使用完全沉浸式虚拟现实系统对老年人进行基于休闲的认知训练的可行性、可用性及效果：单臂前测-后测试点研究

《JMIR Serious Games》：Feasibility, Usability, and Effects of Leisure-Based Cognitive Training Using a Fully Immersive Virtual Reality System in Older Adults: Single-Arm Pretest-Posttest Pilot Study

本研究开发了一款基于虚拟现实（VR）的园艺主题认知训练系统，对41名社区老年人进行8周干预。结果显示系统可行性强（100%完成率），用户接受度高（有用性4.42，易用性3.93），并显著提升整体认知（P=0.004）、处理速度（P=0.049）、记忆（P<0.001）和执行功能（P=0.002）。但空间记忆无显著改善（P=0.29）。研究验证了VR结合园艺活动的可行性，为老年认知干预提供新范式。

　　随着全球老龄化趋势的加剧，老年人的认知功能下降已成为一个日益严峻的健康问题。这种认知功能的衰退不仅影响了他们的生活质量，还增加了对社会照护的需求。因此，探索有效的干预措施以延缓或预防认知功能下降变得尤为重要。在这一背景下，认知训练作为一种干预手段，被广泛认为可以提升老年人的认知能力。认知训练通常通过重复性的标准化任务来促进神经可塑性，进而改善注意力、记忆、执行功能和信息处理速度等关键认知领域。然而，尽管认知训练在某些研究中显示出一定的效果，其实际应用仍面临诸多挑战，尤其是在提高参与者的积极性和训练效果方面。

为了增强认知训练的吸引力和实际效果，研究者开始将有意义的休闲活动融入其中。例如，园艺活动因其与老年人的生活经验密切相关，被认为是一种极具潜力的休闲方式。园艺不仅能够带来心理上的满足感，还能够促进身体活动，从而对认知功能产生积极影响。研究表明，园艺活动可以提高脑源性神经营养因子（BDNF）和血小板衍生生长因子（PDGF）的水平，这些因子与神经发生和记忆增强有关。此外，大规模的流行病学研究也表明，园艺活动可能有助于降低认知衰退的风险，并改善认知表现，特别是在轻度至中度痴呆患者中。

在这一趋势下，虚拟现实（VR）技术因其高度沉浸性和生态效度而成为认知训练的新方向。VR能够提供更加贴近现实的训练环境，增强任务的趣味性，同时允许个性化的调整，从而提升训练的适应性和效果。已有研究显示，VR认知训练在老年人中具有良好的接受度和使用动机。例如，一些研究发现，VR技术在提升全球认知能力、执行功能和记忆方面表现出显著的效果。然而，目前大多数研究集中在日常活动的模拟上，较少关注将休闲活动融入VR训练的策略，尤其是在老年人群体中的应用。

为了填补这一研究空白，本研究开发了一种基于园艺主题的VR认知训练系统，旨在评估其在社区老年人中的可行性、可用性和初步效果。该系统通过头戴式显示设备进行操作，包含多种园艺相关的任务，如种植、施肥、浇水和收获。这些任务被设计成能够同时锻炼多个认知领域，包括记忆、注意力、执行功能、信息处理速度和空间感知能力。训练计划为期8周，每周进行两次，每次持续1小时，总共16次训练。通过这种方式，研究者希望能够在不造成过度负担的情况下，为老年人提供持续的训练支持。

在评估方法上，本研究采用了多种工具来衡量认知功能的变化。其中包括蒙特利尔认知评估量表（MoCA）、数字符号替代测试（DSST）、韦氏记忆量表第三版（WMS-III）的单词列表即时和延迟回忆测试，以及斯特鲁普颜色与词语测试（SCWT）。这些测试工具在认知功能评估领域具有较高的信度和效度，能够准确反映训练前后的认知变化。此外，为了评估系统的可行性，研究者还采用了系统可用性量表（SUS）和一份基于统一技术接受与使用理论（UTAUT）和技术接受模型（TAM）的接受度问卷。这些评估不仅涵盖了参与者的主观感受，还通过专业人员的反馈，进一步验证了系统的可用性和适应性。

研究结果显示，所有41名参与者均完成了全部16次训练，显示出100%的依从性。在整个训练过程中，没有出现严重的不良反应，仅有1名参与者在训练中期报告了头晕的情况，但该症状在短暂休息后得到了缓解。这些结果表明，该VR训练系统在社区老年人中具有良好的可行性和安全性。从接受度的角度来看，参与者对系统的使用价值、使用意愿和主观规范给予了高度评价，平均得分均超过4分（满分5分），这表明系统在提升老年人参与度和采用意愿方面表现优异。

在可用性评估方面，老年人对系统的使用体验给予了积极反馈，特别是在感知使用便捷性、使用乐趣和整体用户体验方面。专业人员则通过SUS进行了系统可用性的评估，总体平均得分为68.01（标准差为8.38），表明该系统在专业人员眼中具有可接受的可用性。尽管机构护理专业人员的评分略高于社区护理专业人员，但两者之间没有显著差异，说明该系统在不同照护环境中都具有一定的适应性。这种一致的可用性反馈，为VR认知训练在更广泛的应用场景中提供了支持。

从认知功能的改善来看，研究发现该训练系统在多个方面产生了积极影响。具体而言，参与者在MoCA测试中表现出显著的提升（p=0.004），这表明其整体认知功能得到了改善。DSST测试的结果也显示了一定的提升（p=0.049），尽管效应量较小。单词列表即时回忆和延迟回忆测试的结果同样显著（p<0.001），说明训练在提升记忆能力方面具有一定的效果。此外，SCWT测试的结果也显示了执行功能的改善（p=0.002），这表明VR训练在提高抑制性执行功能方面具有潜力。然而，空间跨度测试的结果并未显示出显著的变化（p=0.29），这可能与训练任务的设计有关。研究者指出，该VR训练主要关注物体间的空间关系，而对个体与物体之间的空间关系评估则需要更高的感知和调整能力，这可能是空间记忆未显著改善的原因之一。

本研究的成果为基于VR的休闲型认知训练提供了初步证据。一方面，它证明了该系统在社区老年人中的可行性，包括高依从性和良好的接受度。另一方面，可用性评估结果也表明，该系统在老年人和专业人员中均获得了积极反馈，说明其在实际应用中具有一定的潜力。此外，训练对多个认知领域的改善也表明，将休闲活动与VR技术结合，可能是一种有效的策略，能够提升老年人的认知表现。然而，本研究也存在一些局限性，这些限制可能影响结果的普遍适用性。

首先，本研究的参与者均为社区活动较为频繁的老年人，这可能意味着他们具有更高的动机和认知活跃度，从而在训练中表现出更好的效果。因此，研究结果可能无法完全适用于所有社区老年人，尤其是那些参与度较低或生活在机构环境中的个体。为了增强结果的外部效度，未来的研究应考虑招募更加多样化的参与者群体，以涵盖不同背景和认知水平的老年人。

其次，本研究通过自我报告的方式评估了老年人的晕动症历史，但并未采用标准化的问卷工具。虽然训练过程中专业人员持续监测并记录了与VR使用相关的不良事件，但缺乏正式的晕动症评估工具可能会影响结果的准确性和可靠性。因此，未来的研究可以考虑引入标准化的晕动症评估工具，以更全面地了解VR训练对老年人生理和心理的影响。

第三，本研究未对参与者是否具有园艺经验或VR技术的使用背景进行系统性的数据收集。尽管大约三分之一的参与者表示他们有园艺活动的经验，但缺乏详细的数据可能会影响对训练效果的解释。未来的研究可以通过更详细的背景调查，了解参与者在园艺和VR技术方面的经验，从而更好地解释个体差异对训练结果的影响。

第四，本研究缺乏对照组，这使得无法确定观察到的认知改善是否完全归因于VR训练本身。由于没有设置对照组，研究者无法排除其他可能的干扰因素，如自然恢复、学习效应或外部训练活动的影响。因此，未来的研究应考虑采用随机对照试验设计，设立不同类型的对照组，如传统的认知训练组、观看休闲视频的对照组和无干预组，以更准确地评估VR训练的效果。

最后，本研究仅评估了训练前后的即时认知变化，而未进行长期随访。因此，无法确定VR训练对认知功能的改善是否具有可持续性。未来的研究可以通过长期随访评估，探讨VR训练对认知功能的长期影响，从而进一步验证其在促进持续认知改善方面的潜力。

综上所述，本研究的结果表明，基于园艺主题的VR认知训练系统在社区老年人中具有良好的可行性、可用性和初步的认知改善效果。然而，为了更全面地评估该系统的实际应用价值，未来的研究需要克服当前的局限性，包括扩大参与者群体的多样性、采用标准化的晕动症评估工具、系统性地收集参与者的背景信息，并通过对照组和长期随访来进一步验证训练效果。这些改进将有助于提升VR认知训练在老年人群体中的科学性和实用性，为其在更广泛的社区和照护环境中推广提供更坚实的证据基础。