老年人手部精細動作控制能力研究進展

趙王芳 (浙江大學教育學院，浙江 杭州 310028)

老年人隨著年齡的增加身體功能下降，包括神經系統、心血管系統、呼吸系統、骨骼肌肉系統等方面，而精細動作控制能力的減退是老年人中普遍存在的現象。手部精細動作控制能力指個體主要憑借手以及手指等部位的小肌或小肌群的運動，在感知覺、注意等心理活動的配合下完成特定任務的能力，包括控制精細動作的肌肉力量、動作的靈活性及動作的準確度等，對個體適應生存及實現自身發展具有重要的意義。老年人手部精細動作控制能力在日常生活中發揮著重要的作用，老年人的手部精細動作控制能力隨年齡的增加而減退，直接影響老年人的獨立生活能力和生活幸福感。對老年人精細動作控制特征、機制、影響因素及研究手段相關文獻進行了總結。

1 老年人手部精細動作控制機制探討

老年人手部精細動作的執行首先是通過視覺的反饋得到所需執行的精細動作的要求，將信息傳輸到大腦中樞，大腦中樞將信息整合再通過神經傳導到達手部肌肉，控制肌肉的收縮執行精細動作任務。老年人手部精細運動能力減退存在外周和中樞機制。中樞機制是指手部精細動作的執行受與運動相關腦區的指揮。老年人隨著年齡的增長出現腦萎縮現象，老年人出現的運動功能障礙與腦萎縮相關，如運動控制的頂葉皮質和額葉前皮質、初級運動皮層、軀體感覺皮質、感覺-運動區等〔1〕。小腦對運動時間及運動的協調性有重要的作用，隨年齡的增加出現運動加速度減少的現象〔2〕。胼胝體控制雙手的協調性，在單手運動過程中起到同側運動皮層抑制的重要作用〔3〕，老年人相較于年輕人在執行手部精細動作時，胼胝體同側初級運動皮層的興奮性增加和皮層內抑制減少〔4〕。外周機制是指老年人的運動缺失部分原因是由于外周結構的改變，包括感受器、外周神經、肌肉、關節等。這些結構隨著年齡的增加而退化不可避免，老年人手部的關節靈活度下降，感受器和外周神經的反應能力和傳遞信息的能力下降，手部肌肉功能下降等。老年人手部精細運動能力下降的外周機制，表現為在執行手部精細動作時手部肌肉運動控制能力的下降。

2 老年人手部精細動作控制特征

手部精細動作控制能力是老年人的一個重要生理功能。隨著年齡的變化，老年人的整體身體素質降低，手部精細動作控制能力同樣是呈下降趨勢。抓握動作作為手部最典型的精細動作之一，是日常生活中涉及最多的精細運動。老年人存在以下抓握特征，在抓握易碎物體時，與年輕人相比，老年人的目標加速度降低、運動時間增加、抓握產生的肌力增加、抓握與力的負荷的相關性下降〔5〕。與年輕人相比，老年人的手部精細動作控制能力存在時間變異性和空間變異性〔6，7〕。時間變異性表現在隨著年齡的增加，老年人在執行相同的精細運動任務時，運動持續時間及相對的減速時間的變異性增加。空間變異性，表現在老年人手部精細動作的軌跡不流暢、速度和準確性下降，空間的協調性降低。Krampe〔8〕在研究中將老年人的精細運動分解為時間(規定的時間或間隔)、順序和運動執行控制能力，且呈現隨年齡的增加而出現下降的狀態。

手部精細動作控制能力很大程度上依賴于執行精細運動時對手部肌肉肌力的控制。與年輕人相比，老年人控制小關節運動小肌群的肌力變異大，隨著年齡的增加而減退，Oliveira等〔9〕發現不管老年人還是年輕人手指伸展時所需的肌力比屈曲時所需的肌力大，但是老年人這種手指屈伸肌力差異性更大，日常操作任務中頻繁地做手指彎曲動作使得老年人手指的屈曲獨立性更高，這里的獨立性是指老年人沒有執行精細動作任務的手指靠近執行任務的手指比靠近無任務的手指時所需的肌力更大且不存在性別差異。快速的運動需要產生較大的肌力來完成，在執行精細動作任務時，運動速度的增加將導致精細動作的精確度減低〔10〕。Christou等〔11〕研究表明老年人第一手骨背間肌隨意收縮產生的精細動作的加速度存在波動導致老年人手部精細動作控制的精確度下降。而Aoki等〔12〕通過手指敲擊實驗發現老年人的手指敲擊能力的下降與老年人相關手指的最大手指等距收縮力減小的相關性較小。這表明手指肌力大不代表老年人的手部精細動作運動控制能力強，需通過拮抗肌和主動肌的協調才能達到速度-精確度的平衡。

3 精細動作控制能力的影響因素

年齡是影響老年人手部精細動作控制能力下降的主要因素，同時性別、認知、老年疾病等因素對老年人的手部精細動作控制能力同樣產生影響。Jimenez等〔13〕研究表明老年人的運動表現隨年齡的增加惡化，且受性別的影響，表現在老年人的運動表現中男性的速度明顯比女性要快。老年人隨著年齡的增長而出現不同程度的認知損傷，會出現運動功能的損傷。Yan等〔14〕研究表明，老年癡呆或者是輕度的認知損傷者出現精細運動控制能力和協調特征的感知運動缺陷的惡化，表現為與健康的人相比，書寫運動的速度、運動曲線的平滑度、運動的協調性和運動的持續性減退。偏癱和腦卒中在老年人中的發病率較高，運動功能障礙是常見的癥狀，包括手部精細動作控制能力的損傷。而一些運動功能障礙類疾病也會影響手部精細動作控制能力。

4 精細動作控制能力的評價方法

精細動作控制能力的評價方法較多，包括康復治療中精細運動能力評價量表、手指敲擊試驗、圖像描繪法〔6，15，16〕、數據手套〔17～19〕、肌電圖等。康復治療中精細運動能力評價量表是要求受試者轉移不同形狀的物體到特定的位置，該物體可以是長方體、圓柱體、錐體物體、豆狀等形狀，大小不一，根據所用時間將精細運動能力分為1～10級。該評價方法較簡易，操作簡便，對整個上肢的精細運動能力進行整體的定量評價，但無法對手部的精細動作進行針對性評價，且受主觀因素影響較大。

手指敲擊試驗可測量一定時間內兩只或多只手指敲擊的頻率及準確度，反映手指的精細動作中手指的運動速度和定位能力。肌電圖測量在執行手部精細動作任務時手指掌側和背側的屈肌和伸肌的肌電活動狀態，通過肌電振幅、平均功率頻率、電機械延遲時間等指標來反映手指肌力和手部肌肉的反應情況。手指敲擊試驗和肌電圖測試這兩種方法，不能全面地反映手部精細運動能力，可作為評價的重要輔助工具。

圖像描繪法應用較廣，是手部精細動作控制能力測量的常用方法。可使用壓力觸筆、可觸摸屏畫板、計算機等工具，受試者按要求畫出圓圈、直線或字母等圖形，根據所畫圖形的軌跡流暢度、移動的速度和運動的時間等指標對手部精細動作控制能力進行定量評價，但是不能對每根手指進行單獨評價。

數據手套是一種被廣泛使用的傳感設備，手指關節處帶有感應裝置，可感應手指的運動變化。數據手套通過數據線連接到計算機上，手戴數據手套做精細動作，在計算機屏幕上可顯示相應的圖像變化。數據手套是與計算機中的一套軟件相匹配的，通過對數據手套系統中軟件進行設計，可以通過設置不同情景和不同型號和形狀的物體設計各種精細動作任務或者精細動作控制的游戲，可以在虛擬世界中進行物體抓取、轉移、定位等操作，并將手指和手掌伸屈時的各種姿態轉換成數字信號傳送給計算機。該評價方法使用的指標包括在完成精細動作時的運動速度、運動時間、運動軌跡、各個手指的活動度及精細動作操作績效等。數據手套是手部精細動作控制能力的重要工具，能夠準確記錄手指運動的數據對老年人手部的精細動作進行定量的分析，但是只能測量二維的手部精細動作情況，攝像儀和方向傳感器的輔助可以彌補這個不足。

老年人的手部精細動作控制能力可通過訓練得到改善，對于老年人來說，由于手部精細動作控制能力的下降引起的安全問題，在訓練過程中應注重提高老年人手部精細動作控制的操作效率。在了解老年人已存在的精細運動能力的缺陷，針對性地設計精細動作任務，使用數據數套或者研制出新的老年人用品對老年人手部精細動作控制能力進行訓練，對預防和減緩老年人的手部精細運動能力的減退有重要的作用，可增強老年人的日常獨立生活能力并提高生活質量。

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