论文部分内容阅读
目的:脑卒中后运动、认知功能障碍的康复一直是研究的重点及难点。既往研究表明运动训练改善运动功能的同时,也可以改善认知功能,二者相互影响,但相关脑卒中后神经网络机制尚不明确。本研究旨在通过功能性近红外光谱成像技术（Functional near-infrared spectroscopy,f NIRS）探讨比较脑卒中后患者与健康人群在执行不同运动认知任务下的脑区激活及功能网络连接的特异性,用以指导临床康复策略的制定和完善相关神经调控机制研究。方法:本研究纳入广州医科大学附属第五医院康复医学科（2020年09月至2020年12月）就诊的符合纳入标准的脑卒中后左侧偏瘫患者10名作为脑卒中组（Stroke group,Stroke组）,同时招募年龄匹配的健康老年人10名作为健康老年人组（Healthy elder group,ELD组）,以及健康年轻人10名作为健康年轻人组（Healthy young group,YNG组）。3组受试者均接受临床功能量表评估以及不同运动认知下的同步f NIRS评估。其中,临床功能量表评估包括简易精神状态评价量表（Mini-mental state examination,MMSE）用以评估整体认知功能,Brunnstrom（手）分期用以评估手功能水平。同步f NIRS运动认知实验包括（1）右手运动任务（单纯运动任务）,（2）Stroop范式任务（单纯认知任务）和（3）双手交替运动任务（运动-认知任务）。选取的4个感兴趣脑区（Regions of interest,ROIs）为:左侧前额叶皮质（Left prefrontal cortex,LPFC）、右侧前额叶皮质（Right prefrontal cortex,RPFC）、左侧运动皮质（left motor cortex,LMC）和右侧运动皮质（Right motor cortex,RMC）。通过记录不同任务范式下氧合血红蛋白（Oxy-hemoglobin,Hb O）浓度,并计算ROIs间的功能连接（Functional connectivity,FC）,用于观察并比较不同人群（组间比较）和不同任务（组内比较）间的脑区激活及脑功能连接差异。结果:1.基本信息结果显示:Stroke组和ELD组之间年龄无统计学差异（Stroke组60.30±10.89岁;ELD组56.20±6.76岁）。Stroke组、ELD组和YNG组3组之间性别的比无统计学差异。2.Stroop范式任务（单纯认知任务）结果显示:与ELD组相比,YNG组平均反应时明显缩短,平均错误次数明显减少;而Stroke组平均反应时明显延长,平均错误次数明显增加,差异均具有统计学意义（P<0.05）。3.脑区激活程度对比结果显示:在右手运动任务（单纯运动任务）中,与ELD组相比,Stroke组RPFC的激活程度明显增高（P<0.05）,LMC激活程度明显减低（P<0.05）。在Stroop范式任务（单纯认知任务）中,与ELD组相比,YNG组LPFC、RPFC、LMC、PFC+MC激活程度均明显增高（P<0.05）;而Stroke组RPFC的激活程度明显增高（P<0.05）,LMC激活程度明显减低（P<0.05）。在双手交替运动任务（运动-认知任务）中,与ELD组相比,YNG组PFC、LMC、PFC+MC激活程度均明显减低（P<0.05）,而Stroke组RPFC的激活程度明显增高（P<0.05）,LMC激活程度明显减低（P<0.05）。4.脑功能连接特点对比结果显示:与ELD组相比,YNG组在四种运动认知任务中的所有ROIs之间功能连接强度均明显增加,差异具有统计学意义（P<0.05）。而Stroke组在右手运动任务（单纯运动任务）中除LPFC-RPFC以外,其他ROIs之间功能连接强度均明显减少（P<0.05）;在Stroop范式任务（单纯认知任务）中除LPFC-RPFC以外,其他ROIs之间功能连接强度均明显减少（P<0.05）;在双手交替运动任务（运动-认知任务）中LPFC-LMC、RPFC-RMC、LMC-RMC功能连接强度均明显增加（P<0.05）。结论:不同运动认知任务下脑卒中组和健康人群（健康老年人和健康年轻人）脑区的激活和功能连接模式不同:1.在单纯运动任务（右手运动任务）中,健康老年人组大脑PFC和MC之间功能连接强度下降,具有通过对侧PFC和同侧MC共同激活的代偿趋势。而脑卒中组具有通过病灶侧PFC的过度激活来弥补MC激活不足的趋势,大脑功能连接代偿机制可能起源于大脑双侧PFC。2.在单纯认知任务（Stroop范式任务）中,年龄老化导致的认知信息处理能力降低可能与PFC和MC之间的激活程度和功能连接强度减弱有关。脑卒中导致的对认知信息的处理能力减弱主要通过增强PFC之间的功能连接来代偿。3.在运动-认知任务（双手交替运动任务）中,健康老年人组具有通过大脑双侧PFC和MC共同激活的代偿趋势。脑卒中组以大脑右侧PFC的激活为主,大脑双侧PFC和MC的功能连接性明显增强,与其他任务相比更接近于健康人群水平。4.与单纯的运动或认知任务相比,脑卒中患者可以通过运动-认知任务更加有效地强化运动-认知脑区间的脑功能网络连接从而促进脑功能网络重塑。在临床康复工作中,运动-认知训练模式可以用于指导脑卒中患者组康复干预方案的选择,促进神经重塑,改善患者功能障碍。