运动延缓老年人认知衰退的研究成果

Colcombe等首先进行了一项MRI研究，该研究表明，经过心血管运动训练后，老年人能更有效地使用认知资源，认知能力得到了提高。使用修改后的侧抑制任务测试，与不活跃的受试者相比，训练后的老年人在不同的额叶和顶叶区域表现出更高的大脑激活，同时在前扣带皮质（anterior cingulate cortex，ACC）显示出较低的脑活动水平。对于老年人参与6个月有氧运动干预（步行训练）相比拉伸控制组，结果也是相同的（Colcombe et al.，2004）。额叶结构的变化有助于一系列高级认知功能的改善，包括选择性注意（Casey et al.，2000）、工作记忆（Lie et al.，2006）、任务切换（Dove et al.，2000；Kim et al.，2012）和抑制控制（Casey et al.，2000）。

其他研究也证实了Colcombe等人的研究结果。Rosano等人进行了为期12个月的体育活动干预（主要是有氧训练，辅以力量、灵活性和平衡练习），然后对老年人进行了为期2年的观察（Rosano et al.，2010）。他们发现，与对照组相比，在进行数字符号替换测试时，运动组背外侧前额叶的激活程度更高。Liu-Ambrose等人表明，在不一致的侧抑制实验中，经过12个月每周两次的阻力训练（每周一次训练没有显示出效果）会导致左侧颞中回和左侧岛叶前部延伸到外侧眶额叶皮质的部分激活程度更高（Liu-Ambrose et al.，2012）。未发现脑激活的变化与Flanker侧抑制任务行为的变化之间存在相关性。Prakash等人进行了一项横断面研究，通过VO2max测试来比较高体能和低体能的参与者（Prakash et al.，2011）。他们发现，在高认知需求（颜色阅读干扰、单词内容冲突、单词颜色）的斯特鲁普任务中，心血管健康与前额叶和顶叶皮质区域的高募集存在正相关关系。同时，在低认知需求的斯特鲁普条件下，这些区域的激活与心血管健康呈负相关关系。简而言之，这些研究表明，较高的身体活动水平与较高的认知能力，以及额叶、颞叶和顶叶区域的脑活动有关。

有趣的是，Voelcker-Rehage等人发现了与上述研究不同的激活模式（Voelcker-Rehage et al.，2010，2011）。他们发现，与健康状况不佳的老年人相比，健康水平高的老年受试者在不一致的侧抑制试验中，前额皮质的激活程度较低，但颞叶区域的激活程度较高（Voelker-Rehage et al.，2010）。同样，认知训练研究发现，至少在一些训练前已被激活的区域，在训练后前额叶活动减少（Lustig et al.，2009）。在认知衰退的文献中，这些相互矛盾的发现可以从两个方面来解释：一方面，任务负荷的增加均与更多的皮质参与有关（直到出现减少的关键点），训练可能有助于提高任务相关皮质区域的参与度。另一方面，这些脑区在参与的过程中提高了效率，可能导致脑区活跃性的降低。此外，与年轻人相比，老年人大脑额叶区域的活跃度更高，常被解释为年龄相关变化的补偿（Reuter-Lorenz and Lustig，2005）。因此，训练后的激活减少可能表明大脑更像年轻人或更有效率，从而更不需要补偿。相反，补偿性过度激活是有代价的。正如CRUNCH假说（与补偿相关的神经回路利用假说）所描述的那样，在较低的任务需求水平上，更多的神经回路参与老年人的任务需求，表明老年人会募集更多的“认知储备”（Scarmeas et al.，2003），但这样也会导致执行任务时易达到可用资源的极限（DiGirolamo et al.，2001）。对于要求较低的挑战性任务，高有氧能力（Prakash et al.，2011）或经过训练（Liu-Ambrose et al.，2012）的老年人的过度脑活动可能会减少（Voelcker-Rehage et al.，2010，2011）。Lustig等人指出，通常在任务熟练掌握之前的阶段研究中，会出现额外激活（反映代偿过程）与老年人的良好成绩之间的关联性（Lustig et al.，2009）。他们预测，这种激活模式在训练过程中会发生变化，使老年人的处理过程变得更像年轻人，从而不需要补偿。一个解释是，高体能和低体能受试者或训练干预后激活模式的差异可能源于认知负荷的任务差异、Flanker侧抑制任务执行过程中练习以及受试者的特征。(www.xing528.com)

另一个解释是，高、低体能受试者的激活模式不同，即在完成认知任务时使用了不同的策略（低体能个体的非最优反应控制策略，高体能个体的主动策略，见Voss等，2011）。因此，激活模式的增加或减少，都反映了体育活动诱导的老年人执行控制的改善。