老年人手部精细动作控制能力研究进展

赵王芳 (浙江大学教育学院，浙江 杭州 310028)

老年人随着年龄的增加身体功能下降，包括神经系统、心血管系统、呼吸系统、骨骼肌肉系统等方面，而精细动作控制能力的减退是老年人中普遍存在的现象。手部精细动作控制能力指个体主要凭借手以及手指等部位的小肌或小肌群的运动，在感知觉、注意等心理活动的配合下完成特定任务的能力，包括控制精细动作的肌肉力量、动作的灵活性及动作的准确度等，对个体适应生存及实现自身发展具有重要的意义。老年人手部精细动作控制能力在日常生活中发挥着重要的作用，老年人的手部精细动作控制能力随年龄的增加而减退，直接影响老年人的独立生活能力和生活幸福感。对老年人精细动作控制特征、机制、影响因素及研究手段相关文献进行了总结。

1 老年人手部精细动作控制机制探讨

老年人手部精细动作的执行首先是通过视觉的反馈得到所需执行的精细动作的要求，将信息传输到大脑中枢，大脑中枢将信息整合再通过神经传导到达手部肌肉，控制肌肉的收缩执行精细动作任务。老年人手部精细运动能力减退存在外周和中枢机制。中枢机制是指手部精细动作的执行受与运动相关脑区的指挥。老年人随着年龄的增长出现脑萎缩现象，老年人出现的运动功能障碍与脑萎缩相关，如运动控制的顶叶皮质和额叶前皮质、初级运动皮层、躯体感觉皮质、感觉-运动区等〔1〕。小脑对运动时间及运动的协调性有重要的作用，随年龄的增加出现运动加速度减少的现象〔2〕。胼胝体控制双手的协调性，在单手运动过程中起到同侧运动皮层抑制的重要作用〔3〕，老年人相较于年轻人在执行手部精细动作时，胼胝体同侧初级运动皮层的兴奋性增加和皮层内抑制减少〔4〕。外周机制是指老年人的运动缺失部分原因是由于外周结构的改变，包括感受器、外周神经、肌肉、关节等。这些结构随着年龄的增加而退化不可避免，老年人手部的关节灵活度下降，感受器和外周神经的反应能力和传递信息的能力下降，手部肌肉功能下降等。老年人手部精细运动能力下降的外周机制，表现为在执行手部精细动作时手部肌肉运动控制能力的下降。

2 老年人手部精细动作控制特征

手部精细动作控制能力是老年人的一个重要生理功能。随着年龄的变化，老年人的整体身体素质降低，手部精细动作控制能力同样是呈下降趋势。抓握动作作为手部最典型的精细动作之一，是日常生活中涉及最多的精细运动。老年人存在以下抓握特征，在抓握易碎物体时，与年轻人相比，老年人的目标加速度降低、运动时间增加、抓握产生的肌力增加、抓握与力的负荷的相关性下降〔5〕。与年轻人相比，老年人的手部精细动作控制能力存在时间变异性和空间变异性〔6，7〕。时间变异性表现在随着年龄的增加，老年人在执行相同的精细运动任务时，运动持续时间及相对的减速时间的变异性增加。空间变异性，表现在老年人手部精细动作的轨迹不流畅、速度和准确性下降，空间的协调性降低。Krampe〔8〕在研究中将老年人的精细运动分解为时间(规定的时间或间隔)、顺序和运动执行控制能力，且呈现随年龄的增加而出现下降的状态。

手部精细动作控制能力很大程度上依赖于执行精细运动时对手部肌肉肌力的控制。与年轻人相比，老年人控制小关节运动小肌群的肌力变异大，随着年龄的增加而减退，Oliveira等〔9〕发现不管老年人还是年轻人手指伸展时所需的肌力比屈曲时所需的肌力大，但是老年人这种手指屈伸肌力差异性更大，日常操作任务中频繁地做手指弯曲动作使得老年人手指的屈曲独立性更高，这里的独立性是指老年人没有执行精细动作任务的手指靠近执行任务的手指比靠近无任务的手指时所需的肌力更大且不存在性别差异。快速的运动需要产生较大的肌力来完成，在执行精细动作任务时，运动速度的增加将导致精细动作的精确度减低〔10〕。Christou等〔11〕研究表明老年人第一手骨背间肌随意收缩产生的精细动作的加速度存在波动导致老年人手部精细动作控制的精确度下降。而Aoki等〔12〕通过手指敲击实验发现老年人的手指敲击能力的下降与老年人相关手指的最大手指等距收缩力减小的相关性较小。这表明手指肌力大不代表老年人的手部精细动作运动控制能力强，需通过拮抗肌和主动肌的协调才能达到速度-精确度的平衡。

3 精细动作控制能力的影响因素

年龄是影响老年人手部精细动作控制能力下降的主要因素，同时性别、认知、老年疾病等因素对老年人的手部精细动作控制能力同样产生影响。Jimenez等〔13〕研究表明老年人的运动表现随年龄的增加恶化，且受性别的影响，表现在老年人的运动表现中男性的速度明显比女性要快。老年人随着年龄的增长而出现不同程度的认知损伤，会出现运动功能的损伤。Yan等〔14〕研究表明，老年痴呆或者是轻度的认知损伤者出现精细运动控制能力和协调特征的感知运动缺陷的恶化，表现为与健康的人相比，书写运动的速度、运动曲线的平滑度、运动的协调性和运动的持续性减退。偏瘫和脑卒中在老年人中的发病率较高，运动功能障碍是常见的症状，包括手部精细动作控制能力的损伤。而一些运动功能障碍类疾病也会影响手部精细动作控制能力。

4 精细动作控制能力的评价方法

精细动作控制能力的评价方法较多，包括康复治疗中精细运动能力评价量表、手指敲击试验、图像描绘法〔6，15，16〕、数据手套〔17～19〕、肌电图等。康复治疗中精细运动能力评价量表是要求受试者转移不同形状的物体到特定的位置，该物体可以是长方体、圆柱体、锥体物体、豆状等形状，大小不一，根据所用时间将精细运动能力分为1～10级。该评价方法较简易，操作简便，对整个上肢的精细运动能力进行整体的定量评价，但无法对手部的精细动作进行针对性评价，且受主观因素影响较大。

手指敲击试验可测量一定时间内两只或多只手指敲击的频率及准确度，反映手指的精细动作中手指的运动速度和定位能力。肌电图测量在执行手部精细动作任务时手指掌侧和背侧的屈肌和伸肌的肌电活动状态，通过肌电振幅、平均功率频率、电机械延迟时间等指标来反映手指肌力和手部肌肉的反应情况。手指敲击试验和肌电图测试这两种方法，不能全面地反映手部精细运动能力，可作为评价的重要辅助工具。

图像描绘法应用较广，是手部精细动作控制能力测量的常用方法。可使用压力触笔、可触摸屏画板、计算机等工具，受试者按要求画出圆圈、直线或字母等图形，根据所画图形的轨迹流畅度、移动的速度和运动的时间等指标对手部精细动作控制能力进行定量评价，但是不能对每根手指进行单独评价。

数据手套是一种被广泛使用的传感设备，手指关节处带有感应装置，可感应手指的运动变化。数据手套通过数据线连接到计算机上，手戴数据手套做精细动作，在计算机屏幕上可显示相应的图像变化。数据手套是与计算机中的一套软件相匹配的，通过对数据手套系统中软件进行设计，可以通过设置不同情景和不同型号和形状的物体设计各种精细动作任务或者精细动作控制的游戏，可以在虚拟世界中进行物体抓取、转移、定位等操作，并将手指和手掌伸屈时的各种姿态转换成数字信号传送给计算机。该评价方法使用的指标包括在完成精细动作时的运动速度、运动时间、运动轨迹、各个手指的活动度及精细动作操作绩效等。数据手套是手部精细动作控制能力的重要工具，能够准确记录手指运动的数据对老年人手部的精细动作进行定量的分析，但是只能测量二维的手部精细动作情况，摄像仪和方向传感器的辅助可以弥补这个不足。

老年人的手部精细动作控制能力可通过训练得到改善，对于老年人来说，由于手部精细动作控制能力的下降引起的安全问题，在训练过程中应注重提高老年人手部精细动作控制的操作效率。在了解老年人已存在的精细运动能力的缺陷，针对性地设计精细动作任务，使用数据数套或者研制出新的老年人用品对老年人手部精细动作控制能力进行训练，对预防和减缓老年人的手部精细运动能力的减退有重要的作用，可增强老年人的日常独立生活能力并提高生活质量。

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