亚急性脑卒中患者单双任务行走时前额叶皮层激活与步态参数的关联性研究

为解决亚急性脑卒中患者步态障碍与认知控制的关联机制问题，研究人员通过功能性近红外光谱技术(fNIRS)和电子步道分析，探究了前额叶皮层(PFC)激活与步态参数的关系。研究发现双任务条件下步速与PFC激活呈正相关，但多元回归显示仅Barthel指数能独立预测步速。该研究为脑卒中康复的精准干预提供了神经行为学依据。

　　

步态障碍是脑卒中后最常见的功能障碍之一，但背后的神经机制仍像"黑匣子"般难以破解。尤其当患者需要边走路边说话时，这种双任务(DT)状态下的"分心跌倒"现象更为突出。前额叶皮层(PFC)作为大脑的"指挥中心"，被认为在协调认知与运动中起关键作用，然而在脑卒中后的动态恢复过程中，PFC究竟如何调控步态，至今仍是未解之谜。

法国利摩日大学医院康复医学科的研究团队在《Brain Research》发表了一项开创性研究。他们创新性地将便携式功能性近红外光谱(fNIRS)技术与电子步道系统结合，对33名亚急性期(发病2周至6个月)脑卒中患者进行测试。受试者需在单任务(ST)和双任务(n-back测试+行走)条件下完成行走，研究人员同步记录PFC的血氧水平依赖信号(ΔO₂Hb)及步速、双支撑时间(DS time)、步长不对称性(RI_{step length})等参数。

关键技术包括：1) 采用Artinis Portalite fNIRS系统监测双侧PFC激活；2) GAITRite电子步道量化时空步态参数；3) 改良版1-back测试构建认知-运动双任务范式；4) 基于HOMER3工具箱的信号处理流程消除运动伪影。

研究结果揭示：

1. 行为学特征：双任务导致步速显著下降(0.51→0.41 m/s，p<0.01)，摆动时间不对称性(RI_{swing time})和双支撑时间增加，印证了"安全优先"的适应策略。
2. 神经激活模式：PFC在两种任务中均显著激活，但未观察到ST与DT的激活差异，提示可能存在"天花板效应"。
3. 关键关联性：单变量回归显示DT步速与PFC总激活度(ΔO₂Hb_total)显著相关(R²=0.220)，但多元分析中仅Barthel指数保持独立预测性(R²=0.383)。

这项研究首次在亚急性期脑卒中群体中建立了PFC激活-功能状态-步态表现的三角关系模型。其重要意义在于：1) 揭示了功能独立性(Barthel指数)是影响认知-运动整合的关键调节因素；2) 为临床识别不同康复潜力的患者亚群提供了神经标志物；3) 提示未来康复策略需针对个体神经功能储备进行精准化设计。正如研究者所言："PFC激活就像神经康复的'晴雨表'，但必须结合患者整体功能状态才能准确解读。"该成果为开发基于fNIRS的个性化康复监测系统奠定了理论基础。