利用功能性近红外光谱技术研究主观认知衰退的双任务生物标志物

《Neurobiology of Aging》：Investigating dual-task biomarkers of subjective cognitive decline using functional near-infrared spectroscopy

主观认知衰退老年人双任务处理中前额叶氧合及表现差异研究。使用近红外光谱技术对比24例SCD与18例非SCD老年人于n-back和序列记忆任务中的神经氧合及操作表现，发现SCD组在双任务时前额叶氧合增量显著（p=0.002），但反应速度变慢（p=0.002）、准确性降低（p=0.024）且存在神经补偿与效率低下的双重现象。纵向研究可进一步验证其作为认知衰退生物标志物的潜力。

　　

Talia Salzman|Diana P. Tobón|Vanessa Taler|Sarah Fraser

渥太华大学健康科学学院人体运动学系，加拿大渥太华

摘要

有主观认知衰退（SCD）的老年人可能比没有SCD的老年人面临更大的认知障碍风险。本研究通过观察双重任务条件下大脑氧合水平和表现的变化，以确定这些变化是否可以作为有SCD老年人的生物标志物。

有SCD的老年人（n=24）和没有SCD的老年人（n=18）完成了神经心理学评估以及手指敲击和工作记忆双重任务。测量了认知和运动表现，并使用功能性近红外光谱（fNIRS）来检测前额叶皮层氧合水平的变化（?HbO2, ?HbR）。

重复测量分析显示，在n-back双重任务条件下，大脑氧合水平的增加显著高于单一运动任务（p =.01）和认知任务（p =.04）条件。与单一任务相比，双重任务下的手指敲击反应更慢（p =.002）、准确性更低（p =.024）且更不稳定（p =.001）。在SCD组内，双重任务下的氧合水平增加也高于单一认知任务（p =.002），并且在SCD组与非SCD组之间也存在差异（p =.016）。在SCD组内，单一任务下的手指敲击准确性高于双重任务（p =.04）。无论是SCD组（p <.001）还是非SCD组（p =.005），单一任务下的认知准确性也都更高。

研究发现，有SCD的老年人在神经补偿方面存在一定的能力，尽管大脑氧合水平升高，但其双重任务表现仍有所下降。需要纵向研究来证实这些机制是否可以作为SCD患者认知障碍进展的生物标志物。

章节摘录

引言

虽然随着年龄增长认知能力会发生变化，但主观认知衰退（SCD）指的是那些报告认知能力下降的老年人，他们的神经心理学测试表现与同龄人、同性别和同等教育水平的人相当（Farias等人，2018年；Jessen等人，2014年）。SCD在临床上具有重要意义，因为它被用作轻度认知障碍（MCI）和痴呆症的诊断标准（Gauthier等人，2006年），并且可能是认知功能下降的早期迹象之一。

参与者

研究选取了居住在社区的老年人，包括有SCD和没有SCD的参与者，筛选条件包括年龄超过60岁、右利手（Oldfield，1971年）、自报视力与听力正常，且没有可能导致双重任务过程中疼痛或不适的神经肌肉或身体问题。如果参与者已被诊断为认知障碍（如MCI、痴呆症）或可能影响认知的神经系统疾病，则被排除在外。

参与者特征

24名老年人被归类为SCD组，18名被归类为非SCD组，依据他们对SCD问题的回答。如表1所示，两组在年龄、性别和教育水平上没有显著差异。此外，两组在神经心理学测试和运动测试得分上也无差异，但在日常生活认知量表和认知变化指数上存在差异。

讨论

本研究未发现SCD组与非SCD组在基线神经心理学测试表现上存在差异。在n-back双重任务期间，SCD组的大脑氧合水平有所增加，但这种增加并未带来认知表现的改善。

结论

有SCD的老年人在精细运动双重任务中表现出神经补偿和神经效率低下的双重特征。虽然预期老年人会有一定的神经补偿能力，但需要纵向研究来确认那些表现出神经效率低下的SCD患者是否面临更高的认知衰退风险，或者他们是否会重新恢复到神经补偿状态。此外，应结合SCD相关指标来进一步研究大脑激活和双重任务表现的变化。

资金来源

本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。

未引用参考文献MEP_L_bib56

作者贡献声明

Sarah Fraser:撰写 – 审稿与编辑、数据可视化、验证、项目监督、资源协调、方法设计、实验设计、数据分析、概念构建。Diana P. Tobón:撰写 – 审稿与编辑、软件使用、方法设计。Vanessa Taler:撰写 – 审稿与编辑、方法设计、概念构建。Talia Salzman:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、软件使用、项目协调、方法设计、实验设计、数据分析。

利益冲突

作者们没有需要报告的利益冲突。

致谢

感谢Kaya Kapilan在数据收集方面的贡献，以及所有参与者的配合。

验证

通讯作者Sarah Fraser确认，Talia Salzman、Diana P. Tobon、Vanessa Taler和Sarah Fraser合著的论文《使用功能性近红外光谱研究主观认知衰退的双重任务生物标志物》尚未在其他期刊发表，目前也没有其他期刊正在考虑该论文的投稿。