Translational Psychiatry：长期认知训练改善轻度认知障碍（MCI）患者的流体认知和大脑连接性
2024-10-25 xiongjy MedSci原创 发表于上海
长期多领域认知训练显著改善了轻度认知障碍患者的流体认知，增强了与执行功能相关的脑区功能连接性，并减缓了白质微结构的退化。
轻度认知障碍（MCI）是阿尔茨海默病（AD）的高风险因素之一。随着人口老龄化，非药物干预措施，尤其是多领域的认知训练（CT），逐渐成为延缓认知衰退和推迟阿尔茨海默病发作的重要研究方向。然而，大多数相关研究的干预时间较短，或仅关注单一认知领域，对整体大脑功能的影响尚未得到充分验证。因此，本研究通过为期6个月的多领域认知训练，探讨其对MCI患者的流体认知、功能性大脑连接性及白质微结构的影响。
本研究招募了60名年龄在65至85岁之间的MCI患者，并随机分为两组：30人进行多领域认知训练（CT），另外30人参与填字游戏训练（CW）作为对照组。此外，45名健康老年人（HC）作为基线比较组。MCI患者的训练为期6个月，每周三次，每次20至30分钟。CT组通过家用电脑进行基于Lumosity平台的在线认知训练，训练内容包括记忆、执行功能等多项认知任务，任务难度会随着参与者表现而动态调整。CW组则通过固定难度的填字游戏作为对照。
所有参与者在基线和训练结束后进行了认知评估和大脑磁共振成像（MRI）扫描，主要指标包括流体认知（例如执行功能、注意力、工作记忆等）和大脑功能连接性。研究还采用纤维密度分析法（FBA）来分析白质微结构变化，关注的是神经纤维的微观结构特征。
图1. 流体智力的变化图
在认知功能的变化上，CT组表现出显著的提升。流体认知在CT组从基线到训练结束后提高了约10%（p<0.01，Cohen’s d=0.7），而对照组CW仅显示轻微提升，且无统计学显著性。值得注意的是，CT组的认知表现甚至超过了健康对照组，表明该训练不仅能够延缓认知衰退，还可能有助于提升认知功能。
功能性连接性分析显示，CT组在工作记忆任务期间前额叶皮层（DLPFC）与顶下沟（IPC）之间的连接性显著增加，而CW组则表现出连接性的下降。这表明多领域认知训练能够增强与执行功能相关的脑区连接性，且这些连接性增强与流体认知的改善有显著相关性。此外，功能连接性的恢复趋势表明CT训练可能对功能性大脑网络具有一定的康复效应。
在白质微结构方面，CT组的纤维密度（FD）下降速度显著小于CW组，尤其是在与记忆和执行功能相关的左、右扣带束、前丘脑辐射和视放射等关键脑区。尽管两组的纤维密度在干预前后都有所下降，但CT组的下降幅度仅为1.3%，而CW组则为2%。这表明CT训练可能在一定程度上减缓了神经退行性变化的进程。
图2. 不同组在干预前后功能性连接性变化的脑区分布
本研究首次通过长期多领域认知训练，验证了该训练对MCI患者流体认知和大脑连接性改善的显著效果。CT训练不仅提升了MCI患者的认知功能，还延缓了大脑结构的退化，特别是在与记忆和执行功能相关的神经通路中。这些结果表明，认知训练可能具有潜在的治疗效应，能够帮助MCI患者延缓阿尔茨海默病的进程。尽管研究样本有限，特别是由于COVID-19大流行导致部分参与者未能完成后期干预，但本研究的初步结果为进一步探讨认知训练在MCI中的应用提供了重要依据。
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