矛盾的网络刚性与外围系统解耦：与年龄相关的适应性姿势控制能力衰退

《npj Aging》：Paradoxical network rigidity and peripheral decoupling: age-related breakdown of adaptive postural control

　　

摘要

老年人在执行双重任务时面临更高的跌倒风险，但其背后的神经力学机制至今仍不清楚。我们发现了一个矛盾现象：随着年龄的增长，尽管全身协调性的神经网络变得更加僵硬和高度连接，但这些网络却反而削弱了对维持平衡至关重要的周围效应器的功能。通过对48名年轻人和48名老年人在稳定或不稳定表面上站立时的运动数据进行捕获分析（共记录了21个身体标记点），发现在有或没有认知负荷的情况下，年轻人能够动态地调整协调机制，具体表现为局部模块的重组、整体效率的提升以及身体各部位与重心之间的耦合关系的变化。而老年人则表现出长期僵硬的神经网络特征——局部节点之间的连接性增强、整体效率提高以及网络结构的“小世界性”程度增加，这些表面上看似是优势的表现。然而，他们在应对不稳定环境时表现出模块间灵活性的降低，尤其是足部、踝关节和腿部与重心之间的耦合能力减弱，而这正是远端控制机制变得至关重要的时刻。这种僵硬性在各种机械性和认知性挑战中都持续存在，并且在整个实验过程中未见明显变化，无论身体晃动幅度或疲劳程度如何。这表明老年人的运动能力下降并非由于单一神经组件的退化，而是由于整个神经网络结构的长期僵化，即失去了根据环境变化灵活调整协调机制的能力。这些发现强调了网络灵活性作为评估跌倒风险的重要指标，并将干预重点从加强单个神经组件转向恢复神经系统的整体可塑性——即根据任务需求选择性地构建、解除或重组协调模式的能力。

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