认知老化研究进展

1、认知老化研究进展人均寿命的延长和出生率的降低导致了人口老龄化现象日益加剧, 引起了人们的广泛关 注,也使得认知老化成为研究的热点。除此之外, 近几年老年痴呆症现象渐渐普遍,和老年 心理学研究的深入开展,也进一步推动了认知老化的研究。国外对此方面的研究报告很多, 进展很快,国内有关研究尚未形成一定的系统,本文将对其作一系统的介绍。一、认知老化的概念认知老化是指脑老化引起的认知衰退, 是指与年龄相关的认知能力的轻微损害改变。 这里的认知主要是指:信息处理,初级加工和次级加工,流体智力和晶体智力。一般认为, 晶体智力 ( 如词汇、 知识经验等 在成年后仍会随年龄增长, 直到 70 岁以后才出现显著的

2、 减退 ; 流体智力 ( 如记忆、 注意、 推理能力等 则在成年早期达到高峰后即开始缓慢地下降, 进入老年阶段后衰退进程加快。 总体而言,它表现为认知速度的减慢, 工作记忆下降, 抑制 无关刺激影响的能力减弱以及现场依赖性增强。二、认知老化的生理机制(一大脑结构完整性老化伴随着大脑体积下降, 可能与某些认知领域功能下降密切相关。 老化对脑白质完整 性亦造成影响, 尤其前额叶脑白质表现最为敏感, 脑白质完整性下降可导致失连接状态, 表 现为执行功能和信息加工速度等认知领域的功能下降。(二大脑活动水平和模式静息态 FMRI 发现老年人的大脑特别是前额叶血流量和代谢降低。 大规模的神经系统协调 功能

3、损害。(三任务态功能影像学研究发现老年人局部脑区的过度“激活”现象。老年人大脑半球非对称性减弱模型和老化中由后向前转移模型。 老年人大脑半球非对 称性减弱模型是指年轻人在完成一些认知任务时, 大脑激活呈现出明显的单侧化优势 ( 即非 对称性 , 而老年人在完成这些任务时, 常过度激活对侧半球的相应脑区, 呈现明显的双侧 化 ( 即非对称性减弱 趋势。 老化中由后向前转移模型是由 Grady 提出的, 他在一项研究人 脸感知和位置的研究中首次发现, 在两种任务条件下, 老年人相比年轻人在枕颞区的激活减 弱, 而在前部脑区包括前额叶皮质的激活增强。 他们认为老年人通过募集更高级的认知过程 ( 前额

4、叶活动增强 以代偿视觉加工的缺损 ( 枕叶活动减弱 。(四认知老化的事件相关电位研究。事件相关电位 P300 被认为是反映认知过程的客观生物学指标, 在众多的研究中发现事 件相关电位 P300并不是特异性的针对某种感知方式或某个脑区功能, 而是反映很多脑区的 功能, 因此 P300潜伏期是一个比较全面地反映认知功能的综合性指标, 包括感知、注意、 短时记忆、长时记忆、信息编码能力、抽象概括能力、思维转移能力以及认知加工速度、执 行功能等。 Fjell 在 2001年用三音 oddball 模式研究了 72 个 21.8 岁到 94.7 岁的成年人发现 随年龄的增加 Cz 、 Pz 处 P300

5、 波幅降低, 潜伏期延长。 Durk Talsma 将青年和老年分组进 行视觉 oddball 和视觉 + 听 oddball 模式研究发现老年组的 P3b 的潜伏期延长。另外 Fjell 于 2007 年又对 72 人 ( 22 岁 88 岁 以三图片 oddball 模式研究发现 Cz 、 Pz 处 P3a 的波幅随 年龄增长而降低而 P3b 的潜伏期随年龄增加而延长。三、认知老化的理论机制(一 加工速度理论这一理论由 Sahhouse 在 1985年提出。 所谓速度主要指感觉速度和中枢加工速度。 老年人 的感觉功能退化特点十分明显, 运动速度减慢是最容易观察到的现象。 与其同时产生的还有

6、 对感知觉变迟钝和对刺激的反应变慢等。 对于这种变慢的解释主要认为它与外周机制有很大 关系。 但是研究者发现, 相对外周功能老化, 中枢加工的老化要起到更主要的作用。中枢加 工老化的速度要远远大于外周功能的老化。它的理论假设有两个:多种速度测量中, 年龄相关效应不是否彼此独立的。 一般速度测 量的年龄差异关系去预测特定速度测量的年龄差异。 年龄和认知成绩之间的关系是以加工速 度为中介的。 如果将多种记忆测量作为指标认知变量, 当控制相对简单加工速度测量, 年 龄相关的变异就有实质性降低。加工速度通过两种不同的机制对认知能力产生影响:时限机制和同步机制。时限机制是 指在一段给定的时间中, 当需要

7、进行一系列的认知操作时, 较快的加工速度能保证所有的认 知操作都及时、 有效地完成;而较慢的加工速度则不能。 这是由于加工速度较慢时,前期的 认知操作就占用了大量的时间, 而使后期的认知操作受到时间的限制, 难以按时或有效地完 成。 时限机制主要是在有外在或其它原因产生的时间限制时起作用。 尤其是在一些相对简单 的认知任务中,其它因素(如策略的作用相对较小,时限机制的作用就更为突出。此外, 在一些较为复杂,但其完成的质量依赖于一段时间内所进行的操作数量的认知任务(例如:联想、 复述中, 时限机制也起着不可忽略的作用。 如果复杂认知任务的实现是基于简单认 知操作的结果的, 那么较慢的加工速度会导

8、致相等时间内得到的简单操作结果较少, 从而延 缓复杂认知任务的完成时间, 或者降低复杂认知任务完成的质量。 同步机制则主要解释了加工速度是如何影响认知操作的质量的。 当几项认知任务并行进行时, 先完成的认知任务所得 到的结果, 可能需要等待稍后完成的任务结束后再进行加工。 这时, 较慢的加工速度会增加 等待的时间,从而使先期得到的结果的可用性降低,包括这些结果的数量和质量上的损失。 值得注意的是, 这里所强调的是由于加工速度缓慢使操作时间延长的作用, 而不是结果在记 忆储存中的干扰或消退作用。 实际上, 很多研究都证明记忆的干扰和消退在各个年龄阶段中 几乎保持相同的水平。 因此很多认知任务中的

9、年龄差异都是由于不同的加工速度通过同步机 制导致的,而非记忆的干扰和消退的增加导致的。同步机制的作用主要反映在工作记忆中, 因为工作记忆被认为是由即时可用的信息组成的。 用于工作记忆任务中的测量成绩可以很好 地体现出同步机制的作用。加工速度理论通过感觉运动速度、知觉速度主要通过数字符号替换、字母比较、数 字比较、 模式比较和图形匹配和认知速度进行测量。 这一理论的主要观点是成人的认知操作 速度随年龄增长而减慢,是认知功能发生老化的主要原因。(二工作记忆理论工作记忆理论认为工作记忆由中央执行系统、 语音环路、 视觉空间工作记忆组成。 该理 论用存储加工双重任务的方法, 对语音环路容量的测量和视觉

10、空间初步加工系统容量进 行测量, 认为工作记忆是所有用以完成即时心理操作的心理能量的总和。 老年人由于缺乏这 种资源而导致认知功能的衰退。中央执行系统的测量主要是威斯康星卡片分类测验;语音环路有 英语口头广度测验 (言 语工作记忆 ,顺背、 倒背记忆广度任务测验, 押韵任务测验, 完成语言加工任务测验 /音素 辨别测验,语义联想测验 /句子完成和回忆任务测验。视觉空间工作记忆有视觉一手动延迟 反应任务测验。而工作记忆的广度的测量有数字工作记忆的广度。另外, 李德明等运用分层回归的分析方法发现加工速度对多项认知变量与年龄相关变异 的解释量约为 70%-90% 而工作记忆的解释量约为 60%-80

11、% 同时控制加工速度和工作记忆后, 年龄对认知变量的作用几乎消失 ( 解释量约 0. 5% 。他的另一项研究表明,加工速度和工 作记忆在认知年老化过程中均起重要的中介作用,其中加工速度的作用更为基础 。(三感觉功能理论感觉功能是对大脑功能的一个粗轮廓的反映作为神经生理结构的一个普通指标 .Baltes 和 Lindenberger 认为感觉功能是神经功能的指标, 对认知功能的老化起着调节的作用。他 们还提出了共因假设, 认为感觉功能可能是引起所有认知功能老化的原因。测量方法也是比较物理,有视觉功能(如视敏度,对比视敏度和纯音听力阈限的测量等。(四整合模型分析后期的研究者将前面的研究整合分析。建

12、立了多种整合模型 ,其中按各因素的关系可 分别归为平行模型、层次模型 、共因模型,其中平行模型认为几个中介变量在年龄和认知 功能中平行起作用。 层次模型则强调各种变量在老化过程中起到的层次性作用, 而共因模型 是近些年来普遍受到研究者认可的模型 111。近年来,国外对于建构认知老化模型的研究逐 渐增多, 都旨在概括认知老化规律及寻求合理的理论解释。 在研究时, 心理学家多采用应用 路径分析和结构方程建模的方法。(五执行功能衰退说该理论有较强的神经心理学和神经生物学背景 . 执行功能负责对各种具体的认知加工 过程进行控制和协调,是大脑最高级的认知功能 . 认为认知老化主要额叶(特别是前额叶 的老

13、化导致的。 研究的时候同城将执行功能分为三个成分:注意转换(测量方法:数字转换 任务 /词类转换任务 /局部 -整体图形转换任务 , 记忆刷新 (测量方法:数字刷新 /类词刷新 /色点位置刷新任务 ,抑制优势反应(测量方法:信号抑制任务 /色词干扰任务 /反向线索任 务 。执行衰退假说的两层含义:第一,相对于其它一般认知能力,执行(额叶功能随龄的 衰退更快;第二,执行(额叶功能的随龄衰退是引起人们日常认知功能(记忆、推理、视 觉空间能力衰退的主要原因。执行功能的实证研究中存在困难:执行功能是否可分离性, 执行功能的测量 信度、效度如何和执行功能与加工速度的关系怎样。有研究发现当加工速 度是复杂

14、的知觉 /运动速度时, 加工速度的中介作用更大 ( 0. 67; 而当加工速度是较为简 单的反应时和心理物理速度时,则抑制能力的中介作用更大 (分别为 0. 64和 0. 62。 四、认知老化的影响因素(一受教育程度国内的研究表明, 非速度认知能力除了接受由速度因素中介的年龄和教育的作用外, 还 受教育的直接影响,教育在认知老化的过程中起重要作用。彭海瑛等人对 4 510名老年人的 调查也证实文化程度对认知老化有显著影响。 对于这一点, 只能通过外界信息技术的介入进 行弥补, 如让老年人使用辅助设备, 如使用助听器弥补听觉能力下降的缺陷, 通过学习计算 机免除很多手动的麻烦,降低记忆的负荷等等

15、。(二自动化程度自动化是指通过多次重复练习,使技能的操作不需要或者很少需要认知资源的参与。自动化可以在很大程度上弥补老年人加工速度减慢的缺陷。 学到的自动化技能如游泳、 骑车等 可以一直保持到年老, 在对这种已经被自动化的技能操作中, 老年人的成绩并没有和青年人 产生显著性差异, 但在对新技能的学习和抑制已经自动化技能方面, 老年人和青年人表现出 明显的差异。很大程度弥补加工速度减慢的缺陷,如游泳骑车。(三策略补偿老年人善于通过变换工作方法和策略来弥补认知资源的缺陷。例如, 老年人在打字时 会花较长时间用于文本预阅以抵消运动速度的缺陷, 从而维持较快的打字速度。在一项研 究中, 让被试采用位置记忆术识记单词, 结果发现, 采用该技术后, 老年组的识记成绩 显著改善, 虽然与青年组之间仍存在差异, 但采用记忆术后老年组的成绩比不采用记忆术 的青年组要好。老年人在从事复杂的工作时倾向于采取协作的策略, 善于通过资源共享来 弥补个体认知老化的缺陷(四人格特质外向型,开放性,尽责性是积极因素;宜人性和神经质为消极因素。(五健康状况研究表明,诸如有氧能力等体质指标在一定程度上能决定老年人的认知能力,长期保持 良好体质的老年人加工速度也较快。 所以, 通过恰当强度的锻炼可以部分延缓认知老化的速 度,对于老年人身体和心理健康都产生积极的作用。五、总结老年人的生