触觉感知调节伴与不伴轻度认知障碍老年人手部灵巧性与高级认知之间的关联

《Frontiers in Aging Neuroscience》:Tactile sensation moderates the association between hand dexterity and higher-level cognition in older adults with and without MCI

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月03日 来源:Frontiers in Aging Neuroscience 5.2

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  摘要背景:触觉感知和手部灵巧性随年龄增长而下降,且均与老年期认知相关;然而,触觉感知是否会调节手部运动—认知关联的强度,尚不明确。本横断面研究考察了在认知正常(CN)老年人及轻度认知障碍(MCI)老年人中,触觉感知是否调节手部灵巧性与高级认知(执行功能和加工速

  
摘要背景:触觉感知和手部灵巧性随年龄增长而下降,且均与老年期认知相关;然而,触觉感知是否会调节手部运动—认知关联的强度,尚不明确。本横断面研究考察了在认知正常(CN)老年人及轻度认知障碍(MCI)老年人中,触觉感知是否调节手部灵巧性与高级认知(执行功能和加工速度)之间的关联,以及两组之间的调节模式是否存在差异。

方法:研究对象为132名社区居住老年人,年龄≥60岁(女性=79;平均年龄=73.3 ± 5.2岁)。MCI定义为简易精神状态检查(MMSE)≥24且蒙特利尔认知评估(MoCA)≤25。执行功能采用连线测验B部分(TMT-B)和字母流畅性测验(LFT)评估;加工速度采用连线测验A部分(TMT-A)、数字符号测验和类别流畅性测验(CFT)评估。手部灵巧性和触觉感知分别采用Purdue Pegboard Test和Weinstein–Semmes单丝(monofilaments)测量。调节效应分析检验了灵巧性与触觉感知之间的交互作用,并校正了人口学及健康相关协变量。

结果:触觉感知显著调节了手部灵巧性与执行功能及加工速度之间的关联;在触觉感知完整的老年人中,灵巧性—认知关联更强(TMT-B,p < 0.05;LFT,p < 0.05;TMT-A,p < 0.01)。数字符号测验和CFT未观察到调节效应。与认知分组相关的三重交互作用无统计学显著性,提示两组的总体模式具有可比性。分层分析显示,CN组中LFT的交互作用显著(p < 0.05)。

结论:触觉感知完整的老年人表现出更强的手部灵巧性—认知关联,提示感觉运动完整性(sensorimotor integrity)对于早期筛查和功能评估具有相关意义。分层分析模式提示可能存在认知分组差异,值得进一步研究。
本研究发表于《Frontiers in Aging Neuroscience》,聚焦老年期手部感觉运动功能与高级认知之间的耦合关系,尤其关注触觉感知在手部灵巧性与认知表现关联中的调节作用。研究背景在于,衰老并非仅表现为单一认知下降,而是伴随感觉系统、运动系统与认知控制系统的协同退变。既往研究已较一致地指出,手部精细运动功能,特别是手部灵巧性,与执行功能和加工速度等高级认知域相关;同时,触觉感知能力也会随年龄增长而减退,并在轻度认知障碍患者中更常见。然而,现有研究多将触觉功能与灵巧性视为彼此独立的预测因素,较少探讨二者作为交互过程如何共同影响认知表现。因此,开展本研究的核心原因在于:澄清触觉感知是否会改变手部灵巧性与高级认知之间关联的强弱,并进一步检验这种调节效应是否在认知正常老年人与MCI老年人之间存在差异。

研究人员纳入132名≥60岁的社区居住老年人,分别来自两个独立数据集,并在统一纳入排除标准和测试流程下合并分析,以提升统计效能与结果的可推广性。认知筛查基于MMSE和MoCA完成,将受试者划分为认知正常(CN)组和MCI组。研究结论表明,在总体样本中,触觉感知确实显著调节手部灵巧性与部分高级认知指标之间的关系:在触觉感知完整者中,手部灵巧性与执行功能及加工速度之间的相关更强;而在触觉受损者中,这种关联减弱。与认知分组相关的三重交互作用未达到统计学显著性,提示CN与MCI两组在总体调节模式上并无可靠差异。该研究的重要意义在于提出,触觉感知并非只是外围感觉状态指标,而是手部运动—认知整合中的关键条件变量,可为老年人功能脆弱性识别、早期筛查和多维临床评估提供新视角。

在方法上,研究人员采用横断面研究设计,样本来自东京地区两个独立社区老年人数据集。手部灵巧性采用Purdue Pegboard Test(PPT)评估,触觉感知采用Weinstein–Semmes单丝检测;执行功能以Trail Making Test Part B(TMT-B)和Letter Fluency Test(LFT)测量,加工速度以Trail Making Test Part A(TMT-A)、Digit Symbol和Category Fluency Test(CFT)测量。统计分析以线性混合效应模型(LMM)为核心,纳入年龄、性别、受教育程度、抑郁症状、功能状态、手温、合并症、认知分组及数据集来源等协变量,并检验“灵巧性×触觉感知”及“灵巧性×触觉感知×认知分组”交互项。

Descriptive statistics
描述性统计结果显示,MCI组在手部灵巧性方面显著低于CN组,且在TMT-B、LFT和Digit Symbol等认知指标上表现更差,这与认知损害背景下运动及认知表现下降的既有证据一致。两组在触觉受损比例上无显著差异。这一结果提示,尽管MCI组在精细运动和部分认知任务上已表现出劣势,但触觉阈值本身未显示明确组间分离,说明触觉功能在本样本中更可能体现为影响运动—认知关系强弱的条件因素,而非单纯的分组标志。

Two-way interaction between hand dexterity and tactile sensation
在线性混合效应模型中,手部灵巧性与触觉感知之间的二重交互作用在TMT-B、LFT及TMT-A上均达到统计学显著,表明触觉感知显著调节手部灵巧性与执行功能、加工速度之间的关系。具体而言,触觉感知完整者中,随着PPT表现提高,TMT-B和TMT-A完成时间更短、LFT得分更高,提示灵巧性与认知表现具有更紧密耦合;而触觉受损者中,这种斜率更平缓,即灵巧性高低对认知表现的区分度下降。相对地,Digit Symbol和CFT未观察到显著调节效应,说明触觉感知的调节作用并非普遍存在于所有认知任务,而更可能局限于那些与感觉反馈整合、动作监控、认知切换和视觉运动协调联系更紧密的任务。

Three-way interaction with cognitive group
研究进一步检验了“手部灵巧性×触觉感知×认知分组”的三重交互作用,结果未见统计学显著性。这意味着从总体模型看,CN与MCI老年人在触觉感知调节灵巧性—认知关系这一机制上的差异,并未达到可靠统计证据。换言之,无论是否存在MCI,触觉感知对手部灵巧性与部分高级认知关联的影响方向和基本形态总体相近。该结果限制了按认知状态作出明确机制分化的结论,也提示后续研究需要更大样本来进一步验证认知分层差异。

Stratified analysis by cognitive groups
分层分析显示,在CN组中,触觉感知对手部灵巧性与LFT之间关系的调节效应显著,提示在认知相对完整的老年人中,良好的触觉输入可能更有助于支撑与语言流畅性相关的执行控制过程。在MCI组中,TMT-B的交互系数较CN组更大,但未达统计学显著,这说明MCI人群中可能存在更大的感觉运动—认知关系异质性,但现有证据尚不足以得出稳定结论。研究人员对此保持谨慎,仅将其视为提示性发现,而非确定性组间差异证据。

Discussion
讨论部分指出,本研究首次证明,在社区老年人中,触觉感知能够调节手部灵巧性与高级认知之间的关联强度。这一发现强调,触觉感知的作用并不在于直接决定个体灵巧性或认知水平的绝对高低,而在于影响感觉信息如何被整合进精细动作和认知控制过程之中。研究结果支持这样一种理解:当触觉输入较完整时,个体更能有效利用来自手部的感觉反馈进行动作计划、误差监测和在线调整,因此手部灵巧性与执行功能、加工速度之间呈现更紧密联系;当触觉输入减弱时,完成相同精细操作可能需要更多额外认知资源补偿,从而削弱了灵巧性指标与认知表现之间的稳定对应关系。

研究还指出,TMT-B和LFT所反映的认知灵活性、工作记忆和抑制控制,与手部精细动作中的监控和调整需求密切相关,因此更容易受到触觉反馈质量的影响;TMT-A涉及心理运动加工速度和视觉运动整合,也同样依赖高效的感觉—动作协同。相反,Digit Symbol更偏向符号—数字配对和持续注意,CFT则更依赖语义提取,其与触觉引导的运动控制重叠较少,因此未出现显著调节效应。

从实践意义看,研究结果提示,在老年人功能评估中,仅考察手部灵巧性或仅评估认知可能不足以把握其真实功能脆弱性;若能同时纳入简短触觉检测,如单丝测试,可能更有助于解释灵巧性表现所反映的是感觉限制、认知负荷,还是二者交互作用。这为社区筛查和临床评估提供了潜在增益。研究优势包括首次系统检验该调节问题、合并两个数据集提升统计效力、纳入CN与MCI两类人群并采用验证良好的测量工具。局限性则包括横断面设计无法推断因果方向、亚组样本量较小限制三重交互检测能力、单丝测试仅反映阈值水平触觉而未覆盖本体感觉、振动觉和触觉辨别等其他躯体感觉维度,以及样本主要来自社区老年人,代表性仍需外部验证。

研究结论部分可译为:本研究表明,在社区居住老年人中,触觉感知显著调节手部灵巧性与执行功能及加工速度之间的关联。具体而言,仅在触觉感知完整的个体中,手部灵巧性才与执行功能(TMT-B、LFT)和加工速度(TMT-A)相关,提示灵巧性—认知关系的强度取决于触觉功能。尽管亚组分析未显示认知正常者与MCI者之间存在统计学可靠差异,但观察到的模式提示,不同认知谱系中的感觉运动—认知耦合可能存在变异,仍需进一步研究。上述结果强调,触觉感知是手部运动—认知功能中一个易被忽视但具有临床相关性的组成部分。将简短触觉评估纳入常规检查,可能有助于在解释手部灵巧性与高级认知之间关系时提供更充分的情境信息。未来仍需纵向研究和干预研究以阐明因果路径,并确定维持或增强触觉功能是否有助于提升老年人手部运动—认知整合效率及其日常生活独立性。
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