Working memory deficits in people with mild cognitive impairment: Evidence from spatiotemporal features of neural rhythms

Abstract

目的：轻度认知障碍（Mild Cognitive Impairment，MCI）被认为是认知正常老化和痴呆的中间状态。MCI 人群表现出工作记忆缺陷，对其工作记忆缺陷的机制研究有利于完善认知老化相关假说。先前对 MCI 工作记忆缺陷机制的研究较少关注到工作记忆任务中神经节律的变化模式。本文从工作记忆任务下神经节律的活动水平和时空分布的层面，探究 MCI 人群工作记忆缺陷的神经机制。 方法：本研究招募 60 岁以上老年人完成神经心理测验后，将被试分为 MCI 组和正常对照组（Normal control，NC）。实验使用延迟匹配任务，将任务态脑电信号经过时频变换得到神经节律的变化特征。探究实验任务中学习阶段和提取阶段认知正常老化人群和 MCI 人群的神经节律活动水平和分布的组间区别，以揭示 MCI 人群工作记忆缺陷的神经机制。 结果：1.学习阶段 MCI 组和 NC 组的时频特征的区别主要体现在 theta 节律上。提取阶段组间区别体现在 alpha 节律上。2.学习阶段 MCI 组被试在目标刺激消失后，左侧枕区 theta 节律的能量水平比 NC 组更低，反映了 MCI 人群信息维持阶段左侧枕区 theta 节律的激活不足。3.提取阶段 MCI 组被试在刺激刚刚呈现的时间段内，不匹配条件下，右侧额区和左侧枕区的 alpha 节律的能量比 NC 组低。同时 MCI 组被试在按键反应后的等待时间内，匹配条件下在右侧额区和左侧枕区的 alpha 节律的能量比 NC 组更高。4.和 NC 组双侧平衡的分布模式不同，学习阶段 MCI 组被试左右侧 theta 节律的激活不平衡，也就是呈现出单侧化的模式。提取阶段 MCI 组被试左右侧 alpha 节律的激活不平衡，也呈现出单侧化的模式。 结论：虽然没有发现行为成绩上的组间区别，MCI 组被试学习阶段和提取阶段单侧化激活的 theta 节律和 alpha 节律，在一定程度上支持老年人在工作记忆的任务下的左右半球双侧平衡的激活模式是一种有益机制的观点。学习阶段，MCI 人群左侧枕区 theta 节律的能量水平不足，可能与 MCI 人群工作记忆缺陷中信息的维持过程的缺陷有关。提取阶段，MCI 人群右侧额区匹配条件和不匹配条件间 alpha 节律的能量水平差异可能和 MCI 人群工作记忆障碍中的注意功能的缺陷有关