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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

来源 2024-10-25 11:00:49 医疗资讯

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。

原始出处:
Gozdas, E., Avelar-Pereira, B., Fingerhut, H., Dacorro, L., Jo, B., Williams, L., O’Hara, R., & Hosseini, S. M. H. (2024). Long-term cognitive training enhances fluid cognition and brain connectivity in individuals with MCI. *Translational Psychiatry*, 14:447. https://doi.org/10.1038/s41398-024-03153-x

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