轻度认知障碍患者视空间工作记忆的变化

白 静, 周雪芹, 唐 澍, 赵桂萍

轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)是正常衰老向 Alzheimer病的过渡阶段。流行病学显示,北美和欧洲 60岁以上人群的 MCI的患病率为 11%～17%[1,2],遗忘型 MCI(amnestic MCI,aMCI)的患病率为 3%～5%[3],65岁以上人群发病率为 9.9～21.5人 /每年 /每 1000人。关于 MCI的认知功能研究已非常普遍,但多为应用神经心理量表测查,这次试验将应用更为敏感的实验心理学方法对 MCI患者的视空间工作记忆进行广度和准确度的研究,从不同角度探讨 MCI的视空间工作记忆变化。

1 资料和方法

1.1 临床资料 依据 Petersen等人制定的MCI诊断标准,结合神经心理测查结果,确定 MCI患者 20例,正常对照 20例。根据病史、神经科查体除外视野缺损、忽视和近视力异常,通过 Hachinski缺血积分(所有受试者 Hachinski缺血积分均≤4)和神经影像结果排除血管因素和营养代谢、外伤、肿瘤、正常压力脑积水以及其他变性病导致的认知损害。MCI组和正常对照组男女性别构成比和抑郁人数构成比的差异无统计学意义(P＞0.05),年龄和受教育年限方面,对照组和 MCI组的差异无统计学意义(P＞0.05)(见表1)。

1.2 方法

1.2.1 神经心理量表检查 全部受试者接受简易精神状态检查(MMSE)、许淑莲临床记忆检查、综合医院抑郁焦虑自评、Blessed-Roth生活评定量表、Hachinski缺血积分等测查。

1.2.2 认知心理学试验 在安静的实验室内,向患者详细说明并演示每一个试验的要求和操作方法,并作练习达到充分理解。试验 1:扫视记忆:受试者坐在距离弧形显示屏 1米处,头戴配有摄像机的眼罩,头部保持不动,双眼随屏幕上的红色亮点做扫视。红点先出现于屏幕中心,受试者双眼盯住中心红点(O),此时的视角为零,同时在位于视角 ±15度或 ±20度或 ±25度的任意一个位置上随机出现另一个红点(A),此时要求受试者仍盯住 O处红点不动,通过余光记住 A处红点的位置。当O处红点和 A处红点同时消失时,立刻看向 A的位置。等 O处红点再次亮起时,受试者马上再看回O处。通过眼震电图仪记录受试者扫视的准确度和速度。试验 2:应用 C++语言编写程序。在计算机屏幕上一直呈现由 3×3个小正方形组成的大正方形。试验开始时,在随机选中的 n个小正方形中同时出现 1至 n连续 n个数字。要求患者在数字出现时认真记住每一个数字所在的位置,当数字消失时立刻按照从1到 n的顺序点击相应数字所在的位置。n可以人工设定,数字在屏幕上显示的时间可以人工设定,显示的数字从 1开始,显示时 间从短到 长 (200ms、500ms、1000ms、2000ms、3000ms)逐一尝试,只要成功回忆起每一个数字的位置,就可以晋级,即增加一个显示的数字,显示时间再从短到长循环测试;如不成功,可逐渐延长数字显示的时间,直到成功晋级或同一个显示时间的连续 3道题均失败而宣告结束为止。

2 结 果

2.1 神经心理量表结果 两组的 MMSE分数在 24分以上。MCI组的记忆商比对照组低 1.5个标准差,且各记忆亚项的分数均显著下降(P＜0.05);MCI组的日常生活能力与对照组的差异无统计学意义(P＞0.05)(见表2、表3)。

2.2 实验心理学结果 试验 1中,MCI组的正确率为 (72.3±8.0)%,对照组为 (83.4±1.5)%,差异有统计学意义(P＜0.05)。扫视的平均速度 MCI组为(244.1±22.7)d/s;对照组为(243.3±13.9)d/s,差异无统计学意义(P＞0.05)。试验 2中,MCI组在(1900.0±1140.2)ms能记住(6.4±0.9)个数字的位置;对照组在(1544.4±1217.7)ms能记住(6.2±1.0)个数字的位置,两组能正确记住位置的数字个数无显著性差异(P＞0.05),为达到最好的记忆效果,MCI组需要数字呈现的时间比对照组长,差异有统计学意义(P＜0.05)。

表1 对照组和 MCI组的一般资料 ±s)

表1 对照组和 MCI组的一般资料 ±s)

对照MCI 202013∶73∶270.95±8.6168.20±9.3513.13±2.8011.75±3.6176

表2 对照组和MCI组记忆检查分数比较±s)

表2 对照组和MCI组记忆检查分数比较±s)

MCI组和对照组比较*P＜0.05

对照组MCI组28.24±1.4426.58±1.84104.47±12.8877.35±10.0017.63±5.0611.10±3.8917.89±5.7612.00±2.8114.74±5.027.90±5.5818.68±7.5311.25±6.6615.05±5.4811.55±3.36

表3 对照组和MCI组日常生活能力比较 M(QR)

MCI组和对照组比较 P＜0.05

3 讨 论

Petersen等人定义 aMCI的概念为:患者存在记忆障碍主诉(更可靠的是由知情者证实),有客观所见的记忆损害(记忆检查的分数低于同龄健康人1.5倍标准差),总体认知功能基本正常,日常生活功能完好,可以排除痴呆[4]。这次试验利用的记忆检查工具是临床记忆量表,MCI组的记忆商低于对照组1.5个标准差,指向记忆、词语联想、图像自由回忆、无意义图形和人像特点回忆等亚项的成绩也都显著低于对照组,日常生活能力与对照的差异无统计学意义,MMSE分数可以除外痴呆,因此这次入组的患者符合 aMCI的诊断[5]。

视空间记忆是日常生活中最为重要的认知功能之一,能帮助我们对周围环境中的物体进行定位或是学习路线。视空间能力需要更频繁的认知活动、更好的知觉速度和注意力控制[6],与储存容量和加工速率有密切的关系[7]。工作记忆的研究热潮兴起于 20世纪 90年代。1974年,Baddeley和 Hitch在模拟短时记忆障碍的实验基础上,从两种记忆存储库理论中的短时记忆的概念出发,提出了工作记忆的三系统概念,即工作记忆是由语音环路、视空间模板和中央执行系统 3部分组成[8]。工作记忆主要包括短时记忆的储存和执行功能,在阅读、推理、运算和问题解决等多种复杂形式的认知活动中起重要作用。视空间工作记忆主要利用了三系统中的中央执行系统和视空间模板,即视空间初步加工系统[9]。1995年,Logie通过试验得出在视空间初步加工系统中有两种次级记忆,一是视觉方面(静的),它参与被动视觉信息保持的视觉信息存储;二是空间方面(动的),它参与存储信息的加工、保持。也就是在 Baddeley的理论模型中加入有关视觉、空间要素的区分这一内容[10]。视空间工作记忆的准确程度和广度(容量)是研究工作记忆的两个主要方面[11]。

试验 1:扫视记忆测查了受试者对一维空间,即线上各点位置的视空间工作记忆,通过眼震电图仪记录眼球的活动轨迹和位置,与标准图比较,判断受试者记忆红点位置的准确程度。MCI患者能够按规定,以与对照相当的速率完成扫视记忆的全过程,说明工作记忆的中央执行系统运转正常,而准确度的下降可能是因为视空间初步加工系统中两种次级记忆的准确度下降所致。

试验 2:在方块中填写消逝的数字,用来测查受试者对二维空间,即平面上各点位置的视空间工作记忆。记忆的成绩与记忆素材显示的时间有关。预试验结果显示,如果数字呈现 3秒以上,大多数老年人能正确记住位置的数字个数减少,造成这种现象的原因可能是由于信息在被识记的同时,也在流失,超过 3秒以后,流失的速度要快于识记,并且新近的记忆对早先的记忆造成了冲刷,于是净效应就变成“记不住了”。允许受试者在充足的时间范围内最大限度地进行回忆,这种情况下受试者能正确再现的数字个数可以表示视空间工作记忆的最大存储量,即视空间工作记忆的广度。从结果可以看出,MCI患者在给以足够的知觉时间后,能够充分利用视空间模板的容量,达到与正常对照同等的信息存储广度。因此要想使 MCI患者有正常的视空间信息存贮量,就需要适当延长识记的时间来代偿。

综上所述,轻度认知障碍患者视空间工作记忆的中央执行系统运转正常,视空间模板的存贮空间保留,视空间工作记忆的广度正常,而视空间初步加工系统中两种次级记忆的准确性下降,导致视空间工作记忆的准确度下降。因此可有针对性地对轻度认知障碍患者视空间工作记忆内容的准确性加以训练。

[1] Di Carlo A,Baldereschi M,Amaducci L,et al.Cognitive impairment without dementia in older people:prevalence,vascular risk factors,impact on disability.The italian longitudinal study on aging[J].J Am Geriatr Soc,2000,48:775-782.

[2] Graham JE,Rockwood K,Beattie BL,et al.Prevalence and severity of cognitive impairment with and without dementia in an elderly population[J].Lancet,1997,349:1793-1796.

[3] Ganguli M,Dodge HH,Shen C.Mild cognitive impairment,amnestic type:an epidemiologic study[J].Neurology,2004,63:115-121.

[4] Petersen RC.Mild cognitive impairment[J].Neurobiol Aging,2002,23:145.

[5] Petersen RC,Smith GE,Waring SC,et al.Mild cognitive impairment:clinical characterization and outcome[J].Arch Neurol,1999,56:303-308.

[6] Wilson R,Barnes L,Bennett D.Assessment of lifetime participation in cognitively stimulating activities[J].J Clin Exp Neuropsychol,2003,25(5):634-642.

[7] McCabe J,Hartman M.Examining the locus of age effects on complex span tasks[J].Psychol Aging,2003,18(3):562-572.

[8] Baddeley AD,Hitch GJ.Working memory[M].Recent advances in learning and motivation.New York:Academic Press,1974.47-90.

[9] Reed Hunt R,Ellis HC.Fundamentals of cognitive psychology[M].7th Edition.Peking:Posts and Telecom Press,2006,111-120.

[10] Logie RH,Pearson DG.The inner eye and the inner scribe visuospatial working memory:Evidence from developmental fractionation[J].European Journal of Cognitive Psychology,1997,9:241-257.

[11] 李欢欢,程灶火,王 力,等.承认数字、词语和视空间工作记忆的广度的发展特征及影响因素[J].中国心理卫生杂志,2006,4(20):248-251.