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虚拟现实Stroop任务在轻度认知障碍早期筛查中的应用:基于行为标记物的跨学科研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月10日 来源:Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 5.2
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本研究针对传统认知评估工具生态效度不足的问题,开发了虚拟现实Stroop测试(VRST),通过模拟真实场景中的衣物分类任务捕捉轻度认知障碍(MCI)患者的执行功能障碍特征。韩国顺天乡大学团队发现3D轨迹长度(AUC=0.981)和犹豫潜伏期等数字生物标志物较传统MoCA-K量表(AUC=0.962)具有更高鉴别力,为社区MCI筛查提供了新型沉浸式评估方案。
在老龄化社会背景下,早期识别轻度认知障碍(MCI)已成为阿尔茨海默病防控的关键环节。然而传统筛查工具如蒙特利尔认知评估量表(MoCA)存在灵敏度低(仅40.5%)、生态效度差等局限,难以捕捉日常生活中的细微认知变化。更棘手的是,现有虚拟现实评估多聚焦综合场景,缺乏对特定认知域(如抑制控制)的靶向检测,且常忽视运动功能基线差异对结果的干扰。
韩国顺天乡大学医学院作业治疗学系的Jin-Hyuck Park团队在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》发表创新研究,将经典Stroop范式与虚拟现实技术融合,开发出具有生态效度的VRST评估系统。该系统通过模拟衣物分类场景,要求受试者抑制颜色干扰并按语义分类物品,同步采集三维运动轨迹(90Hz采样率)等行为数据。研究纳入413名老年人(189名MCI患者),发现VRST衍生的3D轨迹长度(27.86±1.54 cm vs 22.40±1.33 cm)和犹豫潜伏期(7.29±0.70 s vs 5.33±0.70 s)较传统Stroop测试更有效区分MCI(p<0.001),且与MoCA-K(r=-0.683)、Corsi积木测试(r=-0.381)显著相关。
关键技术方法包括:1)基于Unity引擎开发VRST任务,采用HTC Vive控制器记录行为数据;2)通过Box and Block测试排除基础运动功能差异;3)采用受试者工作特征曲线(ROC)分析鉴别效能;4)应用Spearman相关验证结构效度。
主要结果
人口统计学特征:MCI组在MoCA-K(20.48±1.55 vs 24.56±1.51)、传统Stroop测试(84.73±5.64 s vs 71.67±6.03 s)表现显著更差(p<0.001),但基础运动功能无组间差异。
鉴别效能:3D轨迹长度的曲线下面积(AUC)达0.981(95%CI 0.966-0.995),灵敏度96.8%;犹豫潜伏期特异性达100%。

相关性分析:VRST参数与执行功能(Stroop测试r=0.627)、工作记忆(Corsi测试r=-0.381)显著相关,支持其结构效度。
该研究创新性地将反向Stroop范式(reverse Stroop paradigm)嵌入虚拟日常生活场景,首次证实运动轨迹参数可作为MCI筛查的敏感指标。通过标准化运动基线(Grooved Pegboard测试p=0.765)和简化操作设置(坐姿/单控制器),解决了既往VR评估易受运动能力干扰的难题。值得注意的是,3D轨迹长度反映的DLPFC(背外侧前额叶皮层)功能损伤,为理解MCI运动-认知整合障碍提供了新视角。
这项成果的临床意义在于:① 开发出兼具生态效度和认知靶向性的VR评估工具;② 确立可量化的数字生物标志物(如轨迹长度>24.52 cm提示MCI风险);③ 为社区筛查提供耗时短(2分钟/次)、成本低的解决方案。未来研究可结合fMRI进一步验证神经机制,并探索不同MCI亚型的特征性运动模式。
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