认知训练联合经颅直流电刺激(tDCS)增强老年人认知功能的长期效果研究

【字体: 时间:2025年07月07日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对老年人认知衰退问题,创新性地将核心训练(CRT)与策略训练(ST)两种认知训练方法结合经颅直流电刺激(tDCS),通过双盲随机对照试验证实:左背外侧前额叶皮层(DLPFC)阳极tDCS联合CT能显著提升语言流畅性(Verbal Fluency)和逻辑记忆(Logical Memory)等认知功能,且效果可持续3个月。该发现为延缓年龄相关认知衰退提供了非药物干预新方案,发表于《Scientific Reports》。

  

随着全球老龄化加剧,到2050年美国老年人口将翻倍,认知衰退成为亟待解决的公共卫生问题。现有研究显示,老年人普遍存在情景记忆、处理速度、执行功能和工作记忆(WM)的退化,但传统认知训练(CT)存在"迁移效应不足"的瓶颈——仅能提升训练任务本身表现,难以泛化到日常认知能力。这一局限促使科学家探索将CT与神经调控技术结合的创新方案。

以色列巴伊兰大学Gonda脑研究中心的Shachar Ben Izhak团队在《Scientific Reports》发表重要研究,首次将两种CT方法——强化基础认知机制的核心训练(CRT)与提升记忆编码策略的策略训练(ST)——与经颅直流电刺激(tDCS)相结合。研究采用三臂随机对照设计,85名55-92岁健康老年人分为:CT+主动tDCS组、CT+伪刺激组和记忆讲座对照组。通过16次干预和3个月随访发现,左背外侧前额叶皮层(DLPFC)阳极tDCS可使认知改善效果全面超越单纯CT,尤其在语言相关执行功能和长期记忆保持方面表现突出。

关键技术方法包括:1)双模式CT方案(CRT采用N-back等计算机化训练,ST运用关键词法和故事构建法);2)多会话tDCS方案(每次50分钟训练中穿插两次15分钟1mA阳极刺激);3)标准化认知评估组合(MoCA、语言流畅性、逻辑记忆即时/延迟回忆、配对联想学习等);4)严格双盲设计和3个月随访机制。样本来自以色列养老院和日间照料中心的健康老年人,经MoCA筛查(≥19分)排除认知障碍者。

【主要结果】

  1. 语言流畅性测试:
    tDCS组表现显著优于伪刺激组和对照组(p<0.01),训练后得分从9.3提升至13,3个月后仍保持13.5。伪刺激组仅从10.7微升至11.3,对照组则出现下降(10.1→8.1)。

  2. MoCA整体认知功能:
    仅tDCS组显示持续改善(24.2→25.7→25.5),对照组3个月后降至21.6(p<0.01)。

  3. 逻辑记忆测试:
    延迟回忆中tDCS组概念回忆得分从2.8显著提升至4.7(p<0.01),而伪刺激组波动较大(4.0→3.2→4.5)。

  4. 配对联想学习:
    两种CT组在即时和延迟回忆均显著进步(p<0.01),但tDCS组延迟回忆从5.6升至13.4,增幅达140%,显著优于伪刺激组的8.5。

【结论与意义】
该研究首次证实CRT+ST双模式训练与tDCS协同可产生"1+1>2"效应:1)阳极tDCS可能通过调节DLPFC的神经可塑性,增强突触长时程增强(LTP)效应;2)策略训练的语言编码技巧与tDCS的神经调控形成功能互补;3)间隔刺激方案(15分钟刺激+20分钟间隔)更符合神经可塑性时间窗口。

尽管存在样本代表性局限(主要来自养老机构),但研究为克服CT迁移障碍提供了新思路。未来可优化tDCS参数(如靶向默认模式网络),并探索在轻度认知障碍(MCI)人群中的应用。这项开创性工作标志着非药物认知干预进入"精准神经调控+多模式训练"的新阶段,为应对老龄化社会认知衰退挑战提供了重要工具包。

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