你走路的姿勢,透露著你大腦的衰老程度
73歲的David Victor要在15秒內通過愛因斯坦醫學院的地板迷宮測試。這項心理測試考量的是規劃與導航能力,Victor參加了一項步態與認知的研究活動,每年都要接受一系列測試。研究助理Ashu Kapoor會在後台幫他計時。圖片來源:Adrienne Grunwald For the WSJ
作者 Sumathi Reddy
David Victor一邊在畫在地上的步道間穩步往複行走,一邊間隔一個字母大聲背誦字母表。
73歲的Victor往複走的這條步道長6米,裝有壓力感測器,能夠監測他的每一步:他的步速、節奏,乃至腳在空中停留的時間。所有數據被傳送到愛因斯坦醫學院(Albert Einstein College of Medicine)實驗室的一台電腦上。之後,Victor還會戴上一個實時監測大腦功能的頭部設備,重複上述測試。
步態,即人們行走的方式,正日益成為衡量老年人健康的一項重要指標。步態的變化往往意味著跌倒風險的增加以及其他健康問題。研究人員發現,行走速度變慢或步態不穩往往是認知功能障礙,甚至痴呆症與阿茨海默症的前兆,這比真正的病症出現要早10年以上。
愛因斯坦醫學院與葉史瓦大學(Yeshiva University)的神經學教授Roe Holtzer與蒙特斐奧愛因斯坦中心(Montefiore Einstein Center)大腦衰老項目主任Joe Verghese正在合作開展多項研究,試圖弄清步態與認知之間的關係以及改善之道。
「我們把行走能力視作大腦功能的延伸。」Verghese博士說。
從2011年開始,研究人員每年監測600位老年居民的情況,其中也包括Victor自己。除了步態分析之外,這些老年人還要接受握力與平衡能力測試、一系列神經心理學測試以及一套常規健康檢查。
受試者還要在前額佩戴看上去像頭帶的近紅外光譜(fNIRS)設備,測量他們大腦的氧合水平變化。醫生會將這個設備與電子步道連接,監測他們的步態。
研究人員發現,當人們邊走邊說話時,起關鍵作用的是發生於大腦額葉、負責制定複雜計劃的執行功能。他們今年早些時候曾在《神經病學期刊》(Neurology)上發表研究文章稱,當人們邊走邊說話時,這個大腦區域的激活水平能夠較為準確地預測日後是否容易跌倒。
Verghese博士說,「這表明在臨床癥狀出現之前,大腦發生變化的徵兆會先顯露出來,例如步態緩慢等。」
Victor頭戴fNIRS設備,測量行走以及邊走邊說話時的步速、大腦活動與氧合水平。
圖片來源:Adrienne Grunwald For the WSJ
目前,美國聯邦政府出資贊助了一項測試計算機化認知訓練效果的項目。在該訓練中,研究人員希望通過提升大腦的執行功能來改善步態。
參與者要在愛因斯坦醫學院玩45分鐘的電腦腦力遊戲,每周三次,為期八周。最近的一次訓練中,電腦要求84歲的Pedro Falcon在玩萬聖節糖果記憶遊戲時點擊滑鼠。一位研究助理則幫助80歲的Natividad Jusino在另一台電腦上做單詞搜索。
研究人員計劃招募420名參與者,但目前只有120人參與。其中一半左右的人將會玩CogniFit公司研發的腦力遊戲,這些遊戲已顯示能改善大腦的執行功能。這家售賣改善認知健康遊戲的公司與研究人員沒有任何關係,也沒有贊助他們的研究。
另一半參與者將作為對照組,玩CogniFit製作的其他電腦腦力遊戲,但是研究人員認為,這些遊戲並不會對認知過程產生同樣的刺激效果。
在受試者開始八周的訓練之前,研究人員詳細測試了他們走路以及邊走邊說話時的步態。研究人員還將在干預後以及結束6個月、12個月後再次測量,了解效果是否持久。醫生還會在任務進行中測試他們的大腦活動情況。
「有個問題在於,如果你訓練一個人做記憶測試,那他除了記憶能力提高以外,其他方面並沒有什麼改善。」Verghese博士說。這就是所謂的「近遷移」(near transfer)。
他們所期冀的是遠遷移效應,即這些遊戲不僅能提升認知過程,還能改善行走狀況。
2010年也有科學家針對24人做過類似初步研究,研究發現,實驗組與對照組的行走及邊走邊說話狀況均有所提升。但實驗組的改善幅度比對照組要大得多。當時的對照組沒有接觸任何電腦腦力遊戲,因此研究人員現在也正努力控制玩電腦對當前實驗的影響。
他們的終極目標是幫助臨床醫師辨別老年人是否存在痴呆症先兆及其他健康風險(比如跌倒),並找到改善步態的干預措施。
計算機化的認知訓練是醫生們正在測試的首個干預措施,此外,人們也在研究其他措施。另一位研究人員正在進行跌倒相關的實驗,看想像行走能否改善步態。此前的研究證明它是有效的。
這項初步研究也為期八周,研究人員對40名體弱的老人的參與者採用電話干預,指導他們完成視覺想像訓練,想像自己在行走。實驗結束後,研究者將測量參與者的步速是否有所提升。
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