步态与按键敲击联合评估:多任务运动测试提升认知障碍分类准确性的创新研究

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:GeroScience 5.3

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  为解决早期认知障碍鉴别难题,澳大利亚塔斯马尼亚大学团队开展步态(gait)与按键敲击(key-tapping)多任务运动功能联合研究。通过电子步道和键盘测试,发现联合模型显著提升轻度认知障碍(MCI)和痴呆(dementia)分类准确率(AUC达0.91-0.97),揭示上下肢运动功能差异关联阿尔茨海默病(AD)与血管性痴呆(VaD)的神经机制,为无创筛查提供新策略。论文发表于《GeroScience》。

  

随着全球痴呆患者数量预计在2050年达到1.5亿,早期识别高风险人群成为紧迫课题。尽管步态异常已被确立为认知障碍的生物标志物,但上肢运动功能如按键敲击(key-tapping)的研究仍存空白。更关键的是,上下肢运动是否共享神经通路、能否协同提升诊断效能,这些问题尚未得到系统解答。澳大利亚塔斯马尼亚大学Wicking痴呆研究与教育中心的Kaylee D. Rudd团队联合多机构,在《GeroScience》发表了一项开创性研究,首次证实步态与按键敲击的联合测试可显著提升认知障碍分类准确性。

研究采用横断面设计,纳入319名参与者(73例痴呆、106例MCI、57例主观认知障碍[SCI]和83例健康对照[HC]),通过金标准多学科评估明确诊断。关键技术包括:1) 使用Zeno电子步道采集快节奏步态参数(速度、步频、变异性、触地时间);2) 通过BRAIN在线测试记录30秒快速交替按键数据(速度、频率、变异性、接触时间);3) 采用受试者工作特征曲线(AUC)比较单任务与联合模型的分类效能。

主要发现
1. 运动功能与认知诊断的关联
快节奏步态速度、步频和触地时间在所有认知组均显著劣于健康对照(P<0.001),痴呆组表现最差。按键敲击的非优势手变异性在血管性痴呆(VaD)中效应值(β=225.71)远超阿尔茨海默病(AD)(β=38.30),提示VaD可能更严重影响运动控制网络。

2. 上下肢运动的相关性
步态与按键敲击速度、频率呈中度相关(r=0.4-0.6),但变异性关联较弱。回归分析显示二者无显著交互作用,证实上下肢运动可能通过独立神经通路影响认知。

3. 分类效能突破
联合模型使MCI识别AUC从步态单任务的0.87提升至0.91,痴呆识别AUC从0.94升至0.97。非优势手按键变异性加入后,MCI分类AUC达0.90(P=0.001),显著优于传统人口学模型(AUC=0.79)。

结论与意义
该研究首次系统论证了多任务运动测试的临床价值:1) 揭示上下肢运动功能差异反映不同类型痴呆的神经病理特征,如VaD患者更突出的运动控制缺陷;2) 确立非优势手运动变异性作为潜在亚型鉴别指标;3) 提供可扩展至社区的低成本筛查方案。未来研究可结合神经影像探究运动-认知关联的神经基质,并验证该模型在纵向队列中的预测价值。这一成果为痴呆早期干预提供了新的生物行为标记物组合,推动精准医学发展。

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