《Brain Research Bulletin》：Mobile EEG Reveals Age-Dependent Cognitive-Motor Interference with Increasing Motor Task Complexity- a cross-sectional study
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研究采用移动脑/身体成像（Mobile Brain and Body Imaging, MoBI）在坐、站、走条件下考察认知-运动干扰（cognitive-motor interference, CMI）的年龄差异；老年人在运动负荷下，尤其站立和行走时，表现出
研究采用移动脑/身体成像（Mobile Brain and Body Imaging, MoBI）在坐、站、走条件下考察认知-运动干扰（cognitive-motor interference, CMI）的年龄差异；老年人在运动负荷下，尤其站立和行走时，表现出更明显的认知减慢；行走延迟并放大早期视觉加工，同时降低两个年龄组的中央信息加工；更高运动需求增强早期视觉加工（P1、N1）并降低P3振幅；MoBI揭示行为测量单独无法捕捉的年龄相关CMI。
研究背景方面，成功移动需要持续整合感觉输入，以在变化环境中选择和执行运动反应；年龄相关的认知与运动资源下降可导致认知-运动干扰（cognitive-motor interference, CMI）。老年人平衡控制和行走表现通常低于年轻人，尤其在同时执行认知任务时更明显；双任务（dual-task, DT）表现下降具有临床意义，与跌倒风险增加相关。双任务成本（dual-task costs, DTC）可用于量化并行认知与运动任务的表现下降，且其程度取决于运动任务复杂度：站立比坐姿需要更多姿势控制，行走又需持续调整重心和支持面。既往行为研究提示运动任务复杂度增加会放大CMI，但坐、站、走条件下的结果并不一致，行为测量难以明确CMI的加工机制；反应时延长本身不能区分早期感觉编码、注意分配、反应选择或反应生成等阶段。移动脑/身体成像（Mobile Brain/Body Imaging, MoBI）整合移动脑电（electroencephalography, EEG）与步态和姿势测量，事件相关电位（event-related potentials, ERPs）可反映早期视觉加工（P1、N1）及中央加工（P3）等阶段。现有利用ERP考察双任务行走年龄差异的研究数量有限，且任务难度、刺激模态、反应要求、行走特征和个体因素差异较大，难以形成一致的年龄特异性模式；尚缺乏在坐、站、走等递增运动复杂度下综合评估行为、脑动态和运动表现的年龄差异研究。该研究采用含反应抑制的视觉选择反应oddball任务（oddball task），关注对不可预测且低频刺激的反应，并设置目标刺激“x”（30%）与非目标刺激“+”（70%）；研究问题为DT相关认知或运动行为调制是否具有年龄组和/或运动任务特异性，以及P1/N1和P3加工阶段特征是否与行为变化及任务优先化相关。研究假设运动任务复杂度增加会在两组诱导CMI，老年人CMI更大、早期感觉加工延迟更明显且P3活动调制减弱。
研究开展方面，该研究为横断面混合设计，年龄组为组间因素（年轻成人、老年人），运动条件（坐、站、跑步机行走）和刺激类型（目标、非目标）为组内因素。最终样本30名：年轻成人19名（20—35岁），老年人11名（65岁及以上），样本队列来源于柏林工业大学参与者招募网站和柏林工业大学参与者池。研究结论显示，运动表现在单任务和双任务条件下基本稳定，认知-运动成本主要体现在神经和行为层面；老年人于运动负荷下出现明显认知减慢，行走时早期视觉加工延迟但放大，中央信息加工在两组均降低且老年人额外延迟；P3潜伏期与反应时相关。其意义在于，MoBI较单独行为测量更敏感地捕捉年龄相关CMI，提示针对年龄相关双任务衰退的干预应考虑任务认知需求、刺激特征和受影响加工阶段。
关键技术方法方面，研究采用横断面设计，同步采集64导移动EEG、力台姿势摇摆、HTC Vive运动捕捉步态及行为反应数据，通过Lab Streaming Layer（LSL）同步，并以Brain-Imaging Data Structure（BIDS）及Motion-BIDS、EEGLAB和BeMoBIL流程处理；采用自适应混合独立成分分析（AMICA）、等效偶极子模型、IClabel及人工复核去除伪迹；提取P1、N1、P3峰潜伏期和振幅；统计采用重复测量方差分析和偏相关。样本队列来源于柏林工业大学参与者招募网站和参与者池，最终纳入年轻成人19名、老年人11名。
研究结果如下。3.1.1 运动表现：基于步态和力台数据的重复测量方差分析，未发现任务负荷（单任务与双任务）对步长、步频及姿势摇摆的显著主效应；存在显著年龄效应，老年人步长总体更短，未见其他年龄组或交互效应。3.1.2 反应准确率：视觉任务准确率存在运动任务主效应和刺激类型主效应，目标刺激准确率更高；总体准确率从坐到站升高、从站到走降低。3.1.3 反应时：目标刺激反应时存在运动条件主效应，坐<站和坐<走，站与走无差异；年龄效应显示老年人反应时更长；年龄组×运动任务交互显示年轻成人仅从坐到站增加，老年人从坐到站、站到走及坐到走均增加。3.1.4 EEG测量：ERP结果总体用于评估P1、N1和P3；未对非目标刺激提取清晰P3。3.1.5 P1成分：P1潜伏期存在运动任务主效应，坐<站和坐<走；刺激类型主效应显示非目标潜伏期更长；运动任务×年龄组交互显示老年人仅在坐位潜伏期较短；运动任务×刺激类型交互显示潜伏期随坐→站→走增加。P1振幅存在运动任务主效应，坐和站均小于走。3.1.6 N1成分：N1潜伏期存在运动任务和刺激类型主效应，坐<站<走，目标<非目标；N1振幅存在刺激类型主效应，目标小于非目标；刺激类型×运动任务交互显示各条件下目标振幅均小于非目标；年龄组×运动任务交互显示年轻成人坐<站和坐<走，老年人走<坐和走<站。3.1.7 P3成分：P3潜伏期存在年龄组和运动任务主效应，老年人长于年轻成人，坐<站<走；年龄组×运动任务交互显示老年人坐和站<走，年轻成人保持稳定；P3振幅存在运动任务主效应，坐和站<走。3.1.8 相关性：控制年龄后，P3潜伏期与目标反应时在坐、站、走条件下均呈正偏相关。
讨论总结方面，研究归纳出三点主要发现：老年人步态表现低于年轻成人，但步态或姿势摇摆未见显著DT相关变化；老年人反应时总体更慢，且从坐到站到走逐步延长，而年轻成人仅从坐到站延长；早期感觉ERP成分P1、N1随运动任务复杂度增加而延迟，行走时振幅增大，中央P3加工在两组均降低并与反应时变化相关，且在老年人中选择性延迟。研究人员解释，运动表现保持可能与任务优先化、任务整合、跑步机固定速度、较长任务时长及高准确率所提示的天花板效应有关；行走对老年人而言可能是认知容量达到阈值的节点，准确率稳定可能反映以时间效率为代价的补偿控制。早期视觉加工中，行走导致反应延迟但振幅放大，研究者将其与知觉负荷、注意需求和行走时一般状态变化联系起来；老年人在坐→站即出现N1振幅增加，而年轻人在站→走才出现，提示站立对老年人已是较高运动挑战。中央加工方面，两组行走时P3振幅均降低，老年人P3潜伏期额外延长并与反应时相关，提示复杂执行任务下年龄相关CMI主要表现于较晚的中央加工阶段，而非早期感觉编码。局限包括老年样本量较小、技术问题导致数据损失、部分参与者采样率偏差、组间MMSE、SPPB和自选步速差异、P3峰检测变异及生态效度限制。研究结论翻译如下：研究人员的发现表明，运动表现在单任务和双任务条件下基本保持稳定；尽管运动表现在各条件下稳定，认知-运动成本在神经和行为领域清晰可见；明确的年龄特异性成本出现在认知层面，老年人在运动负荷下表现出显著减慢，尤其在站立和行走期间；神经测量揭示了潜在机制：在注意和抑制任务中，行走期间早期视觉加工被延迟但放大，而中央信息加工在两个年龄组均降低，并在老年人中额外延迟；重要的是，该中央阶段的时序与反应时相关，表明行走期间行为反应延长可能主要反映中央加工减慢，而非下肢外周运动协调缺陷或年龄相关运动限制。这些发现有助于调和既往混合结果，提示行走等主动行为可同时缩窄早期视觉外周加工并增强对观察者正前方呈现刺激的加工；总体而言，结果表明衰老相关认知-运动干扰通过神经生理测量比单独行为更敏感地被捕捉，强调MoBI方法用于研究真实世界移动中认知的价值；因此，针对年龄相关双任务衰退的干预应个体化，考虑任务特定认知需求、刺激特征和受影响最大的加工阶段。
