《Journal of Electromyography and Kinesiology》：Autonomic responses to repeated locomotor perturbations in older adults: dissociation between phasic habituation and sustained tonic arousal
编辑推荐：
•行走过程中平衡扰动会引发快速短暂的交感神经反应，表现为皮肤电导率升高。•短暂的交感神经反应在反复受到扰动后会发生习惯化，表明在反复暴露下反应性降低。•改变扰动方向可恢复短暂反应，表明当扰动出乎意料时交感激活更强。•首次扰动后张力性交感活动增加并持续维持升高，反映了持续保持警
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行走过程中平衡扰动会引发快速短暂的交感神经反应，表现为皮肤电导率升高。
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短暂的交感神经反应在反复受到扰动后会发生习惯化，表明在反复暴露下反应性降低。
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改变扰动方向可恢复短暂反应，表明当扰动出乎意料时交感激活更强。
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首次扰动后张力性交感活动增加并持续维持升高，反映了持续保持警觉状态。
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表现出习惯化的老年人可能对基于扰动的平衡训练反应良好，从而改善反应性平衡能力。
引言
跌倒是老年人致死性和非致死性伤害的主要原因之一（美国疾病控制与预防中心，国家伤害预防与控制中心。基于网络的伤害统计查询和报告系统（WISQARS），2022年；世界卫生组织，2007年）。许多跌倒发生在行走过程中，且往往之前伴随有突如其来的平衡丧失（Berg等，1997年；Robinovitch等，2013年；Melzer等，2025年）以及无法产生有效反应性运动反应（Maki和McIlroy，1997年）。这些反应性平衡反应是由出乎意料的扰动引发的快速、大部分为自动的反射反应，在预防跌倒中起着至关重要的作用（Batcir等，2024年；Batcir等，2022年）。出乎意料的扰动不仅引发运动反应，还会激活自主神经系统（ANS），特别是交感神经分支。在心理生理学中，出乎意料或显著的刺激可靠地引发短暂的交感神经活动增加，这一现象被称为定向反应（Sokolov，1963年），它使个体能够快速检测、评估和应对潜在威胁性或具有行为相关性的事件。因此，这一交感反应的幅度和习惯化程度可能有助于了解个体适应反复平衡干扰的能力，而这一过程被认为是基于扰动的平衡训练和跌倒预防有效性的基本要素。定向反应的特征是一组自动的生理和行为变化，包括注意力的增强、心率调节和交感神经激活，这些变化在大脑检测到并评估新奇或重要刺激时发生。
皮肤电活动（EDA）提供了交感神经激活的高度敏感生理指标，因为外泌汗腺几乎完全由交感神经系统（SNS）支配（Boucsein，2012年；Boucsein等，2012年）。这种自主神经反应通常在扰动后约5秒内出现，并可轻松测量为EDA的增加（Boucsein，2012年；Boucsein等，2012年）。EDA由两个主要组成部分构成：张力性皮肤电活动，通常称为皮肤电导水平（SCL），反映基线自主神经唤醒水平；以及短暂的皮肤电反应，即皮肤电导反应（SCRs），代表与短暂交感激活相关的传导率的快速、暂时性增加（Boucsein等，2012年；Norris等，2007年）。短暂反应可以是与刺激相关的（事件相关的SCRs）或是在没有可识别事件的情况下发生的非特异性SCRs，两者均受刺激显著性和新奇性的调节（Boucsein等，2012年；Norris等，2007年）。事件相关的短暂SCRs代表定向反应的自主神经特征（Boucsein等，2012年；Norris等，2007年），反映了大脑检测和评估新奇或重要刺激时发生的快速交感激活。在平衡扰动期间，这些短暂反应提供了对出乎意料的平衡威胁即时生理反应的客观指标，可能反映了个体对扰动的感知和反应程度。反复暴露于特定刺激（如扰动）通常伴随着事件相关SCRs的减弱，反映了反复平衡挑战的习惯化。非特异性SCRs虽然不与特定刺激相关，但也受到整体唤醒水平和环境显著性的影响，突显了交感神经活动受到情境和新奇性动态调节的特点。相比之下，非特异性SCRs提供了个体在任务过程中持续交感唤醒状态（即张力性活动）的指标。总体而言，这些互补的测量方法可能有助于我们更好地了解老年人如何生理性地应对和适应反复的平衡干扰。
研究平衡扰动对交感神经系统的反应的研究主要集中在久坐的年轻成人（Sibley等，2010a；Sibley等，2008a）、受扰动的站立（Kawasaki等，2021年；Sibley等，2010b；Sibley等，2008b）或行走（Meir等，2024年）期间的年轻成人身上。这些研究共同表明，突如其来的平衡威胁构成了一种应激性的、依赖于情境的事件，会引发可测量的自主神经反应，而不仅仅是由运动输出或外周感觉输入所触发（Sibley等，2008a；Sibley等，2008b；Critchley，2002年；Macintosh等，2007年）。尽管有这些发现，但令人惊讶的是，很少有研究考察老年人在行走过程中突然丧失平衡时交感神经系统的反应，而这一条件更接近于许多现实生活中跌倒发生的情境（Berg等，1997年；Robinovitch等，2013年；Melzer等，2025年）。了解行走过程中平衡丧失如何引发交感神经系统激活，以及这些反应是否会随反复扰动而发生习惯化或保持反射性特征，可能为老年人应激-运动交互作用提供重要见解。习惯化是一种基本的心理生理现象，其特征是在重复呈现刺激时反应幅度逐渐减小，反映了新奇性或显著性的降低（Thompson和Spencer，1966年；Rankin等，2009年）。之前的证据表明，行走过程中的反复扰动会导致年轻成人短暂交感神经反应的减弱（Meir等，2024年）；然而，老年人在行走过程中对平衡扰动的习惯化研究有限。这一点尤其相关，因为老年人在面对平衡威胁时的生理和心理反应的差异，包括对反复扰动适应能力的变异性，可能导致基于扰动的干预在老年人中的效果存在差异。在本研究中，习惯化被定义为在行走过程中暴露于一系列相似扰动后，短暂交感反应以及初始升高后张力性交感水平均出现减弱。
我们假设，老年人在行走过程中受到平衡扰动会引发交感神经活动的立即张力性升高，随后向基线张力性水平恢复但表现出对基线张力性活动的不完全恢复，且短暂交感反应在一系列反复扰动中逐渐减小，反映了习惯化。这一假设基于我们之前的研究，该研究表明行走过程中突如其来的平衡丧失会引发短暂的交感反应，且这些反应在年轻成人中随反复扰动而减弱（Meir等，2024年）。我们还假设老年人体质年龄的增加与习惯化能力的降低相关，表现为短暂习惯化减弱以及在反复平衡扰动中持续的张力性交感激活增强。通过引入一个反方向额外扰动来进一步考察习惯化的机制。如果反方向额外扰动后短暂交感反应仍继续减小，这将表明习惯化反映了反复扰动的总体效应。相反，如果反方向扰动引发了短暂反应的再次升高，则表明习惯化主要发生在相似扰动反复出现时，且扰动特征的变化恢复了出乎意料性。
章节摘要
方法
招募了十八名右腿为主的老年人（平均年龄：77岁），男性和女性比例相等（表1，受试者特征），通过传单广告和私人联系从社区中招募。四名参与者报告日常使用手杖在社区中行走，但所有参与者均不使用助行器完成了实验方案。他们接受了简易精神状态检查和病史访谈以确定排除。我们的排除标准
结果
十八名右腿为主的老年人（平均年龄：77岁），男女比例相等，参加了本研究（表1）。18名参与者中有四名报告日常使用手杖在社区行走；然而，所有参与者均不使用助行器完成了实验方案。平均SPPB得分（7.72 ± 3.31）表明下肢身体和平衡功能存在轻度至中度损害。扰动后所有参与者
讨论
我们的研究结果证实了老年人在行走过程中经历平衡丧失事件时会表现出显著的交感神经短暂反应，表现为每次扰动后立即出现SCL的明显短暂升高。在所有扰动中均观察到相对SCR幅度（%SCR），首次扰动后增加幅度最大（29.41%），随后从第二次到第六次扰动呈现较缓慢的习惯化模式（从17.63%到15.11%；表2；R2 = 0.003，p = 0.636，图2B），与……
CRediT作者贡献声明
Alon Amir：撰写——原稿，验证，调查，形式分析。Moti Salti：撰写——原稿，资源，项目管理，概念设计。Lian Meiri：撰写——原稿，调查，数据整理。Ilan Shelef：撰写——原稿，监督，资源，项目管理，概念设计。Yuliya Berdichevsky：验证，调查，形式分析。Itshak Melzer：撰写——原稿，可视化，验证，监督，
伦理批准和参与同意
本研究获得了以色列贝特谢瓦索罗卡大学医疗中心的批准，编号#0078-24-SOR。我们的研究按照赫尔辛基宣言执行。我们确认已从所有参与本研究的老年人获得书面知情同意书。已从所有参与者获得参与本研究的书面知情同意书。
生成式人工智能和AI辅助技术声明
生成式人工智能工具（Microsoft Copilot）仅用于辅助语言润色、措辞建议及图形开发指导。未使用AI技术进行数据生成、分析、解释或得出科学结论。作者审阅并验证了提交手稿中所有内容的完整性和准确性，并对此承担全部责任。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本论文中报告的工作。
Alon Amir|Moti Salti|Lian Meiri|Ilan Shelef|Yuliya Berdichevsky|Itshak Melzer
