空间导航能力筛查在脑小血管病人群中的应用

脑小血管病(cerebral small vessel disease,CSVD)是指由于各种病因影响脑内小动脉、微动脉、毛细血管、微静脉和静脉所导致的一系列临床、影像、病理综合征[1]。目前评价CSVD导致的认知障碍一般采取神经心理学量表进行筛查，但其只能检出认知功能障碍较为严重及痴呆的病人，对非痴呆的早期轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment, MCI) 缺乏敏感性和特异性[2]。

空间导航是指人在不同地点进行移动的过程中,基于自身所处的环境相关线索判断路线的一种能力，包含多个复杂认知和感知过程[3]。对欧美人群的研究发现，健康老年人随着年龄的增长，社会功能和日常生活虽然正常，但是空间导航能力却出现了下降[4]。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)病人也表现出了在陌生环境中失去方向感的症状[5]，这也说明了痴呆早期会出现空间导航障碍的表现。目前关于空间导航在CSVD病人中的研究较少，本研究旨在探讨空间导航在CSVD病人早期认知障碍筛查中的价值。

1 对象和方法

1.1 研究对象 选择2016年10月至2018年12月期间在南京市中心医院住院的CSVD病人。所有受试者均经头颅CT、MRI检查，且符合以下标准:(1)存在高血压及糖尿病等心脑血管疾病的高危因素;(2)头颅CT、MRI检查结果至少符合以下4种表现中的1种:腔隙性脑梗死、脑白质疏松、脑微出血及扩大的血管周围间隙;(3)小学及以上文化程度。排除标准:(1)提示存在皮质及分水岭梗死，皮质下有直径>20 mm的梗死灶。(2)排除严重痴呆或AD病人及抑郁、焦虑等引起的假性痴呆病人。(3)患有其他可影响认知功能的疾病，如癫痫、帕金森病、中枢神经系统感染、脑外伤史等。(4)脑肿瘤、精神异常、酗酒或滥用药物及严重肝病、肾功能受损病人等。(5)构音障碍及听力、视力等方面存在缺陷，且失语及肢体乏力影响检查者及不配合检查者。(6)急性脑出血病人。入组受试者或家属均知情同意。

1.2 研究方法 收集人口统计学资料，包括年龄、性别、受教育程度等。所有受试对象均采用简易精神状态评价量表(mini-mentalstate examination，MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment，MoCA)进行智能评定，神经心理学测试由专业人员在标准神经心理测量室实施。根据神经心理学评分将被试者分为认知正常组、MCI组和血管性痴呆(vascular dementia，VD)组。

认知正常组诊断标准：(1)无主诉记忆障碍；(2)总体认知分级量表正常。MCI组参照Petersen标准[6],具体包括：(1)主诉记忆障碍，并且能够得到相关知情者的证实；(2)存在记忆损害的客观证据；(3)在总体认知分级量表方面显示轻度异常：MMSE量表25～26分；MoCA量表19～25分；(4)生活自理能力正常，无神经或精神病史；(5)不符合痴呆诊断标准。VD组诊断标准：(1)有短期或长期记忆损害客观证据明确证明；(2)诊断符合1994年美国精神病学会《精神障碍诊断与统计手册》第4版VD诊断标准[7]，(3)MMSE量表<25分；MoCA量表<19分；

空间导航测试方法基于人类模拟水迷宫试验原理，使用计算机模拟空间导航测试工作站进行测试[8-9]。参与的人员需要在计算机虚拟环境下寻找一个比较隐藏的目标，通过鼠标的方式在屏幕上进行移动，特别是要给参与人员预先显示相应的位置关系，在确定已经记忆空间相对位置关系后进行试验[10]。具体任务分为4个子任务，这些任务的主要内容分别涉及自我参照系+环境参照系、自我参照系、环境参照系、延迟参照系。空间导航测试软件最后计算参与的人员每次子试验中鼠标所停留位置与隐藏真实目标位置之间的误差距离，并取8次平均值，即平均误差距离，作为受试者的导航分数。平均误差距离越大，说明参与的人员每次偏离正确目标位置越远，间接反映其导航能力越差[8-9]。

2 结果

2.1 一般情况 研究期间共入组160例CSVD病人，排除8例拒绝行神经心理学评估，12例拒绝行空间导航试验者，最终140例CSVD病人纳入研究。3组受试者年龄、受教育年限以及男女性别构成比比较，差异无统计学意义(P>0.05)。MMSE、MOCA评分差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 3组一般资料及认知量表检查结果比较

2.2 3组空间导航测试结果 自我+环境导航、自我导航、环境导航、延迟导航3组间两两比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。认知受损越严重，空间导航评分越高。见表2。

表2 3组空间导航测试结果比较分)

3 讨论

CSVD是临床发病率非常高的疾病，在老年人群中很常见，可出现不同的临床表现[11]，虽然CSVD引起的死亡率较大血管疾病相对较少，但有较高的复发率，远期可出现认知功能障碍、步态不稳、尿便失禁、精神情绪异常等表现，所以早期诊断和治疗极为关键。特别是CSVD导致的认知功能下降是引起老年人群中生活质量下降的重要原因[12]。目前，大量的病例和研究证实了CSVD和认知障碍的关系，空间导航是早期识别认知障碍、临床进展的测量工具，有助于我们更好地认识此类疾病。

空间导航加工是复杂的认知和感知过程，指人们在不同地点移动时，选择、确定并执行导航路线的一种能力。空间导航分为4种基本类型。最重要的是自我参考系(Egocentric)和环境参考系(Allocentric)导航[13]。每种导航的解剖结构基础不一样，自我参考系导航以自身位置信息解码空间信息来保持移动时的方向感，其结构基础主要位于顶叶皮层、纹状体和尾状核。环境参考系导航则依赖于认知地图，要求以探索性的视角记忆并分析整个环境信息，包括地标的位置、起点与目标位置的距离与方向等，海马、海马旁回和内嗅皮层等负责其功能[14-15]。延迟导航则是对上述记忆的延迟回忆。

我们的研究发现，在CSVD人群中，随着认知能力的下降，自我导航以及环境导航能力可出现相应程度的损害，其中MCI状态下自我导航以及环境导航能力轻度受损，在VD时自我导航以及环境导航能力受损的情况更加地显著,这一结论与国外学者的研究也存在着契合之处，这可能与疾病所致的脑结构及病理改变有关[16]。环境参照导航的基础结构包括海马、海马旁回、内嗅皮质，自我参照导航的基础结构则包括顶叶、尾状核，MCI病人空间导航各方面能力受损可能是与这些脑结构的功能异常与萎缩有关[10]。CSVD出现认知障碍的特点包括：(1)认知障碍与脑小血管病同步发生；(2)近一半以上的血管性认知功能障碍(vascular cognitive impairment, VCI)因CSVD所致；(3)临床特点和影像学表现相似[17]。CSVD导致认知功能损害的原因机制并不是很清楚，可能与破坏了皮质-皮质、皮质-皮质下通路、基底外侧边缘环路、内侧边缘环路等有关[18]。同样，CSVD也可能导致海马、尾状核、顶叶的脑结构的损害，出现空间导航能力的受损。其具体的内在机制需要进一步的研究去探讨。

综上所述，目前在CSVD人群中，其整体的空间导航能力与其认知功能障碍具有一定的关联性，MCI病人环境参照导航与自我参照导航能力都有相应的受损，而对于VD病人来说，这种损害程度则更为严重。通过此次研究的结果也说明了Morris人类虚拟水迷宫具有在CSVD人群中测试的可行性，空间导航能力计算机模拟测试方法作为一种新型的技术，操作便捷，费时短，费用低，并且这种筛查方法不受检查对象的文化程度影响，对于认知功能障碍早期诊断意义重大，可以用于早期CSVD人群的认知功能筛查。由于本研究样本量较小，且CSVD影响因素较多，发病机制较为复杂，需要进一步研究空间导航与认知功能障碍的关系，为早期诊断和干预奠定基础。