個(gè)計(jì)算機(jī)認(rèn)知訓(xùn)練程序,訓(xùn)練內(nèi)容的難度能夠根據(jù)被測(cè)對(duì)象的認(rèn)知水平進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整,使其符合普遍學(xué)習(xí)規(guī)律,并將這套訓(xùn)練方法應(yīng)用于輕中度阿爾茨海默病患者身上,取得較好效果.

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

2020年9月至12月,在岳陽(yáng)市四家養(yǎng)老機(jī)構(gòu)通過開展老年癡呆講座活動(dòng)共召集61名輕中度阿爾茨海默病患者作為研究對(duì)象.研究對(duì)象納入標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)美國(guó)精神病學(xué)會(huì)《精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第5版標(biāo)準(zhǔn)診斷為阿爾茨海默病.研究對(duì)象排除標(biāo)準(zhǔn):(1)血管性癡呆、額顳葉性癡呆和腦腫瘤或交通性腦積水引起其他癡呆者,老年抑郁患者、伴有嚴(yán)重內(nèi)科疾病影響智能者;(2)患有其他精神類疾病障礙的患者;(3)存在交流障礙或視力、聽力障礙的患者.本次活動(dòng)共召集61名患者,其中男性30名,女性31名,其中前三家機(jī)構(gòu)各召集15 名,最后一家機(jī)構(gòu)召集16 名.采用隨機(jī)的方式將61 名患者分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,其中實(shí)驗(yàn)組29 人,對(duì)照組32人.61名輕中度阿爾茨海默病患者及其家屬均同意參與研究并簽署知情同意書.

1.2 研究方法

1.2.1 干預(yù)前準(zhǔn)備

成立訓(xùn)練小組,小組成員共計(jì)6名,其中4 名負(fù)責(zé)訓(xùn)練,2 名負(fù)責(zé)評(píng)估.干預(yù)前對(duì)小組成員進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn),使成員熟練掌握訓(xùn)練、評(píng)估方法,能對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行規(guī)范而統(tǒng)一的訓(xùn)練和評(píng)估.

1.2.2 干預(yù)方式

采用了研發(fā)團(tuán)隊(duì)自行設(shè)計(jì)的自適應(yīng)計(jì)算機(jī)認(rèn)知訓(xùn)練程序?qū)?shí)驗(yàn)組患者進(jìn)行干預(yù),程序內(nèi)容包括注意力、執(zhí)行功能、方向定位、工作記憶等十余個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目,是研發(fā)團(tuán)隊(duì)在大量深入研究國(guó)外認(rèn)知訓(xùn)練軟件基礎(chǔ)上,基于Matlab自主編制而成,操作方法簡(jiǎn)單且兼具一定趣味性.考慮到研究對(duì)象認(rèn)知功能的特殊性,僅使用了注意力和執(zhí)行功能兩個(gè)較為簡(jiǎn)單的訓(xùn)練程序進(jìn)行訓(xùn)練.注意力-形狀匹配程序如圖1所示,共設(shè)置3種形狀,分別是圓形、方形、三角形,這三種形狀分別用空心、顏色、嵌套、實(shí)心四種屬性(共27個(gè)物體)對(duì)測(cè)試需要判斷的形狀進(jìn)行干擾.測(cè)試時(shí),屏幕采用隨機(jī)的方式呈現(xiàn)27種物體中的任意兩種.被試需要判斷兩個(gè)物體的形狀是否一致(兩者都為圓形或方形或三角形),忽略空心、嵌套、實(shí)心以及顏色對(duì)形狀匹配的干擾;操作方法簡(jiǎn)單,兩個(gè)物體都為圓形、方形或三角形時(shí)按左鍵,否則按右鍵;另外程序在兩個(gè)物體上方設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)條形的時(shí)間進(jìn)度條,每次測(cè)試時(shí),進(jìn)度條重置、然后不斷減少直至歸零,進(jìn)度條越短表示本次剩余作答時(shí)間越少.被試必須在進(jìn)度條歸零前做出選擇,否則程序按照回答錯(cuò)誤計(jì).

圖1 注意力程序中的圖形形狀匹配

執(zhí)行功能訓(xùn)練程序內(nèi)容如圖2所示,左邊是測(cè)試程序,右邊是程序操作的規(guī)則.程序運(yùn)行時(shí),屏幕最上方會(huì)出現(xiàn)一個(gè)不斷減少的長(zhǎng)條形時(shí)間進(jìn)度條;中間為一個(gè)在0～9之間隨機(jī)變化形狀大小的數(shù)字;最下方是一個(gè)不斷隨機(jī)變化顏色(紅黃藍(lán))的實(shí)心圓.測(cè)試時(shí)要求被試根據(jù)規(guī)則選擇按左/右鍵,規(guī)則有三:其一,下方實(shí)心圓為紅色時(shí),數(shù)字＜5,按左鍵,數(shù)字≥5,按右鍵;其二,下方實(shí)心圓為綠色時(shí),數(shù)字形狀較小按左鍵,形狀較大按右鍵;其三,下方實(shí)心圓為藍(lán)色時(shí),數(shù)字為單數(shù)按左鍵,數(shù)字為雙數(shù)按右鍵.在這兩項(xiàng)任務(wù)中,時(shí)間進(jìn)度條都采用了自適應(yīng)的算法模式,這種算法模式可以根據(jù)被訓(xùn)練對(duì)象的實(shí)時(shí)測(cè)試水平而不斷調(diào)整難度,進(jìn)而形成一種對(duì)被訓(xùn)練對(duì)象持續(xù)進(jìn)行認(rèn)知刺激的條件,刺激個(gè)體在訓(xùn)練中時(shí)刻處于充滿想象、發(fā)揮創(chuàng)造性潛力的認(rèn)知環(huán)境中.

圖2 執(zhí)行功能訓(xùn)練程序內(nèi)容

1.2.3 干預(yù)過程

對(duì)照組在養(yǎng)老機(jī)構(gòu)按照日常生活,常規(guī)護(hù)理,做好基本的生活護(hù)理,但不參與自適應(yīng)的認(rèn)知訓(xùn)練,僅進(jìn)行前后評(píng)估; 實(shí)驗(yàn)組在對(duì)照組的基礎(chǔ)上接受自適應(yīng)的認(rèn)知訓(xùn)練,訓(xùn)練內(nèi)容包括注意力和執(zhí)行功能訓(xùn)練,每次訓(xùn)練時(shí)間約為30 分鐘,每天訓(xùn)練一次,每周訓(xùn)練五天,累計(jì)訓(xùn)練六周時(shí)間.

1.3 評(píng)估方法

前后評(píng)估由經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的兩名評(píng)估人員進(jìn)行,為確保評(píng)估結(jié)果的客觀性,研究并未告知評(píng)估人員哪些患者是實(shí)驗(yàn)組或?qū)φ战M.評(píng)估工具應(yīng)用了蒙特利爾(Montreal Cognitive Assessment,MOCA)量表和簡(jiǎn)易智力精神狀態(tài)(Minimum Mental State Examination,MMSE)量表.MOCA 和MMSE 量表都是國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛的認(rèn)知篩查工具,對(duì)癡呆引發(fā)的認(rèn)知功能損害敏感性佳[6].

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

本研究使用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 26.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入與分析,計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行分析; 計(jì)量資料以均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述,兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),組內(nèi)比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn).

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較

共有61 例患者完成了研究,其中實(shí)驗(yàn)組29例,平均年齡為77.34± 7.90 歲; 對(duì)照組32 例,平均年齡為77.06± 7.04 歲.通過獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),兩組被試年齡、文化程度、職業(yè)類型并無顯著差異,其他信息見表1.

表1 兩組一般資料對(duì)比

2.2 兩組前后MOCA 量表比較

干預(yù)前后兩組MOCA 分?jǐn)?shù)對(duì)比見表2.不難看出,干預(yù)前,兩組MOCA 分?jǐn)?shù)無顯著性差異(P 0.928= ); 干預(yù)后兩組MOCA分?jǐn)?shù)均有顯著提高(P＜0.05); 但試驗(yàn)組MOCA 后測(cè)分?jǐn)?shù)、進(jìn)步幅度均顯著高于對(duì)照組,并且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05).

表2 干預(yù)前后兩組MOCA 分?jǐn)?shù)對(duì)比(mean±sd)

2.3 干預(yù)前后兩組MMSE 得分比較

干預(yù)前后兩組MMSE 分?jǐn)?shù)比較見表3.干預(yù)前兩組MMSE 得分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P = 0.553).干預(yù)后兩組MMSE 分?jǐn)?shù)進(jìn)步均顯著(P＜0.05),但試驗(yàn)組MMSE 后測(cè)分?jǐn)?shù)、進(jìn)步幅度均顯著高于對(duì)照組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05).

表3 干預(yù)前后兩組MMSE 分?jǐn)?shù)比較(mean±sd)

3 討論與分析

老年癡呆的發(fā)病率隨年齡增長(zhǎng)呈遞增趨勢(shì).研究顯示,65 歲以后,大約每隔 5年,癡呆的發(fā)生率就要提高一倍[7].同時(shí),在年齡增長(zhǎng)的過程中,生理特點(diǎn)也導(dǎo)致老年人的認(rèn)知功能不斷下降,因此,阿爾茨海默病有起病隱匿性的特點(diǎn),很多老人被發(fā)現(xiàn)有癥狀的時(shí)候便已經(jīng)患上了該病.盡管現(xiàn)有的抗AD 藥物治療可以緩解癡呆病情,但無法逆轉(zhuǎn)疾病過程,且越晚干預(yù),效果越差.與此同時(shí),隨著“腦的可塑性”理論的發(fā)展,越來越多的研究發(fā)現(xiàn),即使是老年人的大腦也存在一定的靈活性和可塑性[8,9].大量的研究逐步轉(zhuǎn)向非藥物的干預(yù)方式,試圖通過“主動(dòng)對(duì)抗”的方式來延緩或改善老年人認(rèn)知功能下降的問題.然而非藥物的干預(yù)方式應(yīng)用到AD 患者身上始終存在較大局限性,首先重癥者依從性差,很多有精神癥狀,根本無法有效完成各種干預(yù); 其次對(duì)于輕中度患者,如何有節(jié)奏地把握干預(yù)難度又成了一個(gè)很關(guān)鍵性的因素,任務(wù)太簡(jiǎn)單,無法實(shí)現(xiàn)對(duì)患者大腦的有效刺激,訓(xùn)練任務(wù)太復(fù)雜,患者無法完成對(duì)應(yīng)的任務(wù),更達(dá)不到預(yù)期效果.這也是為何部分認(rèn)知訓(xùn)練的研究結(jié)果[10,11]并沒有取得一個(gè)較好的效果,有的結(jié)果甚至受到部分研究人員[12,13]的質(zhì)疑.

本研究所應(yīng)用的軟件包含多個(gè)程序,在本次實(shí)驗(yàn)中主要應(yīng)用注意力形狀匹配程序和訓(xùn)練認(rèn)知靈活性的執(zhí)行功能程序.從研究的結(jié)果(表2 和表3)來看,無論是MOCA 量表還是MMSE 量表的成績(jī),實(shí)驗(yàn)組的干預(yù)后得分均遠(yuǎn)高于對(duì)照組,說明訓(xùn)練起到了較好的效果,提高了老年人大腦的總體認(rèn)知水平.之所以能夠取得較好的效果,團(tuán)隊(duì)認(rèn)為可能與自適應(yīng)的訓(xùn)練機(jī)制有關(guān).在本訓(xùn)練中,無論對(duì)于輕度還是中度的AD老年人,起始的訓(xùn)練難度并不大,但是伴隨著成績(jī)提升,程序會(huì)根據(jù)他們的訓(xùn)練效果自適應(yīng)提高難度,將其正確率始終控制在79.3%的水平.隨著訓(xùn)練的逐步深入,訓(xùn)練難度很快會(huì)達(dá)到老年人認(rèn)知功能的上限,并且后續(xù)持續(xù)挑戰(zhàn)老年人的認(rèn)知上限水平,促使老年人的大腦調(diào)動(dòng)可用的資源來不斷應(yīng)對(duì)任務(wù)刺激,引起其大腦發(fā)生持續(xù)性的神經(jīng)可塑性改變,進(jìn)而導(dǎo)致老年人大腦發(fā)生較為持久而廣泛的腦功能改變,促使其認(rèn)知功能的提高.Pergher[14]等對(duì)青年人和老年人進(jìn)行的工作記憶訓(xùn)練也驗(yàn)證了這一點(diǎn),他們發(fā)現(xiàn),相同的認(rèn)知訓(xùn)練,對(duì)老年人的效果更好.對(duì)于青年人而言,同樣的訓(xùn)練內(nèi)容難度較小,難以形成認(rèn)知挑戰(zhàn),而對(duì)老年人而言,訓(xùn)練任務(wù)的難度一直處于挑戰(zhàn)水平,因此老年組訓(xùn)練效果強(qiáng)于青年組.Bahar-Fuchs[15]和Peretz[16]等人的研究也發(fā)現(xiàn),采用自適應(yīng)的認(rèn)知訓(xùn)練效果通常要優(yōu)于非自適應(yīng)的認(rèn)知訓(xùn)練效果,使被試出現(xiàn)更好的訓(xùn)練效應(yīng)和遷移效應(yīng).

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,通過本研究和對(duì)以往部分研究的梳理,可以認(rèn)為具有持續(xù)性認(rèn)知挑戰(zhàn)效果的自適應(yīng)認(rèn)知訓(xùn)練可能是一種更好的非藥物干預(yù)的手段.這種自適應(yīng)的計(jì)算機(jī)訓(xùn)練程序未來還可以應(yīng)用于養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、社會(huì)活動(dòng)中心、康復(fù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)等,具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值.