前额叶theta振荡与认知灵活性：年龄相关的EEG活动调制及其神经机制研究

本研究针对老龄化过程中认知灵活性下降的神经机制，通过EEG技术分析20名年轻人和19名老年人执行ID/ED（内/外维度）转换任务时的theta振荡活动。研究发现，老年人整体theta功率降低且缺乏任务相关调制，而年轻人theta功率随任务难度增加显著升高，提示年龄相关的神经机制差异。该成果为理解认知老化提供了电生理证据，发表于《Aging Brain》，对开发老年认知干预策略具有重要价值。

　　

认知灵活性是人类适应环境变化的核心能力，但这一能力会随着年龄增长显著衰退。尽管既往研究表明前额叶theta振荡（4-8Hz）与认知控制密切相关，但老龄化如何影响这一神经机制仍不清楚。针对这一科学问题，德国马格德堡大学的研究团队通过精巧的脑电实验设计，揭示了年龄对认知灵活性神经基础的关键影响。

研究人员采用EEG兼容的IDED（内/外维度转换）任务，比较了20名年轻人（22.5±2.9岁）和19名老年人（69.4±6.1岁）的行为表现与脑电活动。实验通过记录64导联EEG信号，分析theta频段功率变化，重点关注F1/F2/Fz/FC1/FC2/FCz等前额电极。行为学测量包括反应时间（RT）、错误率和反应时变异性，电生理分析采用Morlet小波变换计算事件相关频谱扰动。

行为结果显示：所有受试者在ED（外维度）转换时表现最差，ID（内维度）次之，重复试次最佳。老年人整体反应更慢（p<0.001），反应时变异性更大（p=0.038），但错误率无年龄差异。

theta振荡特征：年轻人表现出典型的任务难度依赖的theta功率梯度（ED>ID>重复，p<0.001），峰值出现在FCz电极；而老年人theta功率整体降低（1.63 vs 0.34dB，p<0.001）且无任务调制（p≥0.780）。单试次分析发现，年轻人theta-RT正相关（z=0.103，p<0.05），而老年人无此关联。

关键发现在于：老年人在ED任务中theta功率与综合表现呈正相关（β=0.89，p=0.036），提示保留theta调控能力的个体认知功能更优。这一发现为理解认知老化的异质性提供了新视角。

讨论指出，年龄相关的theta振荡改变可能反映前额叶功能重组，而非单纯功能衰退。研究创新性地揭示了theta活动可作为老年认知评估的生物标志物，为针对性干预提供了理论依据。未来研究可结合多模态成像进一步阐明神经结构-功能关系，推动老年认知健康维护策略的开发。