步态启动运动计划阶段的认知特征：衰老与帕金森病的影响剖析

《Innovation in Aging》：Cognitive Aspects of the Motor Planning Stage of Gait: Effects of Aging and Parkinson’s Disease

本研究针对步态启动初期运动计划阶段的认知加工机制不明确的问题，探讨了衰老与帕金森病(PD)对该过程的影响。通过对比分析年轻成人(YA)、老年成人(OA)及PD患者的预期姿势调整时间(time-to-APA)、简单及复杂上肢视觉运动反应时间(SRT, CRT)等指标，发现time-to-APA较SRT更为复杂，且在OA与PD患者中其性质接近CRT。该阶段在PD患者中与运动障碍无关，而APA持续时间则相关。研究揭示了步态启动计划阶段的认知本质，为相关神经退行性疾病的评估提供了新视角。

　　

当我们听到“开始走路”的指令时，身体并非立刻迈出第一步，而是需要经历一个复杂的准备过程。这个启动阶段，特别是发出行走指令到出现预期姿势调整（Anticipatory Postural Adjustment, APA）之间的短暂时刻，就像是运动前的“大脑反应时间”。然而，这个阶段究竟涉及哪些认知活动？它是否只是一个简单的反射，还是包含了更高级的思维过程？随着年龄增长或罹患帕金森病（Parkinson's Disease, PD）等神经退行性疾病，这一过程又会发生怎样的变化？这些问题对于理解运动控制机制、早期识别运动功能衰退至关重要。目前，学界对于步态启动初期，尤其是运动计划阶段的认知特性尚缺乏清晰界定。

为了解开这个谜团，由Jeffrey Hausdorff领衔的研究团队开展了一项研究，成果发表在《Innovation in Aging》期刊上。该研究旨在精确刻画步态启动中运动计划阶段的认知复杂性，并探讨衰老和帕金森病对其产生的影响。

研究人员主要运用了行为学测量和临床评估相结合的方法。他们招募了34名年轻成人（YA）、31名老年成人（OA）以及27名帕金森病（PD）患者作为研究对象。关键技术方法包括：1. 量化步态启动参数：通过运动捕捉技术记录并分析时间到预期姿势调整（time-to-APA）和APA持续时间。2. 评估认知运动反应：测量受试者的简单视觉运动反应时间（SRT）和复杂视觉运动反应时间（CRT），以作为认知加工复杂度的参照。3. 神经心理与运动功能评估：使用Color-Trails Test（CTT）B部分评估执行功能，并使用国际运动障碍学会统一帕金森病评定量表第三部分（MDS-UPDRS-part 3）评估PD患者的运动症状严重程度。数据分析采用了混合效应模型（Mixed-effects analysis）和斯皮尔曼相关系数（Spearman's correlation coefficient, r_s）等统计方法。

研究结果

时间到预期姿势调整（time-to-APA）与反应时间的比较

研究结果显示，在所有三组受试者（YA, OA, PD）中，time-to-APA均显著长于简单反应时间（SRT）（p<0.001）。这表明步态启动的计划阶段涉及的认知过程比简单的感觉运动反应更为复杂。在年轻成人（YA）中，time-to-APA显著短于复杂反应时间（CRT）（p<0.001）。然而，在老年成人（OA）和帕金森病（PD）患者中，time-to-APA与复杂反应时间（CRT）之间则没有显示出显著差异。混合效应分析进一步揭示了时间（测量指标）、组别（YA, OA, PD）以及时间与组别的交互作用均具有统计学意义（p值分别为<0.001, 0.037, 0.002）。

时间到预期姿势调整（time-to-APA）与认知功能的关联

在所有受试者合并分析中，time-to-APA与评估执行功能的Color-Trails Test B部分得分呈显著正相关（r_s=0.406, p<0.001），即执行功能越差的个体，其步态启动的计划时间越长。值得注意的是，APA的持续时间与这项认知测试得分则没有显著关联。

帕金森病（PD）患者中步态参数与运动症状的关系

在帕金森病（PD）患者群体中，分析发现了有趣的分化：APA持续时间与代表运动症状严重程度的MDS-UPDRS-part 3评分呈显著正相关（r_s=0.535, p=0.004），说明运动障碍越严重，APA阶段持续得越久。然而，time-to-APA与MDS-UPDRS-part 3评分则无显著相关性（p=0.892）。

研究结论与意义

本研究通过系统比较不同人群的步态启动参数和认知运动反应时间，得出以下核心结论：步态启动的计划阶段，即时间到预期姿势调整（time-to-APA），本质上是一个认知过程，其复杂性超越了简单的感觉运动反应（SRT），在老年人和帕金森病患者中，其性质接近于需要更高阶认知参与（如决策、反应选择）的复杂反应时间（CRT）任务。这表明，在步态启动之初，大脑需要进行相当程度的“运算”和“规划”。

研究结果具有重要的理论和临床意义。首先，它明确了步态启动计划阶段的认知属性，深化了我们对运动控制层次的理解。其次，研究揭示了衰老和帕金森病对步态启动的影响存在特异性：帕金森病主要影响运动计划的执行阶段（表现为APA持续时间延长且与运动症状相关），而计划阶段（time-to-APA）的延迟则可能更多地反映了与年龄或疾病相关的认知功能变化，而非纯粹的运动功能障碍。这为区分运动障碍中的“认知”成分和“纯粹运动”成分提供了潜在的生物标志物。

最后，该研究提示，针对步态启动困难的干预措施可能需要区别对待：对于计划阶段延迟的个体，认知训练或双任务训练可能更具针对性；而对于执行阶段存在问题的患者，则可能需要侧重于改善肌肉力量和协调性的物理治疗。未来研究需要进一步揭示影响步态启动初始阶段的具体认知因素（如注意力、工作记忆等），以期开发更有效的评估和干预策略，改善老年人和神经系统疾病患者的生活质量。