計(jì)算機(jī)輔助工作記憶訓(xùn)練對腦卒中后認(rèn)知障礙的影響

蔡天燕，冉春風(fēng)，鈔強(qiáng)，王云霞

腦卒中是神經(jīng)科最常見的疾病，它不僅導(dǎo)致患者運(yùn)動(dòng)、言語、感覺等功能障礙，患者還出現(xiàn)不同程度的認(rèn)知障礙。近年來，認(rèn)知障礙的康復(fù)治療越來越受到重視。工作記憶(working memory，WM)是指在執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時(shí)，對信息進(jìn)行暫時(shí)儲存和加工的能量有限的系統(tǒng)，被認(rèn)為是人類認(rèn)知活動(dòng)的核心，并且WM容量通過訓(xùn)練是可以提高的[1]。本文擬通過對人類認(rèn)知活動(dòng)的核心——WM進(jìn)行訓(xùn)練，探討該訓(xùn)練方法對腦卒中后認(rèn)知障礙(post stroke cognitive impairment，PSCI)患者的影響，并與人工WM訓(xùn)練的效果進(jìn)行比較。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年7月～2015年7月在深圳市第九人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科及康復(fù)科住院治療的PSCI患者43例。入選標(biāo)準(zhǔn)：符合1995年全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的腦卒中的診斷標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)頭顱CT或MRI檢查證實(shí)為腦卒中患者；年齡35～75歲，病情穩(wěn)定，意識清楚，病程3個(gè)月以內(nèi)；蒙特利爾認(rèn)知評定量表(Montreal Cognitive Assessment，MoCA)評分<26分(受教育年限≤12年的標(biāo)準(zhǔn)為<27分)；小學(xué)以上文化程度，能識記常見漢字。排除標(biāo)準(zhǔn)：意識障礙；影響評定及訓(xùn)練的聽覺、視覺及言語功能障礙；合并嚴(yán)重的心、肝、腎等臟器功能障礙或電解質(zhì)紊亂等；腦卒中前或其他原因所致的認(rèn)知障礙；精神疾病病史。將患者隨機(jī)分為3組。①計(jì)算機(jī)組14例，男10例，女4例；年齡(51.92±9.34)歲；病程(15.14±8.51)d；教育年限(9.14±2.56)年。②人工組14例，男10例，女4例；年齡(53.14±11.99)歲；病程(12.50±3.97)d；教育年限(8.85±2.74)年。③對照組15例，男9例，女6例；年齡(57.06±8.04)歲；病程(12.46±4.94)d；教育年限(9.40±3.29)年。3組患者一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 方法 3組患者均給予常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，在此基礎(chǔ)上，人工組給予人工WM訓(xùn)練，計(jì)算機(jī)組給予計(jì)算機(jī)輔助WM訓(xùn)練。常規(guī)康復(fù)治療包括偏癱肢體綜合訓(xùn)練及針灸治療。計(jì)算機(jī)輔助WM訓(xùn)練，采用CogniPlus認(rèn)知功能訓(xùn)練系統(tǒng)中的WM模塊對患者進(jìn)行訓(xùn)練，包括一個(gè)軟件包和一個(gè)操作面板，訓(xùn)練內(nèi)容包括：WM能力/維度(n-back)、視覺空間WM、時(shí)間空間編碼3個(gè)項(xiàng)目，每日1次，每次30min，每周5d。該訓(xùn)練軟件具有訓(xùn)練內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活緊密結(jié)合、不同能力水平的訓(xùn)練、訓(xùn)練難度的自適應(yīng)調(diào)整等特點(diǎn)。具體訓(xùn)練過程：做WM能力/維度(n-back)訓(xùn)練時(shí)，系統(tǒng)會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)相框，相框中連續(xù)出現(xiàn)各種照片，照片有不同的主題(動(dòng)物、山水、顏色等)，患者的任務(wù)是判斷當(dāng)前的照片是否與一個(gè)或兩個(gè)或n個(gè)照片之前出現(xiàn)的照片相同；做視覺空間WM任務(wù)時(shí)，患者就像海洋上空的一只鳥，在飛行的過程中一些船只將被按順序提示(例如亮燈或者消失)，一段時(shí)間后要求患者重現(xiàn)提示過的船只；做時(shí)間空間編碼任務(wù)時(shí)患者觀看一座橋上的車輛，然后車輛突然消失，當(dāng)車輛快要到達(dá)橋?qū)Π稌r(shí)會(huì)再度出現(xiàn)在患者視野里，其中有些車輛的空間和時(shí)間位置關(guān)系發(fā)生了變化，要求患者鑒別這些有變化的車輛。人工WM訓(xùn)練由治療師進(jìn)行一對一的訓(xùn)練，訓(xùn)練方法采用與計(jì)算機(jī)組相同或類似的任務(wù)，包括n-back任務(wù)、Corsi模板任務(wù)、房子視覺廣度測驗(yàn)，訓(xùn)練為每日1次，每次30min，每周5d。具體訓(xùn)練過程：其中n-back任務(wù)同上述WM能力/維度訓(xùn)練，人工給患者呈現(xiàn)一系列圖片，讓患者回憶當(dāng)前呈現(xiàn)圖片是否與前面1～3張之前出現(xiàn)的照片相同。Corsi模板任務(wù)：9塊相同的木塊不規(guī)則地排列，主試以每秒1塊的速度指點(diǎn)這些木塊，要求被試按照相同的順序指出同樣的木塊，木塊的數(shù)目從3開始逐個(gè)增加，到被試不能正確指出其順序?yàn)橹沟哪緣K數(shù)目為測驗(yàn)分?jǐn)?shù)。房子視覺廣度測驗(yàn)：視覺呈現(xiàn)10張房子圖片，要求被試記住和辨認(rèn)房子，然后將這些學(xué)習(xí)過的房子圖片混入10張新的房子圖片中，要求被試辨別出學(xué)習(xí)過的房子。共訓(xùn)練4周。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) 采用中文版的MoCA分別對3組患者在訓(xùn)練前、訓(xùn)練結(jié)束時(shí)、訓(xùn)練結(jié)束后第30天、訓(xùn)練結(jié)束后第90天進(jìn)行認(rèn)知功能評定，內(nèi)容包括空間執(zhí)行功能、命名、記憶力、注意力、語言、抽象思維、定向力7個(gè)分測試組成，總分30分，以得分<26分評定為存在認(rèn)知功能障礙，教育年限≤12年者可加一分。

2 結(jié)果

2.1 3組患者評分變化趨勢比較 不同時(shí)間點(diǎn)患者的MoCA評分不同(F=213.232，P=0.000)，表現(xiàn)為人工組和計(jì)算機(jī)組訓(xùn)練結(jié)束時(shí)較訓(xùn)練前明顯升高，并且在訓(xùn)練結(jié)束后一段時(shí)間仍保持在較高水平，而對照組變化的幅度相對較小。組間效應(yīng)差異顯著(F=4.871，P=0.013)。時(shí)間及分組因素存在交互效應(yīng)(F=38.315，P=0.000)，即各組MoCA評分隨時(shí)間的變化趨勢不同，交互輪廓圖直觀的顯示了這一點(diǎn)。見圖1。

2.2 3組組間及組內(nèi)比較 計(jì)算機(jī)組與人工組在訓(xùn)練后各時(shí)間點(diǎn)的MoCA評分均較訓(xùn)練前明顯提高(P<0.05)，但2組在訓(xùn)練結(jié)束后各時(shí)間點(diǎn)之間組內(nèi)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對照組在訓(xùn)練后1d和訓(xùn)練后30d兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的MoCA評分較訓(xùn)練前高(P<0.05)，但訓(xùn)練后90d后與訓(xùn)練前比較無明顯差異。計(jì)算機(jī)組及人工組在訓(xùn)練后各時(shí)間點(diǎn)的MoCA評分較對照組相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)評分明顯提高(P<0.05)，且計(jì)算機(jī)組在各時(shí)間點(diǎn)的MoCA評分更高于人工組(P<0.05)。見表1。

圖1 不等距重復(fù)測量設(shè)計(jì)MoCA評分輪廓圖

表1 3組患者訓(xùn)練前后MoCA評分比較 分，

與治療前比較，aP<0.05；與對照組同時(shí)間點(diǎn)比較，bP<0.05 ；與人工組同時(shí)間點(diǎn)比較，cP<0.05

3 討論

有研究證實(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的重塑性，經(jīng)過反復(fù)的學(xué)習(xí)和刺激可使受損的神經(jīng)功能得到部分或者完全重建，這也是康復(fù)訓(xùn)練行之有效的基礎(chǔ)，其中認(rèn)知功能通過訓(xùn)練也可得到一定程度的改善[2]。目前針對認(rèn)知功能障礙的康復(fù)訓(xùn)練主要以一對一人工訓(xùn)練為主，研究表明人工認(rèn)知功能訓(xùn)練能夠改善患者部分認(rèn)知功能，但訓(xùn)練效果易受治療師主觀因素的影響。近幾年發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)輔助認(rèn)知功能訓(xùn)練較人工訓(xùn)練具有一定的優(yōu)勢，能夠減少人為因素的影響，且可節(jié)約資源，但訓(xùn)練項(xiàng)目繁多，價(jià)格昂貴，并且存在訓(xùn)練效果局限在所訓(xùn)練的項(xiàng)目上，難以擴(kuò)展到其他認(rèn)知域的缺陷[3-4]。WM是指對信息進(jìn)行暫時(shí)儲存和加工的能量有限的系統(tǒng)，它對于人類理解、推理、閱讀、學(xué)習(xí)、計(jì)算等高級認(rèn)知活動(dòng)有著重要的作用，被認(rèn)為是人類認(rèn)知活動(dòng)的核心，包括語音回路、視空間模板、中央執(zhí)行系統(tǒng)、情景緩沖器4個(gè)模塊[5]。有文獻(xiàn)報(bào)道[6]，通過WM訓(xùn)練不但可以提高患者WM容量，而且改善患者的認(rèn)知功能，提高學(xué)習(xí)能力。最早WM主要用于注意力缺失過動(dòng)癥(attention deficit hyperactivity disorder，ADHD)患者，Klingberg等[7]對ADHD患者進(jìn)行20d的WM訓(xùn)練，訓(xùn)練后患者的WM能力和推理能力均較前提高，并且這種作用在訓(xùn)練后3月仍保持。Westerberg等[8]對腦卒中后1～3年的患者進(jìn)行為期5周的WM訓(xùn)練，結(jié)果顯示通過訓(xùn)練患者的WM能力、注意力和日常生活活動(dòng)能力均有所改善。這些研究提示，WM訓(xùn)練不僅可以用于兒童學(xué)習(xí)障礙，還有可能用于任何年齡段的各種認(rèn)知功能障礙的康復(fù)治療，且訓(xùn)練項(xiàng)目較少，患者接受程度高，對改善認(rèn)知功能有一定的效果，但通過檢索發(fā)現(xiàn)運(yùn)用WM訓(xùn)練進(jìn)行研究的文獻(xiàn)雖較多，但將WM訓(xùn)練與腦卒中后認(rèn)知障礙相結(jié)合進(jìn)行研究的很少，故本文就此進(jìn)行了研究。

本研究結(jié)果顯示計(jì)算機(jī)輔助WM訓(xùn)練與人工WM訓(xùn)練均能提高PSCI患者的總體認(rèn)知功能評分，且計(jì)算機(jī)輔助WM訓(xùn)練的效果要優(yōu)于人工訓(xùn)練，并且在訓(xùn)練結(jié)束后第30天及訓(xùn)練結(jié)束后第90天時(shí)再次對患者進(jìn)行了認(rèn)知功能評定，發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練效果仍持續(xù)存在。結(jié)果提示僅通過對人類認(rèn)知活動(dòng)的核心-WM進(jìn)行訓(xùn)練，可以改善腦卒中后認(rèn)知障礙患者的總體認(rèn)知功能，且在計(jì)算機(jī)輔助下訓(xùn)練效果更為顯著，這與Westerberg[8]、Lundqvist[9]、陳正威等[10]的研究結(jié)果基本一致。本課題將計(jì)算機(jī)輔助WM訓(xùn)練與腦卒中后認(rèn)知障礙患者相結(jié)合，并且與人工WM訓(xùn)練進(jìn)行了比較，顯示出計(jì)算機(jī)輔助WM訓(xùn)練在改善患者認(rèn)知功能方面效果顯著，為將WM訓(xùn)練用于認(rèn)知障礙的康復(fù)治療提供一定的依據(jù)。但本研究仍存在很多不足之處，如未對患者的各個(gè)認(rèn)知域進(jìn)行分項(xiàng)評定，故患者具體哪方面的認(rèn)知功能獲益較多不能明確，且樣本含量少、納入患者癥狀輕，對于癥狀較重、存在言語理解困難的患者療效未納入觀察，另外雖對訓(xùn)練后3個(gè)月的療效進(jìn)行了評定，但對于長期療效仍需進(jìn)一步觀察。

[1] Takeuchi H,Taki Y,Kawashima R.Effects of working memory training on cognitive functions and neural systems[J].Reviews in the neurosciences,2010,21(6):427-449.[2] Mayas J, Parmentier FB, Andres P,et al.Plasticity of Attentional Functions in Older Adults after Non-Action Video Game Training: A Randomized Controlled Trial[J].PLoS One,2014,9(3):1-10.

[3] 王曉娜,顧瑩,劉敏.電腦輔助認(rèn)知康復(fù)系統(tǒng)治療腦卒中后認(rèn)知障礙的療效觀察[J].中國康復(fù),2013,28(5):330-332.

[4] Harrison TL, Shipstead Z, Hicks KL, et al.Working Memory Training May Incre-ase Working Memory Capacity but Not Fluid Intelligence[J].Psychological Science,2013,24(12)：2409-2419.[5] Baddeley AD.Is working memory still working[J].Am Psycho,2001,56(11):851-864.

[6] Au J, Sheehan E, Tsai N,et al.Improving fluid intelligence with training on working memory: a meta-analysis[J].Psychon Bull Rev,2015,22(2):366-377.

[7] Klingberg T,Fernell E,Olesen PJ,et al.Computerized training of working memory in children with ADHD-a randomized,controlled trial[J].J Am Acad Child Adolesc Psychiatry,2005,44(2):177-186.

[8] Westerberg H,Jacobaeus H,Hirvikoski T,et al.Computerized working memory training after stroke-A pilot study[J].Brain Injury,2007,21(1):21-29.[9] Lundqvist A,Grundstrom K,Samuelsson K.Computerized working memory training in group of patients suffering from acquired brain injury[J].Brain injury,2010,24(10):1173-1183.

[10]陳正威,張璞,暉曉平.工作記憶訓(xùn)練對腦卒中患者大腦功能激活的影響[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2015,21(8):929-933.