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運(yùn)動(dòng)與神經(jīng)退行性疾病研究熱點(diǎn)的可視化圖譜分析

2024-07-17 00:00:00王欣于芳
體育科技 2024年2期
關(guān)鍵詞:老年人

摘要:【目的】探究近10年運(yùn)動(dòng)干預(yù)神經(jīng)退行性疾病的主要研究和熱門方向,為相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域研究提供參考?!痉椒ā恳訵eb of Science核心合集數(shù)據(jù)庫2013-2022年826篇相關(guān)文獻(xiàn)為研究對象,運(yùn)用CiteSpace 軟件繪制圖譜進(jìn)行分析?!窘Y(jié)果】近十年相關(guān)發(fā)文量呈上升趨勢,其中2020年增長最為迅速;學(xué)科研究集中在神經(jīng)科學(xué)和臨床神經(jīng)病學(xué)等基本領(lǐng)域;熱門關(guān)鍵詞為阿爾茨海默病、帕金森病、運(yùn)動(dòng)體育、活動(dòng)氧化應(yīng)激等;聚類最高的關(guān)鍵詞分別為多發(fā)性硬化、β-淀粉樣蛋白和帕金森病?!窘Y(jié)論】運(yùn)動(dòng)作為非藥物干預(yù),未來的研究應(yīng)重視多學(xué)科的融合,我國應(yīng)加強(qiáng)傳統(tǒng)體育與康復(fù)治療相結(jié)合開展高質(zhì)量研究,并進(jìn)一步探討運(yùn)動(dòng)在康復(fù)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng);神經(jīng)退行性疾病;老年人;Citespace;可視化分析

當(dāng)前,全球人口老齡化的趨勢日益加劇。隨著時(shí)間的推移和新世紀(jì)的到來,我國人口老齡化的事實(shí)成為一個(gè)慎重的問題:目前,我國已經(jīng)有1.26億60歲以上的老年人,而到本世紀(jì)中葉,將達(dá)到4.1億[1]。神經(jīng)退行性疾病(Neurodegenerative disease,ND)是一種慢性疾病,它會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元)或神經(jīng)支持細(xì)胞的功能逐漸喪失或減少[2]。這類疾病常常導(dǎo)致患者的運(yùn)動(dòng)、思考能力、學(xué)習(xí)能力、記憶力、行為或情感上的變化。這種疾病通常是以慢性、逐漸惡化的方式進(jìn)展,可以引起痛苦和困惑[3]。治療通常是綜合性的,包括藥物治療、行為療法、康復(fù)訓(xùn)練、營養(yǎng)和心理支持。目前,常見的神經(jīng)退行性疾病包括阿茨海默?。ˋlzheimer disease,AD)、帕金森?。≒arkinson’s disease,PD)、亨廷頓?。℉untington's disease,HD)、肌萎縮側(cè)索硬化癥(Amyotrophiclateral sclerosis,ALS)[4]等。人口老齡化的突然出現(xiàn)肯定會(huì)造成這部分患病人數(shù)的明顯提高。帕金森病在患者數(shù)量上僅次于阿爾茨海默病,是第二常見的神經(jīng)退行性疾病,主要發(fā)生在中年以上的人群,65歲以上人群中患病率約為1%[5]。

神經(jīng)退行性疾病在整個(gè)發(fā)病過程中大多伴有兩類癥狀:運(yùn)動(dòng)癥狀與非運(yùn)動(dòng)癥狀[6]。運(yùn)動(dòng)癥狀主要影響患者的工作和日常生活能力,非運(yùn)動(dòng)癥狀明顯影響患者的生活質(zhì)量[7]。既往研究顯示,運(yùn)動(dòng)是預(yù)防神經(jīng)退行性疾病發(fā)作和減輕嚴(yán)重程度的良好干預(yù)措施[8],對大腦和身體的各個(gè)部位都有很好的作用[9]。Citespace 是一款用于可視化、分析和理解科學(xué)文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的軟件,它可以抽取出論文中的關(guān)鍵詞和主題,并生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)圖,方便直觀地了解文獻(xiàn)之間的聯(lián)系。此外,Citespace 還提供了許多可視化工具,幫助用戶更深入地分析數(shù)據(jù)。[10]。本文借助CiteSpace軟件,以Web of Science相關(guān)文獻(xiàn)為研究對象,對相關(guān)學(xué)科、國家機(jī)構(gòu)分布、文獻(xiàn)共被引及關(guān)鍵詞等方面進(jìn)行分析,了解該方向研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

1 資料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

采用Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫進(jìn)行高級檢索,檢索式為TS=(Neurodegenerative disease*) AND TS=(exercise therapy*)。文章類型為“Article”和“Review”,檢索語言為“English”,檢索時(shí)間為2013年1月1日至2022年12月31日”,共檢索到909篇相關(guān)文獻(xiàn)。

1.2 方法

將選中檢索文獻(xiàn)以全記錄與引用參考文獻(xiàn)、純文本格式導(dǎo)出并命名“download_.txt”文件,導(dǎo)入Citespace軟件。剔除重復(fù)文獻(xiàn)后得到826篇文獻(xiàn),主題詞來源與關(guān)鍵路徑為系統(tǒng)默認(rèn)值,分別以發(fā)文量、相關(guān)學(xué)科、國家與機(jī)構(gòu)、文獻(xiàn)共被引及關(guān)鍵詞等方面進(jìn)行可視化分析。

2 結(jié)果

2.1 發(fā)文量

2013-2022年神經(jīng)退行性運(yùn)動(dòng)干預(yù)領(lǐng)域總共發(fā)布826篇文獻(xiàn),近十年發(fā)文量總體呈現(xiàn)增長趨勢,見圖1。2013—2018年呈現(xiàn)逐年增長的趨勢,平均每年增加5篇;2018—2020年發(fā)文量大幅增加;2020-2022年有所下降但總體發(fā)文量居高,2020年發(fā)文數(shù)量為128篇,達(dá)到高峰狀態(tài)。這表明運(yùn)動(dòng)干預(yù)在神經(jīng)退行性疾病中的應(yīng)用越來越廣泛,可能成為潛在熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。

2.2 學(xué)科分布

由表1可知,目前研究領(lǐng)域集中在Neurosciences神經(jīng)科學(xué)和Clinical Neurology臨床神經(jīng)病學(xué),這些學(xué)科作為神經(jīng)性疾病的基礎(chǔ)領(lǐng)域,占有相當(dāng)重要的地位。除此之外,Rehabilitation康復(fù)學(xué),Sport Sciences體育科學(xué)和Nutrition Dietetics營養(yǎng)學(xué)交叉學(xué)科融入,使今后的研究開展有更多的方向。

2.3 研究影響力分布

2.3.1 國家與機(jī)構(gòu)

以國家與機(jī)構(gòu)為節(jié)點(diǎn)得到可視化分析圖譜,表2可得出發(fā)文數(shù)前三名分別為美國、中國、意大利,從文章的中心性來看,美國、英國、西班牙中心性最高,顯示出這三個(gè)國家中研究神經(jīng)退行性疾病與運(yùn)動(dòng)干預(yù)效果的中心性最強(qiáng),在該領(lǐng)域研究中占據(jù)著舉足輕重的地位。我國在發(fā)文量上雖居于第二,但在該領(lǐng)域研究中的中心性低,在相關(guān)領(lǐng)域中的研究成果較少,與歐美國家存在差距。發(fā)文總數(shù)最高的機(jī)構(gòu)為美國的波士頓大學(xué),其次分別是阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校和哈佛醫(yī)學(xué)院,我國發(fā)文量最高的機(jī)構(gòu)為香港理工大學(xué),結(jié)果見表3。圖2為相關(guān)國家合作的圖譜,可看出以美國為中心,各高產(chǎn)國家間相互聯(lián)系展開的學(xué)術(shù)合作網(wǎng)。

2.3.2 文獻(xiàn)共被引

“文獻(xiàn)共被引”指某篇文獻(xiàn)與其他文獻(xiàn)之間的引用關(guān)系,當(dāng)多篇文獻(xiàn)都同時(shí)引用了同一篇文獻(xiàn)時(shí),這些文獻(xiàn)之間就存在“共被引”關(guān)系。因此,“文獻(xiàn)共被引”可以幫助了解某篇文獻(xiàn)在學(xué)術(shù)界的影響力和相關(guān)性,以及在相關(guān)研究領(lǐng)域內(nèi)的重要性。表4可得出被引頻率最高文獻(xiàn)為LOURENCO M V于2019年在Nature Medicine上發(fā)表的“Exercise-linked FNDC5/irisin rescues synaptic plasticity and memory defects in Alzheimer’s models”(運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的FNDC5/鳶尾素可防止認(rèn)知功能下降),主要研究發(fā)現(xiàn)降低FNDC5/鳶尾素的基因表達(dá)會(huì)誘發(fā)學(xué)習(xí)記憶減退,恢復(fù)其表達(dá)可以在小鼠模型中逆轉(zhuǎn)前述效應(yīng)。這篇論文提出了一種通過運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)分子FNDC5/irisin來改善阿爾茨海默病模型中突觸可塑性和記憶缺陷的潛在方法。這項(xiàng)研究可能對開發(fā)治療阿爾茨海默病的新藥物或治療方法具有重要參考價(jià)值。同時(shí),它也提醒人們注意通過運(yùn)動(dòng)來預(yù)防和減輕阿爾茨海默病等老年認(rèn)知疾病的重要性。但需要指出的是,此項(xiàng)研究還處于實(shí)驗(yàn)室階段,應(yīng)用到臨床上尚需更進(jìn)一步研究確認(rèn)。

2.4 關(guān)鍵詞分析

2.4.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞共現(xiàn)指在一篇或多篇文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻率較高的關(guān)鍵詞之間的關(guān)系。通過對這些關(guān)鍵詞之間的連接和頻次進(jìn)行可視化呈現(xiàn),可以發(fā)現(xiàn)研究領(lǐng)域中的重要主題、熱點(diǎn)問題以及研究趨勢等。以關(guān)鍵詞為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可視化分析,共得到255個(gè)節(jié)點(diǎn),504條連線,高頻率關(guān)鍵詞為alzheimers disease(阿爾茨海默?。arkinsons disease(帕金森?。xercise(運(yùn)動(dòng))、physical activity(體育活動(dòng))、oxidative stress(氧化應(yīng)激)、physical exercise(體育鍛煉)、mouse model(小鼠模型)、quality of life(生活質(zhì)量),結(jié)果見圖3。

2.4.2 關(guān)鍵詞突顯分析

關(guān)鍵詞突顯分析指對一個(gè)或多個(gè)文獻(xiàn)集合中的關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析,以發(fā)現(xiàn)其中的主題和熱點(diǎn)。相比于簡單的詞頻統(tǒng)計(jì)等方法,關(guān)鍵詞突顯分析更加直觀和全面,能夠幫助深入了解和把握科學(xué)研究的特點(diǎn)和趨勢,從而促進(jìn)知識(shí)的創(chuàng)新和發(fā)展。進(jìn)行關(guān)鍵詞突顯分析后得到20個(gè)關(guān)鍵詞,見圖4。2013-2017年主要突顯詞為transgenic mice(轉(zhuǎn)基因小鼠)、amyotrophic lateral sclerosis(肌萎縮性側(cè)索硬化癥)、huntingtons disease(亨廷頓?。?、motor neuron disease(運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元?。are(關(guān)心)、injury(受傷)、al(鋁)、mice(小鼠)、environmental enrichment(環(huán)境豐富度)、transgenic mouse model(轉(zhuǎn)基因小鼠模型)、randomized controlled trial(隨機(jī)對照實(shí)驗(yàn))、mitochondrial dysfunction(線粒體功能障礙)等。2018—2022年主要突顯詞為treadmill exercise(跑步機(jī)鍛煉)、growth factor(生長因子)、mediterranean diet(地中海式飲食)、therapy(治療)、tai chi(太極)、s disease(s疾?。?、symptom(癥狀)、nonmotor symptom(帕金森病的非運(yùn)動(dòng)癥狀)。由圖4可知前期多是通過小鼠實(shí)驗(yàn)評估,后期多為以患者為研究對象,更多關(guān)注于提高患者生活質(zhì)量。

2.4.3 關(guān)鍵詞聚類

關(guān)鍵詞聚類指將相似主題或具有相關(guān)性的關(guān)鍵詞聚合成組,并以圖形方式呈現(xiàn)在同一聚類中。這種可視化方法有助于顯示文獻(xiàn)集合中的多個(gè)研究領(lǐng)域和主題,并將復(fù)雜的信息以直觀的方式展示出來,更好地理解不同主題之間的聯(lián)系以及各自的特點(diǎn)。采用LLR聚類并排除重復(fù)聚類,共得到14個(gè)關(guān)鍵詞,具體結(jié)果見圖5。聚類最高關(guān)鍵詞主要為multiple sclerosis(多發(fā)性硬化)、beta-amyloid protein(β-淀粉樣蛋白)、parkinson disease(帕金森?。myotrophic lateral sclerosis(肌萎縮性側(cè)索硬化癥)、motor deficit(運(yùn)動(dòng)缺失)、american football(美式足球)、hippocampal volume(海馬體)、chronic traumatic encephalopathy(慢性創(chuàng)傷性腦?。eurocognitive benefit(神經(jīng)認(rèn)知)、land-based exercises(陸地運(yùn)動(dòng))、obesity-induced cerebral hypoperfusion(肥胖誘發(fā)的腦灌注不足)、pathological cases(病理情況)、sport-related concussion(體育運(yùn)動(dòng)相關(guān)的腦震蕩)、moderate exercise(適度運(yùn)動(dòng))、cardiovascular disease(心血管?。?。從研究內(nèi)容上看,目前微觀研究較多,對其中的機(jī)制、路徑等微觀研究較多,集中于細(xì)胞因子、機(jī)制、路徑的方向,包括一些常見神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制微觀分析;干預(yù)手段主要集中于有氧運(yùn)動(dòng)。

3 討論

3.1 運(yùn)動(dòng)改善神經(jīng)退行性疾病的機(jī)制

神經(jīng)營養(yǎng)因子的誘導(dǎo)被認(rèn)為是調(diào)節(jié)體育鍛煉對大腦功能益處的中樞機(jī)制。運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、胰島素樣生長因子1 (insulin-like growth factor 1,IGF-1)和VEGF等神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá),從而促進(jìn)神經(jīng)提高可塑性和成人海馬神經(jīng)發(fā)生。運(yùn)動(dòng)如何介導(dǎo)大腦中BDNF表達(dá)的潛在機(jī)制尚不清楚。Wren及其同事發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)通過PGC-1α/FNDC5途徑增加了海馬體中BDNF的表達(dá)[12]。他們證明耐力運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)海馬體中Fndc5基因的表達(dá),伴隨著過氧化物酶體增殖物激活的受體γ共激活物-1α(PGC-1α)的表達(dá),其與雌激素相關(guān)受體α共同調(diào)節(jié)神經(jīng)元纖連蛋白III型結(jié)構(gòu)域蛋白5(FNDC5)的表達(dá)。此外,F(xiàn)NDC5在外周的過表達(dá)增加了海馬中BDNF 的表達(dá),表明運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的海馬體中BDNF的上調(diào)是通過神經(jīng)元PGC-1α/FNDC5通路和血清中肌肉衍生的鳶尾素(FNDC5的分泌形式)介導(dǎo)的。另一方面,證據(jù)還表明,運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)代謝物樣酮體在海馬體內(nèi)蓄積,通過改變Bdnf啟動(dòng)子促進(jìn)BDNF的表達(dá)[13]。

3.2 運(yùn)動(dòng)干預(yù)阿爾茨海默病

有氧運(yùn)動(dòng)增加心排血量,從而增加腦血流量。該機(jī)制還包括血管生成、神經(jīng)發(fā)生、突觸發(fā)生和神經(jīng)遞質(zhì)的合成增加,從而改善記憶和認(rèn)知功能[14]。多年來,有氧體育運(yùn)動(dòng)與阿爾茨海默病患者認(rèn)知功能改善的相關(guān)性得到越來越多的證據(jù),早在2007年,Rolland等人證明了運(yùn)動(dòng)對中度阿爾茨海默病患者的一些積極作用。這些患者經(jīng)過兩年的定期活動(dòng)后,在行走時(shí)間耐力、抑郁減輕、大小便失禁減少、日常生活活動(dòng)增加等方面均有改善,更普遍的是,該疾病的所有典型癥狀均有改善[15]。Venturelli等人對一組65歲以上被診斷為晚期阿爾茨海默病的患者進(jìn)行的研究結(jié)果表明,這些患者在護(hù)理人員的幫助下,接受了24周每天至少30 min的步行運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。通過Barthel指數(shù)、MMSE、性能導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)評估(pooma)指數(shù)和行走時(shí)恒定氧飽和度(SpO2 > 85%)等評估量表,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以減緩認(rèn)知障礙的進(jìn)展,即使是短時(shí)間的運(yùn)動(dòng),也可以改善日常生活的表現(xiàn)[16]。

3.3 運(yùn)動(dòng)干預(yù)帕金森疾病

帕金森病是一種進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病,是僅次于阿爾茨海默病的第二常見疾病。在一項(xiàng)流行病學(xué)研究中,Thacker等研究人員對14.3萬人進(jìn)行了分析調(diào)查,發(fā)現(xiàn)在10年的隨訪中,從事中等到劇烈體育活動(dòng)如騎自行車、健美操或網(wǎng)球的人,患帕金森病的風(fēng)險(xiǎn)最低[17]。最近一項(xiàng)關(guān)于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對帕金森患者益處的全面綜述強(qiáng)調(diào)了不同類型的運(yùn)動(dòng)對運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知功能障礙的影響:有氧訓(xùn)練,特別是騎自行車,可以獨(dú)立改善步態(tài)和認(rèn)知功能,同時(shí)也可以提高運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)能力,從而轉(zhuǎn)化為應(yīng)用于步態(tài)的運(yùn)動(dòng)功能的改善[18]。即使是更復(fù)雜的體育活動(dòng),如舞蹈,也已被證明不僅對改善運(yùn)動(dòng)功能有效,而且對實(shí)現(xiàn)執(zhí)行功能也有效,可通過床邊額葉評估測試和心理旋轉(zhuǎn)任務(wù)進(jìn)行評估[19-20]。此外,太極拳是由類似舞蹈的動(dòng)作組成的,這些動(dòng)作以復(fù)雜的順序連接在一起,對心理健康和認(rèn)知功能有益[21]。同樣,瑜伽是一種體育練習(xí),包括姿勢、呼吸和冥想練習(xí),可以改善平衡、心理和情感健康[22]。在針對特定康復(fù)目標(biāo)的項(xiàng)目中,治療性運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)性運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,能夠刺激額葉水平的神經(jīng)可塑性,對抗認(rèn)知損害[23]。特別是,結(jié)合基于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)的練習(xí)通過認(rèn)知參與提高了帕金森病的運(yùn)動(dòng)技能表現(xiàn)。

4 結(jié)語

近十年來,有關(guān)神經(jīng)退行性疾病運(yùn)動(dòng)干預(yù)的研究領(lǐng)域非常廣泛,不同類型的神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默癥、帕金森病等)及其治療方式(如藥物治療、腦刺激、運(yùn)動(dòng)干預(yù)等)[24]都受到了科學(xué)家們的關(guān)注。因此,與神經(jīng)退行性疾病運(yùn)動(dòng)干預(yù)相關(guān)的論文數(shù)量是非常龐大的。根據(jù)檢索結(jié)果,目前已經(jīng)發(fā)表的有關(guān)神經(jīng)退行性疾病運(yùn)動(dòng)干預(yù)的論文數(shù)量在不斷增加。歐美國家是神經(jīng)退行性疾病運(yùn)動(dòng)干預(yù)領(lǐng)域的重要研究中心之一,許多知名的科研機(jī)構(gòu)和學(xué)者都在該領(lǐng)域展開了深入的研究,因此涉及該領(lǐng)域的論文數(shù)量和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)較多。結(jié)合CNKI數(shù)據(jù)庫,2014年以來,我國與神經(jīng)退行性疾病運(yùn)動(dòng)干預(yù)有所關(guān)聯(lián)的期刊數(shù)量增長迅速,主要以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P蜑橹?,相關(guān)出版機(jī)構(gòu)主要為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的醫(yī)院和高校等。但是,我國在該領(lǐng)域的影響力與歐美國家有些不同,建議加強(qiáng)國際合作,探索全球范圍內(nèi)的最新研究成果和方法,以更好地推動(dòng)中國的神經(jīng)退行性疾病運(yùn)動(dòng)干預(yù)研究發(fā)展。

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