卒中后認(rèn)知障礙對數(shù)學(xué)計算-步行雙任務(wù)中步態(tài)自動化程度和跌倒風(fēng)險的影響

認(rèn)知障礙是卒中后常見的障礙類型之一，主要表現(xiàn)為額葉執(zhí)行功能受限和注意力缺陷

。步行-認(rèn)知的雙重任務(wù)執(zhí)行是卒中患者回歸社區(qū)后需常面對的日?；顒又?/p>

，不同于健康人群，腦卒中者常通過過度占用執(zhí)行功能和注意力來執(zhí)行步行控制

。在當(dāng)前認(rèn)知資源容量的框架理論下，執(zhí)行功能障礙和注意力缺陷可能是誘發(fā)步行不穩(wěn)和跌倒發(fā)生的主要原因之一

。然而，認(rèn)知障礙、雙任務(wù)下的步態(tài)表現(xiàn)和跌倒風(fēng)險三者之間的關(guān)系依然尚未明確

。明確此關(guān)系對于理解認(rèn)知障礙誘發(fā)跌倒的潛在機(jī)制具有重要意義，且可為雙重任務(wù)干預(yù)方案的設(shè)計提供理論指導(dǎo)。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)的步行控制可以看作為執(zhí)行步行控制和節(jié)律化自動控制之間的平衡

。執(zhí)行步行控制與前額葉的資源利用相關(guān)

，而節(jié)律自動化控制則涉及基底核

。研究發(fā)現(xiàn)，不同認(rèn)知任務(wù)影響步態(tài)表現(xiàn)和跌倒風(fēng)險的機(jī)制并不相同

。前人研究的雙重任務(wù)設(shè)計較多集中在與前額葉、語言中樞以及感覺-運(yùn)動皮層介導(dǎo)的認(rèn)知任務(wù)層面上

，而對于涉及空間記憶的數(shù)學(xué)計算卻關(guān)注較少。研究顯示，基底核不僅與節(jié)律化自動控制有關(guān)，還同時介導(dǎo)數(shù)學(xué)計算

。此外研究表明，集中注意學(xué)習(xí)可以激活右側(cè)基底核

，這可能說明注意力缺陷也會間接影響基底核的功能發(fā)揮。因此，設(shè)計數(shù)學(xué)計算的認(rèn)知任務(wù)可能對于理解雙任務(wù)下的步行自動化控制和跌倒風(fēng)險程度具有重要意義。然而，較為遺憾的是，前人研究中步態(tài)時空參數(shù)的評估并不能反映與基底核相關(guān)的步態(tài)自動化控制

。此外，采用質(zhì)心和壓力的距離或夾角來評估跌倒風(fēng)險，忽略了支撐面和步行速度的影響

。因此，本研究通過設(shè)計步行-數(shù)學(xué)計算的雙任務(wù)，采用步態(tài)變異性和步態(tài)穩(wěn)度量化評估步行自動化程度和跌倒風(fēng)險，旨在探討卒中后認(rèn)知障礙對數(shù)學(xué)計算-步行雙任務(wù)中步行自動化程度和跌倒風(fēng)險的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 于2019年6月～10月間在上海市虹口江灣醫(yī)院及其周邊社區(qū)，共招募腦卒中受試者31名。診斷標(biāo)準(zhǔn)：符合《各類腦血管疾病診斷要點》腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)CT或MRI檢查證實。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡50歲～ 75歲，性別不限；首次發(fā)病，且病程>6個月；無佩戴各類輔助步行或矯形器具；可自主步行20m。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴有其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病或嚴(yán)重內(nèi)科疾病者；患有肌骨類型疾病或其他疾病，并導(dǎo)致下肢不對稱及肌骨損傷者；視力或聽力障礙者；已參加任何臨床研究者；接受系統(tǒng)化的認(rèn)知功能訓(xùn)練者。由一名經(jīng)驗豐富的康復(fù)治療師，采用MoCA認(rèn)知評估量表(Montreal Cognitive Assessment, MoCA)對受試者進(jìn)行認(rèn)知功能評定

，根據(jù)認(rèn)知功能評估結(jié)果分為認(rèn)知障礙組(

=14，MoCA<26)和無認(rèn)知障礙組(

=17，MoCA≥26)。此外，評估受試者下肢功能(Fugl-Meyer Assessment，F(xiàn)MA)和Berg平衡功能。兩組受試者基線特征見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，且受試者知情同意。

早期生長反應(yīng)因子1（EGR-1）是一種早期生長反應(yīng)基因，屬于轉(zhuǎn)錄因子鋅指蛋白家族成員。它可以在幾分鐘內(nèi)激活一系列信號通路，其活性在數(shù)小時內(nèi)即衰退。滲透壓改變、熱休克、缺氧、DNA損傷、輻射損傷等應(yīng)激都會刺激EGR-1的表達(dá)。EGR-1通過多種通路調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化和凋亡。但是，目前關(guān)于EGR-1在卵巢癌中的發(fā)生、發(fā)展中起到什么樣的作用還未有明確的報道。本研究運(yùn)用免疫組化的方式檢測EGR-1蛋白在卵巢癌的表達(dá)情況，探討EGR-1在卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展的過程中的作用與意義。

1.2 方法

在雙重任務(wù)中，跌倒風(fēng)險和步行自動化控制息息相關(guān)

。本文研究結(jié)果顯示，認(rèn)知障礙組內(nèi)外側(cè)動態(tài)穩(wěn)度顯著低于無認(rèn)知障礙組。這與前人關(guān)于遺傳性痙攣、腦卒中等領(lǐng)域的研究結(jié)果相一致

。以往針對神經(jīng)病變?nèi)巳翰叫胁呗缘难芯空J(rèn)為，腦卒中步態(tài)表現(xiàn)的改變不僅僅是因為運(yùn)動功能的受限，也有可能是其根據(jù)自身功能而選擇慢速平穩(wěn)的應(yīng)對策略有關(guān)

。盡管我們并未發(fā)現(xiàn)前后方向的不穩(wěn)增大，但這并不意味著認(rèn)知障礙對前后方向的動態(tài)穩(wěn)度沒有影響，原因在于步速的降低和雙支撐的延長使得動態(tài)穩(wěn)度趨于正常。然而，認(rèn)知障礙組在步行腳跟觸底時，內(nèi)外側(cè)跌倒風(fēng)險依然較大，這提示在康復(fù)干預(yù)中應(yīng)著重于內(nèi)外側(cè)平衡的訓(xùn)練。

2.2 兩組患者并發(fā)癥發(fā)生率對比 對照組腎結(jié)石患者并發(fā)癥發(fā)生率為2.00%，觀察組患者為20.00%，觀察組患者并發(fā)癥發(fā)生率顯著增高，兩組比較有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表2)。

2 結(jié)果

卒中后認(rèn)知障礙影響步態(tài)生物力學(xué)變化和誘發(fā)跌倒的潛在機(jī)制，持續(xù)引發(fā)神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域研究人員的重點關(guān)注

。與前人研究側(cè)重點不同的是，本研究著眼于涉及基底核的數(shù)學(xué)計算-步行雙重任務(wù)，并明確了卒中后認(rèn)知障礙對數(shù)學(xué)計算-步行雙重任務(wù)中步行自動化程度和跌倒風(fēng)險的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與無障礙組相比，認(rèn)知障礙組具有顯著更低的步速、更大的雙支撐期比例、更大的步速變異性及更低的內(nèi)外側(cè)動態(tài)穩(wěn)度。這可能說明在可影響基底核的雙重任務(wù)中，執(zhí)行功能障礙和注意力缺陷進(jìn)一步降低了步行自動化模式和增加了跌倒風(fēng)險。

在健、患側(cè)肢體腳跟觸地時，認(rèn)知障礙組的內(nèi)外側(cè)動態(tài)穩(wěn)度顯著小于無認(rèn)知障礙組(

<0.05)，前后方向動態(tài)穩(wěn)度2組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表4。

其次，需要建設(shè)目標(biāo)，通過運(yùn)用云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)出符合院校發(fā)展的數(shù)字化環(huán)境，從而實現(xiàn)規(guī)范高效的管理，并且可以為學(xué)校管理者作出決策提供強(qiáng)有力的依據(jù)，為全校的老師和學(xué)生提供更加便捷的信息服務(wù)系統(tǒng)，科學(xué)地提高學(xué)校的信息化水平，實現(xiàn)學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展[3]。

3 討論

2組步態(tài)時空參數(shù)的比較。與無認(rèn)知障礙組相比，認(rèn)知障礙組具有顯著較小的步速和較大的雙支撐期(

<0.05)；其余步態(tài)參數(shù)指標(biāo)無統(tǒng)計學(xué)差異。見表2。2組步態(tài)參數(shù)變異性比較，認(rèn)知障礙組的步速變異性顯著大于無認(rèn)知障礙組(

<0.05)；其余步態(tài)參數(shù)變異性指標(biāo)未見統(tǒng)計學(xué)差異。見表3。

步態(tài)控制主要依賴于前額葉-紋狀體網(wǎng)絡(luò)，此網(wǎng)絡(luò)涉及執(zhí)行功能

。其中，紋狀體是基底節(jié)環(huán)路的輸入層，主要參與步行程序性和節(jié)律自動化的過程，而前額葉主要是在復(fù)雜的步行條件下補(bǔ)充自動化

。步態(tài)參數(shù)變異性與步行自動化控制程度的負(fù)相關(guān)關(guān)系已得到大量研究證實

。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)認(rèn)知障礙組的步速變異性顯著更大，這可能說明執(zhí)行功能障礙對步行自動化模式產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。研究發(fā)現(xiàn)，與青年相比，健康老年人和腦卒中患者在步行任務(wù)中均表現(xiàn)出前額葉的過度激活，且腦卒中患者前額葉過度激活程度大于健康老年人

。目前認(rèn)為，這種前額葉過度激活的現(xiàn)象是為了補(bǔ)償中樞病變后步行自動化模式的匱乏，用以補(bǔ)充自動化和執(zhí)行步行控制

。較為有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)，伴有執(zhí)行功能障礙和注意力缺陷的卒中者在數(shù)學(xué)計算-步行雙重任務(wù)中步速的顯著降低。其可能的原因是，由于腦卒中患者隨意性控制下降及本體感覺障礙，平衡調(diào)節(jié)和維持需要更高的集中注意力才能完成

，這從一定層面上解釋了步速降低、雙支撐延長及步速變異性增大的部分原因。

1.2.1 生物力學(xué)測試方案 50個反光Marker依據(jù)Vicon動作捕捉方案依次粘貼于身體骨性標(biāo)志處。采用三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)(Vicon Motion Systems, T40, UK)和三維測力臺(AMTI, OR6-GT1000, USA)同步采集步態(tài)中的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)，采樣頻率分別為100 Hz和1000 Hz。在本研究中，認(rèn)知-步行雙重任務(wù)測試要求受試者一邊步行，一邊進(jìn)行10—3的連續(xù)遞減計算

。其中，要求受試者以自我選擇速度進(jìn)行步態(tài)測試，在正式測試前，要求受試者完成5次步態(tài)預(yù)測試，以充分熟悉實驗場地和實驗意圖。正式實驗采集3次成功的數(shù)據(jù)用以后續(xù)數(shù)據(jù)處理分析。

優(yōu)先注意資源的限制和環(huán)境需求導(dǎo)致機(jī)體在面對不同認(rèn)知任務(wù)時，出現(xiàn)不同的應(yīng)對策略

。Patel等

的研究評估添加不同類型認(rèn)知任務(wù)的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)連續(xù)減法中認(rèn)知消耗最高。與本研究結(jié)果較為不一致的是，上述研究發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)計算的介入并沒有顯著降低步態(tài)表現(xiàn)，其認(rèn)為這是步行自動化的結(jié)果。造成這種結(jié)果不一致的原因可能歸因于受試者的不同，健康老年人在腦功能、步態(tài)表現(xiàn)和認(rèn)知資源容量上均優(yōu)于腦卒中患者

。這也可能暗示在臨床康復(fù)中設(shè)計雙重任務(wù)干預(yù)類型時，應(yīng)根據(jù)患者認(rèn)知水平和功能水平進(jìn)行選擇。

水體沉積物是水體營養(yǎng)元素的重要蓄積庫，是水體營養(yǎng)鹽的緩沖劑，維持水中營養(yǎng)鹽平衡，在水體缺乏營養(yǎng)時，水生生物的生長主要是靠沉積物釋放的營養(yǎng)鹽維持調(diào)節(jié)。磷是造成水質(zhì)富營養(yǎng)化的關(guān)鍵性的限制性因素之一[1]。城市河流閘控滯流，水力流通性差，造成大量沉積物淤積，內(nèi)源負(fù)荷累積。城市河流沉積物磷的沉積物-水界面交換和輸送研究具有重要意義。

本研究存在著一些限制：①本研究采用MoCA量表對受試者認(rèn)知功能中的各項能力進(jìn)行了評估，但并未進(jìn)一步分析MoCA分項得分，尤其是執(zhí)行功能、注意力與步態(tài)變異性及動態(tài)穩(wěn)度的相關(guān)性；②我們基于前人研究結(jié)果，在前言和討論部分進(jìn)行了腦功能和步態(tài)控制的相關(guān)討論，但并沒有進(jìn)行雙重任務(wù)下的腦功能評估。未來研究可在此基礎(chǔ)上，通過納入涉及不同腦區(qū)的認(rèn)知任務(wù)，采用近紅外技術(shù)明確不同認(rèn)知雙重任務(wù)下的步態(tài)控制、跌倒風(fēng)險與腦功能潛在關(guān)系。

綜上所述，卒中后執(zhí)行功能障礙和注意力缺陷改變了雙重任務(wù)下的步行模式，對步態(tài)變異性和動態(tài)穩(wěn)度產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。建議臨床康復(fù)治療中，應(yīng)多設(shè)計包含運(yùn)動控制和數(shù)學(xué)計算的雙重任務(wù)訓(xùn)練，以期降低跌倒發(fā)生率。

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