中年人群移动能力与注意力/处理速度的关联研究：基于户外双重任务行走的生态学效度证据

《Scientific Reports》：The association between mobility and a cognitive measure of attention and processing speed in middle-aged adults: a cross-sectional study

本研究针对中年期移动功能与认知能力关联在真实环境中的研究空白，研究人员通过横断面设计探讨了注意力/处理速度(CRT)与户外双重任务(短信行走)下的时空步态参数及自感移动能力(MMQ)的关联。结果显示，双重任务下内侧-外侧步态相似性(DTW)及MMQ分别解释CRT变异的10.0%和14.4%，提示移动能力与认知功能在中年期已存在共享机制，为早期识别认知衰退提供了生态化评估新范式。

　　

当我们谈论健康老龄化时，往往将焦点集中在老年群体，但越来越多的研究表明，中年期（45-64岁）其实是功能衰退开始显现的关键阶段。在这个时期，高达20%的人报告存在不同程度的移动困难，跌倒发生率也从40-44岁的9%显著上升至60-64岁的近28%。这些数字背后隐藏着一个重要问题：移动功能下降不仅与平衡能力有关，更与认知功能变化密切相关。

然而，现有研究大多存在明显局限。一方面，多数实验在控制严格的室内环境进行，无法真实反映日常生活中的复杂行走场景；另一方面，常用的双重任务范式（如心算、词语生成）缺乏生态学效度，难以模拟真实的认知-运动干扰情况。正是这些方法论上的不足，促使Uriah Turkel等研究者开展了一项创新性探索。

这项发表在《Scientific Reports》的研究首次在真实城市环境中，采用发短信这一日常活动作为双重任务，系统评估了中年人群移动能力与注意力/处理速度的关联。研究团队招募了50名45-64岁健康成年人，通过2分钟户外行走测试，结合智能手机运动传感器和专门开发的短信应用，采集了步速、步态变异性（步幅时间变异性STV）以及基于动态时间规整（DTW）算法的步态相似性等指标，同时采用中年移动问卷（MMQ）评估自感移动能力。认知功能则通过Deary-Liewald选择反应时（CRT）任务进行量化。

关键技术方法包括：使用智能手机传感器采集户外行走的加速度和角速度数据；基于动态时间规整（DTW）算法计算步态相似性；开发定制化短信应用实现生态化双重任务；采用中年移动问卷（MMQ）评估自感移动能力；通过分层回归分析控制年龄、体力活动（IPAQ）等混杂因素。

研究结果

参与者的特征、移动能力指标及其与CRT的关联

数据分析显示，在众多移动能力指标中，仅有双重任务下的内侧-外侧（ML）方向步态相似性（r=0.316, p=0.032）和自感移动能力MMQ（r=-0.422, p=0.007）与选择反应时CRT存在显著相关。其他指标如步速、步态变异性以及前后（AP）方向步态相似性均未显示出显著关联。

双重任务对时空步态参数的影响

与单任务行走相比，双重任务条件下参与者步速显著下降6.01%（p<0.001），步态变异性（STV）增加45.03%（p<0.001）。特别值得注意的是，ML方向步态相似性下降5.14%（p=0.021），而AP方向变化不显著（1.17%, p=0.169），表明认知负荷对步态控制的影响具有方向特异性。

步态参数与认知功能的回归模型

分层回归分析显示，双重任务下ML步态相似性单独解释CRT变异的10.0%（β=0.316, p=0.032）。加入双重任务正确率后，模型解释力提升至30.0%（ΔR²=0.200, p<0.001）。尽管年龄单独可解释16.5%的变异（β=0.407, p=0.008），但其与ML步态相似性无显著相关（r=0.253, p=0.090），表明年龄因素不能完全解释二者关联。

自感移动能力与认知功能的回归模型

自感移动能力MMQ单独解释CRT变异的14.4%（β=-0.379, p=0.027）。加入年龄因素后，模型解释力提升至30.2%（ΔR²=0.154, p=0.015），但MMQ与年龄无显著相关（r=-0.175, p=0.288），支持自感移动能力对认知功能的独立预测价值。

CRT与短信任务表现的关系

CRT与短信反应时（RTT）呈正相关（r=0.352, p=0.015），与正确率负相关（r=-0.520, p<0.001），验证了定制短信应用作为认知-运动干扰评估工具的有效性。

研究结论与意义

本研究通过生态化评估范式，揭示了中年期移动能力与认知功能的内在联系。双重任务下ML步态相似性和自感移动能力分别解释10.0%和14.4%的CRT变异，这一发现具有重要理论价值和临床意义。

从机制角度看，ML方向步态控制对维持行走稳定性尤为关键，尤其在认知负荷下，个体可能采取补偿策略优先保障稳定性。与仅捕捉时间波动的步态变异性不同，步态相似性通过非线性方法综合评估步态信号的振幅和形态特征，对认知需求下的细微步态变化更加敏感，这可能是其与CRT特异性关联的原因。

自感移动能力与认知功能的显著关联尤为值得关注。这一发现与多项大型纵向研究结果一致，如加拿大老龄化纵向研究显示45岁起自感移动能力即与认知表现相关，健康与退休研究发现50-64岁自感移动困难可预测18年后的认知损伤。这些证据共同表明，中年期自感移动能力可能是认知健康的早期敏感指标。

方法论上，本研究创新性地将短信任务融入户外行走评估，解决了传统实验室任务生态效度不足的问题。定制短信应用不仅实现了认知负荷的标准化，其与CRT的显著相关更证明了该工具在真实环境下评估认知-运动干扰的实用性。

当然，研究也存在一定局限，如样本相对健康可能限制结果外推性，横断面设计无法推断因果关系，任务顺序未随机化影响双重任务成本解读等。未来需要更大样本、更多样化的纵向研究验证这些发现。

总体而言，该研究为中年期认知-运动关联提供了重要的生态学效度证据，提示步态相似性和自感移动能力可作为认知功能的早期标志物。这些发现不仅深化了对年龄相关功能变化机制的理解，也为开发针对中年人群的早期筛查和干预策略提供了新思路。随着人口老龄化进程加速，此类关注中年功能过渡期的研究对促进健康老龄化具有日益重要的现实意义。