計算機化認知訓練在認知障礙中的應用進展

張 亞,張 慧,趙靖宇,呂佩源,董艷紅

(1.河北北方學院 研究生學院,河北 張家口 075000;2.河北省人民醫(yī)院 神經內科,河北 石家莊 050051;3.河北省腦網絡與認知障礙疾病重點實驗室,河北 石家莊 050051;4.河北醫(yī)科大學 研究生學院,河北 石家莊 050017;5.華北理工大學 研究生院,河北 唐山 063210)

認知功能障礙是指大腦高級智能加工功能異常而導致的各種功能的異?；蛉笔?可表現(xiàn)為定向力障礙、記憶混亂、思維混亂、執(zhí)行功能障礙、情緒及行為改變等癥狀,嚴重影響患者的日常生活能力及生活質量。隨著科學技術的發(fā)展,認知干預成為認知功能障礙非藥物干預的主要措施,其可分為認知刺激、認知康復、認知訓練3種類型[1]。本文主要針對計算機化認知訓練(computerized cognitive training,CCT)在各種腦部疾病導致的認知損害中的應用展開綜述。

1 CCT簡介

1.1理論基礎 CCT是借助計算機作為訓練平臺,對注意力、記憶力等認知域及認知加工過程進行訓練,達到改善患者認知功能、提升認知儲備的目的。與傳統(tǒng)認知訓練相比,CCT具有題型豐富、趣味性強、及時反饋、難度自適應等特點,從而提高了患者的主觀能動性和積極性,為患者的良好預后提供了保障[2]。

CCT在國外最早于20世紀80年代得到廣泛使用,在我國起步相對較晚,目前有南京 “六六腦”腦康復系統(tǒng)、杭州極智認知康復診療系統(tǒng)、上海泰億格云康復教育服務平臺以及常州“璟云” 康復平臺等云康復系統(tǒng),都具備康復評定、認知訓練、數(shù)據(jù)監(jiān)測及信息管理等功能。

大腦的結構和功能具有可塑性,在整個生命周期中,大腦可被各種各樣的環(huán)境和刺激所修飾,使大腦內部的突觸、神經元之間建立新的連接或者大腦某一代表區(qū)的功能由鄰近的腦區(qū)代替,認知訓練依據(jù)的就是這一原理,通過訓練和學習使患者的認知功能得到改善[3]。

1.2實施方法 2019年認知訓練中國專家共識指出,多數(shù)認知域具有可塑性,即對于同一個認知域的訓練,已訓練項目可提升同認知域未訓練項目的效果。同時,認知訓練具有遷移性,即對于一個認知域的訓練,可以提升本認知域和其他認知域的效果[4]。目前有多種認知訓練模式,可針對單認知域訓練。Ghavidel等[5]對健康老年婦女開展了一項工作記憶訓練,證實了其在提高老年人認知功能中的潛力。一項薈萃分析表明,單認知域訓練對記憶功能效果較明確,對其他認知域效果有待進一步研究[6]。還可采用多認知域認知訓練,Bikic等[7]對多動癥患兒進行了注意力和執(zhí)行力等多認知域訓練,并提出多認知域訓練較單認知域訓練更能改善認知訓練的效果,謝建航等[8]對不同類型的腦卒中認知障礙患者進行了注意力和工作記憶訓練,干預后患者的認知功能明顯改善,且腦出血后較腦梗死后認知功能恢復更好。另外,也可采用多模態(tài)干預,鄭嬋娟等[9]開展了一項針刺聯(lián)合CCT治療卒中后認知障礙的研究,結果表明聯(lián)合治療較單獨訓練組可明顯改善患者的認知功能。Bagattini等[10]對阿爾茲海默癥患者進行認知訓練的同時加入了重復經顱磁刺激治療,聯(lián)合組認知功能改善更好,且效果維持了12周,除此之外,CCT還可以聯(lián)合藥物、經顱直流電刺激、有氧運動等治療方法[11-13]。另外,計算機認知訓練系統(tǒng)題目多樣,難度遞進的特點使訓練更為靈活,可根據(jù)患者訓練情況個性化調整訓練方案,因此,針對不同階段及不同病因的認知障礙患者,目前尚無明確統(tǒng)一的訓練方案,多根據(jù)訓練平臺的不同及研究者訓練目的的不同獨立設計的方案進行訓練。

1.3效果評價 在訓練過程中,主要通過量表對認知功能和日常生活能力進行評價,一般在訓練前、訓練中期、訓練完成后及長期隨訪時分別進行評定。目前常用的評價整體認知功能的量表包括簡易智力狀態(tài)檢查量表、蒙特利爾認知評估量表等。也有針對單個認知域的評價量表,如執(zhí)行功能可用Stroop色詞測試、威斯康星卡片分類測試、連線測試,記憶功能可用FULD物體記憶測驗、REY復雜圖形測驗,注意力功能可用劃消測驗、連線測驗。常用日常生活能力評價量表有改良Barthel指數(shù)評定量表、功能獨立性評定量表、日常生活活動能力量表等。在療效評價時,應著重觀察訓練是否提升了同認知域其他訓練任務及其他認知域訓練任務的效果、患者日常生活能力是否得到提升以及訓練效果的維持時間,另外,可使用反應神經可塑性的生物標志物,如神經電生理指標和磁共振,作為認知訓練的評價指標[4]。有些隨機對照研究中采用結構和功能磁共振成像作為效果評價指標,利用神經可塑性原理,評估訓練前后的局部神經活動及結構變化,更敏感準確的反映出認知訓練的效果[14-15]。神經電生理信號P300也可作為療效評價指標,在鄭嬋娟等[9]的研究中應用了這一指標,其潛伏期縮短和波幅延長表明認知功能改善。

2 CCT在各疾病中的應用

2.1阿爾茲海默病(alzheimer's disease, AD) AD是一種中樞神經系統(tǒng)退行性病變,是導致認知障礙最常見的原因,常以記憶力受損為首發(fā)癥狀之一,目前其治療以藥物為主,但藥物作用有限,非藥物治療中,CCT是大多數(shù)人推崇的一種經濟有效的策略。

對于輕度認知功能障礙和早期AD患者,認知訓練比認知刺激和認知康復更有效[16-17]。每次訓練15～24 min,每周訓練3次,可以顯著改善AD患者的認知功能,訓練總時長達到20h可以取得明顯的訓練效果[18]。Bergamaschi等[19]對AD患者進行了1年的反復周期的認知訓練,訓練后患者的神經心理評分明顯優(yōu)于對照組,且能較好的維持其認知表現(xiàn)。但短時間CCT也可取得不錯的治療效果,王理鑫等[20]研究表明,每次訓練20 min,3次/周,共進行3個月的CCT也可明顯改善及延緩早期AD患者的認知障礙,且發(fā)現(xiàn)攜帶不同基因型的患者的認知訓練效果不同,攜帶ApoEε4等位基因者獲益不顯著。另外,認知訓練效果能否較長時間維持關系到患者預后好壞,目前尚沒有形成統(tǒng)一的方案使訓練效益最大化。Cavallo等[21]對80例早期AD患者進行的隨機對照研究,觀察組給予為期3個月的CCT,并在訓練前、訓練后、6個月和12個月分別進行評估,結果顯示觀察組指標明顯優(yōu)于對照組,且隨訪6個月的評估指標可維持訓練結束時的水平,但12個月隨訪時患者認知功能不能繼續(xù)維持。Kanaan等[22]對21例輕度AD患者進行了4～5 h/d,為期10 d的強化訓練,結果顯示高強度、短時間的認知訓練是可行的,可以明顯改善患者的認知功能,且在2個月、4個月隨訪中患者的認知水平沒有明顯下降?？梢?患有神經退行性變的病人可能需要在較長時間或強化的認知刺激下才能較好的維持其認知功能,未來仍需要針對早期AD患者開展更多大樣本、多中心的研究。

2.2血管性認知功能障礙 血管性認知功能障礙是指由腦血管病危險因素和腦血管病引起的從輕度認知障礙到癡呆的一大類綜合征,包括非癡呆性血管性認知障礙、血管性癡呆和混合性癡呆,卒中后認知障礙、腦小血管病性認知障礙是其中常見的亞型,血管性因素是引起認知障礙的第二大常見病因。

非癡呆性血管性認知障礙又稱輕度血管性認知障礙,約50%的患者在5年內可發(fā)展為癡呆,早期干預可延緩甚至逆轉認知障礙[23]。目前,除傳統(tǒng)的藥物治療,越來越多的非藥物治療措施應用于輕度血管性認知障礙。認知訓練可改善健康老年人和輕度認知障礙患者的整體認知功能和多個認知域功能[4]。Tang等[15]對60例非癡呆性血管性認知障礙患者進行了一項為期7周的三中心、雙盲、隨機對照研究,這是第一個提出并設計實施的評估CCT在非癡呆性血管性認知障礙患者中的作用的研究,結果顯示,訓練組的整體認知功能明顯改善,但執(zhí)行功能改善不明顯,分析可能與樣本量小和執(zhí)行功能訓練不足有關,未來的研究設計中增加樣本量和更多的執(zhí)行功能訓練可能會改善這一結果[24]。另外,卒中后認知障礙管理專家共識指出,認知訓練干預研究對改善卒中后認知功能障礙可能有效,且CCT較以往傳統(tǒng)認知訓練效果更佳[25]。De Luca等[26]將35例卒中后認知障礙患者隨機分為2組,探討了CCT對卒中后認知障礙的影響,2組患者都進行了傳統(tǒng)認知訓練,試驗組在此基礎上使用CCT,結果顯示,2組在訓練后認知功能都提高了,但試驗組更顯著。Ho等[27]的研究與上述結論一致,并且發(fā)現(xiàn)CCT的訓練效果在1個月隨訪時仍存在。另外,在Yoo等[28]為期5周的隨機對照研究中也發(fā)現(xiàn)CCT較紙筆練習等傳統(tǒng)訓練更能改善認知障礙患者的認知功能,但同時發(fā)現(xiàn)患者的日常生活能力改善不佳,未來可延長訓練時間以改善患者的日常生活能力。針對發(fā)病1年以上的慢性期卒中后認知障礙患者,Gil-Pagés等[29]發(fā)現(xiàn)基于家庭監(jiān)督的多領域CCT也可明顯改善慢性患者的認知功能。另外,血管性癡呆是老年期癡呆中唯一可提前預防的癡呆類型,也是血管性認知功能障礙中癥狀較重的亞型,對血管性癡呆患者干預越早效果越好[30]。陳曉飛等[31]對38例血管性癡呆患者進行了隨機對照研究,結果顯示訓練組認知功能提高顯著,其中輕中度血管性癡呆患者效果明顯好于重度血管性癡呆患者,重度癡呆患者認知功能及生活能力各方面都很差,給認知評估和認知訓練帶來很大的困難,不利于患者的預后,因此,著重強調血管性癡呆患者的早期干預。

2.3帕金森病(Parkinson's disease,PD) PD是一種慢性神經系統(tǒng)退行性疾病,主要發(fā)生于中老年人,除表現(xiàn)為運動遲緩、靜止性震顫、肌肉強直等運動癥狀外,還可表現(xiàn)為非運動癥狀,較為常見的為認知功能障礙,PD輕度認知障礙是PD癡呆的獨立危險因素,當發(fā)展為PD癡呆時,患者的日常生活質量嚴重下降。

PD認知障礙可表現(xiàn)為記憶力、注意力、執(zhí)行功能、視空間能力、語言能力中單個或多個認知域受損,以執(zhí)行功能障礙最突出。在治療上,可采用藥物治療及非藥物治療,其中認知訓練對PD輕度認知障礙表現(xiàn)出較好的效果[18]。韓小改等[32]將111例PD輕度認知障礙患者隨機分為觀察組和對照組,探討了CCT對PD輕度認知障礙的療效,采用量表及P300進行評估,結果表明觀察組各評估指標顯著優(yōu)于對照組,在改善患者認知功能的同時也改善了帕金森患者的抑郁癥狀。Bernini等[33]開展的一項為期4周的隨機對照研究得出了CCT聯(lián)合運動康復較單純運動康復對PD輕度認知障礙患者更有效的結果,并在訓練結束后和6個月分別進行評估,結果顯示6個月時并沒有維持訓練的效果,分析可能與訓練的持續(xù)時間短有關,未來需要大樣本、長周期的臨床研究來探討維持認知訓練效果的訓練時間。另外,中國PD輕度認知障礙的診斷和治療指南也指出,推薦有條件的醫(yī)療單位對PD輕度認知障礙患者進行認知訓練(B級推薦)[34]。

3 展望及不足

隨著科技的不斷進步,認知功能訓練方法也在與時俱進,CCT已經成為改善認知功能障礙預后的重要手段。與傳統(tǒng)認知訓練方法相比,CCT趣味性強、題材豐富,可通過圖片、聲音、動畫等形式對患者進行多方面刺激,對患者的反應時間、訓練成績等進行實時記錄,并且具備多種評價量表,可定期對患者進行認知評定,便于根據(jù)訓練效果有效調整訓練方案,更有利于患者的預后。另外,CCT并不局限于醫(yī)院,目前認知訓練儀有成人版、移動居家版、床旁重癥版、科研版等多種版本,患者可根據(jù)自身情況選擇相應的版本,以保障患者隨時隨地可進行認知訓練,其還可實現(xiàn)支撐端、醫(yī)生端、患者端、家庭端等多端康復云平臺,從而實時監(jiān)督患者的訓練效果[35]?；谏鲜鯟CT的優(yōu)點,加上取得了一定的效果,未來CCT或可成為各類型認知功能障礙患者乃至健康人的選擇。

但CCT仍存在一些不足之處,由于個體差異較大,CCT的干預方案還沒有統(tǒng)一的規(guī)范,不同版本的認知訓練儀所涉及到的題目不完全一致,主要是大多數(shù)研究者根據(jù)研究方案自行設計訓練內容,且每次訓練時間、頻率、周期多不統(tǒng)一,權威性有待驗證。多數(shù)研究者設計的訓練周期較短,CCT的長期干預效果仍不明確。

因此,未來仍需要研究者進行大樣本、多中心、長期、隨訪的臨床研究,從而發(fā)現(xiàn)并總結出針對特定人群的具體訓練方案,提高認知訓練的效果,改善患者的預后。