数字认知训练累积剂量对轻度神经认知障碍老年人功能性独立维持效果的纵向研究

《Geriatrics & Gerontology International》：Does Dosage Drive Durability? A Longitudinal Study on Digital Cognitive Training for Sustained Functional Independence

　　

摘要 背景：本研究旨在探讨更高累积剂量的数字认知训练（digital cognitive training，DCT）是否能够为轻度神经认知障碍（Mild Neurocognitive Disorder）老年人带来更大且更持久的认知与功能性改善。 方法：研究人员招募了60岁及以上患有轻度神经认知障碍的参与者，开展了一项双盲、随机、阶梯楔形临床试验，将DCT与商业电脑游戏的主动对照组进行比较。研究人员在干预前、干预10小时及20小时后以及随访阶段，对参与者的功能性与认知功能进行了评估。 结果：共有67名参与者完成了DCT并接受了评估。接受20小时DCT的组别在功能性与满意度方面表现出显著改善，同时在处理速度、言语流畅性和抑制控制方面亦有获益。10小时组在特定领域（如处理速度与再认）也表现出改善。在20小时组中，这些获益在3个月及6个月随访时得以维持，尤其在功能性方面。 讨论：本研究表明，较高累积剂量的DCT可能为轻度神经认知障碍老年人的功能性表现带来更持久的改善。研究结果强调，有必要进一步研究以确定实现认知与功能性长期改善的最佳训练剂量。 试验注册：本研究所报告的试验已在ClinicalTrials.gov预先注册，注册号为NCT03911765。

论文解读：数字认知训练剂量效应与功能性独立维持的纵向证据

一、研究背景与问题提出

全球人口老龄化带来了重大的健康与社会挑战，尤其是从正常老化到痴呆过程中的认知衰退问题。轻度神经认知障碍被定义为介于正常认知老化与痴呆之间的中间阶段，涉及特定认知领域的缺损，但尚未损害日常生活活动能力。尽管轻度神经认知障碍并未显著损害整体功能性，但患有该病症的老年人可能在完成工具性日常生活活动时遇到困难。已有研究表明，执行功能与日常功能之间存在密切关联，这凸显了开发并投入能够支持与增强执行功能的干预措施的重要性。

数字认知训练作为一种可缓解老年人认知衰退的干预手段，近年来受到越来越多的关注。DCT包含对标准化且具有认知挑战性任务的系统性练习，具有视觉界面吸引力强、实施高效且可扩展、能够根据个体表现动态调整训练内容与难度等优势。针对轻度神经认知障碍老年人的DCT荟萃分析报告了整体认知、工作记忆、记忆与学习方面的效果，效应量从小到中等不等。

然而，关于DCT仍存在若干尚待明确的问题，包括最佳累积剂量以及认知效应在轻度神经认知障碍老年人中的持续时间。有证据表明，短于30分钟的训练无效，而每次约50至55分钟、每周六次的训练可能产生更好的结果。但目前仍不确定较高累积剂量是否产生更大获益，也不确定效应能否长期维持，因为多数研究仅评估即时结果。虽有少数研究显示训练后3个月整体认知改善、6个月后情景记忆获益得以维持，但尚无研究考察不同累积剂量的DCT对轻度神经认知障碍老年人的长期影响。

研究团队此前开展了一项阶梯楔形随机临床试验，初步探索了以增强执行功能为主的DCT练习对轻度神经认知障碍老年人功能性与认知的影响，发现接受10小时DCT的参与者在加拿大作业表现测量（Canadian Occupational Performance Measure，COPM）得分与学习方面较休闲游戏组有显著改善。基于上述发现，本研究进一步考察10小时或20小时DCT对功能性与认知的即时影响，以及训练结束后3个月和6个月的维持效果，具体研究问题为：其一，10小时与20小时DCT在训练后对功能性与认知的影响是否存在显著差异；其二，10小时与20小时DCT在3个月与6个月随访时对功能性与认知的影响是否存在显著差异。

二、研究设计与关键方法

本研究为随机、双盲、阶梯楔形临床试验。参与者通过专业转介和社交媒体广告招募，纳入标准为年龄60岁及以上、视力与听力正常或矫正后正常、可访问互联网、依据DSM-5标准诊断为轻度神经认知障碍；排除标准包括痴呆诊断、日常生活活动依赖以及存在妨碍研究参与的重大医学状况。临床诊断依据DSM-5标准建立，并由委员会认证的精神科医生确认。研究于2020年7月至2025年1月期间进行，经里约热内卢联邦大学精神病学研究所伦理委员会批准，并在ClinicalTrials.gov预先注册。

参与者由独立研究人员采用按年龄、教育年限、蒙特利尔认知评估（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）得分、性别、技术性日常生活活动问卷（Technology Activities of Daily Living Questionnaire，TADLQ）分层的分层随机化方法分配至两组。初始阶段仅一组接受10小时DCT，另一组进行10小时商业游戏；随后两组均额外接受10小时DCT，因此一组共接受10小时DCT，另一组共接受20小时DCT。参与者在训练前、10小时及20小时训练后、训练结束后3个月及6个月接受认知与功能性评估。评估工具包括：MoCA评估整体认知；言语流畅性测验评估言语流畅性；雷伊听觉言语学习测验（Rey's Auditory-Verbal Learning Test，RAVLT）评估长时记忆、短时记忆、再认及跨试次学习；斯特鲁普测验（Stroop Test）测量处理速度与抑制控制；COPM评估自我感知的作业表现与满意度；TADLQ评估技术性日常生活活动功能；老年抑郁量表（Geriatric Depression Scale，GDS）与老年焦虑量表（Geriatric Anxiety Inventory，GAI）评估神经精神症状。训练采用BrainHQ平台中聚焦执行功能的系列练习，包括分心注意、细节眼力、目标追踪、杂耍因子、双重决策、右转、心理地图与视流等。统计方法包括Shapiro–Wilk正态性检验、t检验与卡方检验比较基线特征、混合模型协方差分析（ANCOVA）确定训练效应、单因素重复测量方差分析（RM-ANOVA）进行事后分析并采用Sidak校正，以及Spearman相关分析考察认知与功能性的关联。

三、研究结果

3.1 参与者

研究评估了138名参与者，排除51名不符合条件或缺乏兴趣者，87名参与者被随机分配至10小时DCT组（n=45）或20小时DCT组（n=42）。最终67名参与者完成DCT方案，41名在训练后3个月接受评估，31名在训练后6个月接受评估。训练后脱落率在10小时组为24.4%，20小时组为21.4%；3个月随访时分别升至38.3%与39.3%；6个月随访时进一步升至53%与54.5%。参与者以女性为主，平均教育年限14年（标准差5.2），平均年龄74.9岁（标准差7.2）。两组间社会人口学与临床特征无显著差异。

3.2 训练后功能性与认知的变化

混合模型ANCOVA显示，训练后在COPM表现与COPM满意度方面存在显著的时间主效应，但两组均无显著的组别与时间交互作用。事后分析显示，20小时DCT组在COPM表现与COPM满意度方面均有显著改善，而10小时DCT组在这两项指标上均无显著变化。TADLQ测量未显示20小时组的效应。在认知领域方面，两组在20小时训练期间均表现出言语流畅性、跨试次学习、再认、处理速度、抑制控制及短时记忆的显著时间效应。事后分析显示，10小时DCT组在处理速度、再认、跨试次学习及抑制控制方面有显著改善；20小时DCT组在处理速度、再认、跨试次学习及言语流畅性方面有显著改善。两组均未观察到短时记忆的显著事后效应。相关分析显示，20小时DCT组中COPM改善与言语流畅性变化存在显著相关。

3.3 随访中功能性与认知的变化

3个月随访显示，20小时DCT组在COPM表现方面存在显著的时间主效应及显著的组别与时间交互作用，这些结果持续至6个月随访。COPM满意度方面，20小时DCT组在3个月及6个月随访时均有显著改善，10小时组无变化。认知领域方面，随访中未观察到组别与时间的交互作用。处理速度在3个月随访时两组均有显著改善，并在6个月随访时持续维持。抑制控制在3个月随访时20小时组有显著改善，10小时组呈趋势性改善；6个月随访时两组均有显著改善。再认方面，10小时DCT组在3个月及6个月随访时均有显著改善，而20小时组未达到显著水平。跨试次学习方面，3个月随访时两组均有显著改善，但6个月随访时两组均无显著效应。

四、讨论与结论

本研究考察了10小时与20小时DCT对轻度神经认知障碍老年人功能性与认知的累积剂量效应，发现两组在训练后认知均有改善，但仅20小时DCT组在6个月后仍维持显著的功能性获益，支持了较高训练剂量带来更持久认知与功能性获益的初始假设。研究结果与ACTIVE研究一致，后者在10年随访中发现接受DCT的参与者在工具性日常生活活动困难方面较对照组更少。与其他采用量表或问卷评估日常功能但未报告显著变化的研究不同，本研究通过COPM检测到了持续的功能性效应，可能原因包括：训练方案主要针对执行功能这一与日常功能密切相关的认知领域；认知改善可能促使参与者重新参与既往感兴趣的活动或探索新的作业活动；COPM作为个体化工具能够捕捉其他标准化测量可能遗漏的自我感知问题。

关于认知改善，无论接受10小时还是20小时干预，两组均观察到改善，这与既往研究一致，即短时与长时训练方案在近迁移效应方面产生相当结果，但延长方案可能增强某些远迁移效应。关于剂量与认知结果的关系，文献中仍存在争议：一项荟萃分析报告较低总训练次数与更显著的长期效应相关，而另一项针对精神分裂症患者的研究则认为较高剂量的DCT可能对持久认知获益是必要的。这种不一致性强化了DCT最佳剂量尚未确立的观点，尤其是其长期影响方面。

在神经生物学机制方面，DCT可能通过针对性的认知活动促进神经可塑性。采用弥散张量成像技术的研究显示，数周的技能训练可促进边缘系统结构的微结构变化，反映神经组织重排的改变。记忆训练与额叶、颞叶、枕叶及海马等脑区激活和连接性增加相关。

本研究是少数采用阶梯楔形临床试验设计考察DCT累积剂量并进行无额外训练随访的研究之一。研究存在以下局限性：其一，6个月评估时脱落率较高，降低了该阶段的统计效力；其二，研究大部分在COVID-19疫情期间开展，多数参与者为拥有技术与互联网接入条件的老年人，不能代表更广泛的巴西人群；其三，功能性测量依赖自我报告与自我感知，未来研究应纳入生态效度更高的表现型评估工具；其四，由于随访期高脱落率，无法进行意向性治疗分析。

研究结论：虽然不能得出确定性结论，但累积剂量的认知训练可能对观察到的持续效应有所贡献，尤其是在COPM结果方面。此外，尽管20小时剂量与持续性功能获益相关，但6个月随访期间基线认知储备、体育锻炼水平及社交或认知活动参与等潜在混杂因素未被严格控制，可能对维持功能性独立产生影响。未来研究应进一步探索理想的训练剂量，以便临床医生能够更精确、更有效地为轻度神经认知障碍老年人实施DCT方案。