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在认知过程中,注意力至关重要且不同类型注意力关联不同脑机制。研究人员利用功能性近红外光谱技术(fNIRS),对 44 名中老年人进行多种注意力任务研究。结果发现不同任务下脑激活和功能连接模式各异,为注意力障碍个性化治疗提供依据。
在人类的认知世界里,注意力就像一座灯塔,指引着我们的思维聚焦于特定的信息。它是认知资源分配和各种认知功能执行的基石,对我们感知、思考和行动有着至关重要的影响。然而,随着年龄的增长,大脑皮质结构逐渐衰退,注意力控制能力也受到影响。目前,大多数注意力相关的神经影像学研究集中在单任务范式,且多以儿童和注意缺陷多动障碍(ADHD)患者为研究对象,针对老年人群不同类型注意力下的皮质激活模式和功能连接的研究却极为匮乏。这种研究空白,就像拼图中缺失的关键部分,让我们对老年人注意力相关的大脑机制知之甚少。为了填补这一空白,来自西南交通大学医学院附属西部战区总医院康复科等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究,该研究成果发表在《European Journal of Medical Research》上。
研究人员采用了功能性近红外光谱技术(fNIRS,一种利用近红外光监测大脑局部氧合血红蛋白(oxy-Hb)和脱氧血红蛋白(deoxy-Hb)浓度变化,从而反映大脑功能状态的非侵入性脑功能成像技术),对 44 名年龄在 40 岁以上的健康中老年人进行研究。这些参与者来自医院住院患者家属、护理人员或医院工作人员,他们经过严格筛选,排除了患有可能导致认知障碍疾病的个体。
研究人员通过数字消去测试(DCT)、听觉连续加法测试(PASAT)、斯特鲁普色词测试(Stroop)和连线测试(TMT),分别对应持续注意力、分配注意力、选择性注意力和注意力转移这四种注意力任务。在参与者执行这些任务时,研究人员使用 fNIRS 设备收集大脑血氧信号。
在研究结果部分,首先是皮质激活情况。研究发现,不同注意力任务激活的脑区存在差异。在持续注意力任务(DCT)中,大脑皮层的主要激活位点集中在左初级躯体感觉皮层(BA-3)、左初级运动皮层(BA-4)等多个区域;在分配注意力任务(PASAT)中,主要激活位点包括左 BA-4、右 BA-6 和 BA-17 等;选择性注意力任务(Stroop C)激活了右初级躯体感觉皮层(BA-1, 3)等区域;注意力转移任务(TMT-B)则激活了 BA-4、6、17、46 等区域。
其次是大脑功能连接方面。研究人员计算了所有受试者在所有通道上的平均连接性,结果显示额叶和右顶叶在所有任务中都表现出较高的功能连接密度和强度。不同任务的功能连接情况也有所不同,PASAT 任务超过阈值的连接数量最多,TMT-B 任务最少。并且,不同任务之间功能连接存在差异,例如在 DCT 和 PASAT 任务中,涉及腹侧前额叶皮层(VFC)和视觉皮层(V1、V2)的连接强度就有所不同。
在研究结论和讨论部分,该研究揭示了中老年人在不同注意力任务下具有不同的大脑激活和功能连接模式。这一发现意义重大,为后续研究提供了宝贵的参考,也为临床治疗注意力障碍患者提供了重要依据,暗示了可以根据患者注意力障碍的类型和受损位置进行个性化治疗。同时,研究也指出了自身的局限性,如 fNIRS 空间分辨率有限,无法对丘脑等对注意力至关重要的皮层下区域成像。未来研究可结合磁共振成像(MRI)等技术,进一步探索皮层 - 皮层下的相互作用,尤其是在已知存在皮层下萎缩的老年人群体中。此外,扩大样本量,探究不同性别或脑损伤患者之间的差异,也是未来研究的方向。总之,这项研究为我们理解中老年人注意力相关的大脑机制打开了一扇新的窗户,为后续研究和临床应用奠定了坚实的基础。