感觉的平衡维持优先策略研究

段林茹，郑洁皎，徐国会，庄霁雯

·专题·

感觉的平衡维持优先策略研究

段林茹1，郑洁皎1，徐国会1，庄霁雯2

目的 探讨认知双重任务对平衡功能的影响，分析平衡维持的感觉策略。方法 2015年6月至2016年6月，34例健康青年随机分为对照组(n=17)和观察组(n=17)，在动态平衡仪上进行改良临床平衡测试。2周后，对照组再次进行测试，观察组在测试时加心算任务。记录站立在硬面和软垫上，睁眼、闭眼状态下的质心摆动速度和质心摆动速度综合值。结果 第2次测量时，对照组闭眼软垫站立时，质心摆动速度较第1次降低(t=2.535,p＜0.05)；观察组睁眼软垫站立时，质心摆动速度较第1次增加(t=-2.220,p＜0.05)，与对照组相比明显增加(t=-3.128,p＜0.01)；质心摆动速度综合值对照组较第1次明显降低(t=3.007,p＜0.01)，观察组较第1次增加(t=-2.170,p＜0.05)，两组间有显著性差异(t=-2.143,p＜0.05)。结论 健康青年在加入认知任务后，平衡功能被干扰，特别是睁眼软垫站立时更明显；执行两种或以上任务时，感觉系统优先分配维持平衡。

平衡；感觉；认知

平衡功能是人体维持姿势和正常步行的基础，它受中枢神经系统控制，有赖于视觉、本体觉、前庭觉的统合应用，并受年龄、疾病、药物等因素影响。中枢神经系统根据感觉输入，判断有用信息及冲突干扰信息[1]。当一种或多种感觉输入障碍时，其他中枢神经系统可能会进行补偿[2]。

改良临床平衡测试(modified Clinical Test of Sensory Interaction on Balance,mCTSIB)能在支撑面和视觉交叉变化的4种条件下测试人体站立时维持平衡的能力，即睁眼支撑面稳定(eyes open when standing on firm support,EOFI)、闭眼支撑面稳定(eyes closed when standing on firm support,ECFI)、睁眼支撑面不稳(eyes open when standing on foam support,EOFO)、闭眼支撑面不稳(eyes closed when standing on foam support,ECFO)。

mCTSIB能反映站立平衡的基本能力。支撑面稳定与否及睁闭眼状态是影响站立平衡的重要因素，不同状态引起的感觉输入不同：支撑面的变化引起本体觉输入改变；睁眼闭眼状态直接影响视觉反馈，而视觉反馈是平衡的关键因素。

平衡的感觉输入受多种因素影响，除支撑板质量、睁闭眼状态、泡沫软垫类型[3]外，还与运动训练、认知功能等有关。研究表明，运动训练可刺激平衡的感觉输入[4-5]；认知功能影响平衡维持和姿势控制，且认知功能障碍是跌倒的重要因素[6-7]。系统评价显示[8]，认知训练能提高平衡和认知功能，包括注意力和执行功能，认知干预还可以提高老年人运动功能，减少跌倒的发生，但是认知对于跌倒的预防机制还没有被最终证明。

关于老年认知与平衡的关系已有部分研究[9-10]。本研究选择青年人群，观察认知双重任务对其平衡功能的影响，及其感觉系统维持平衡的策略机制。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2015年6月至2016年6月上海体育学院、哈尔滨医科大学在校健康大学生35例。

纳入标准：①年龄18～30岁；②矫正视力及视野无异常，听觉无异常，双下肢肌力无异常；③简易精神状态检查(Mini-Mental State Examinatlon,MMSE)评分≥27分；④自愿参与本实验并签署知情同意书。

排除标准：①严重肌肉骨骼疾病史；②背部或下肢手术史；③神经系统疾病史；④关节病史。

其中无诱因主动退出1例，实际纳入34例。通过Excel产生随机序列号，采用随机方法将受试者分为对照组和观察组。对照组(n=17)中，男性2例，女性15例；年龄18～23岁，平均(21.86±2.016)岁；身高158～179 cm，平均(167.5±9.47)cm；体质量 45～75 kg，平均(59.2±15.67)kg。观察组(n=17)中，男性4例，女性13例；年龄18～22岁，平均(20.86±2.412)岁；身高156～180 cm，平均(165.5±10.25)cm；体质量48～73 kg，平均(58.5±14.36)kg。两组基线资料无显著性差异(P＞0.05)。

1.2 方法

两组均采用美国Neurocom动态平衡测试仪进行mCTSIB；2周后，对照组再次行mCTSIB，观察组在mCTSIB的同时完成心算认知任务。

1.2.1 mCTSIB

在动态平衡仪上选择mCTSIB，无外界环境干扰下测试。被试根据身高站在不同位置的支撑板或软垫上，睁眼、闭眼条件下维持姿势稳定，睁眼时目视前方。

1.2.2 心算认知任务

在mCTSIB开始时，由测试者口头提出80～100间的一个数字，嘱被试顺序减7，至最后一个正数，并重复该过程。被试要求尽可能快且正确地完成心算，口述答案。

1.3 观察指标

Neurocom动态平衡测试仪自动记录EOFI、ECFI、EOFO、ECFO下站立10 s内质心摆动速度和质心摆动速度综合值。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0统计软件进行分析。计量资料以(xˉ±s)表示，组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用独立样本t检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

两组第1次EOFI、ECFI、EOFO、ECFO下质心摆动速度及质心摆动速度综合值均无显著性差异(P＞0.05)。

ECFO下，第2次评估时，对照组质心摆动速度较第1次降低(p＜0.05)，但两组间无显著性差异(P＞0.05)。

EOFO下，第2次评估时，观察组质心摆动速度较第1次升高(p＜0.05)，且与对照组间有非常显著性差异(p＜0.01)。

第2次评估时，对照组质心摆动速度综合值较第1次明显降低(p＜0.01)，观察组较第1次升高(p＜0.05)，两组间有显著性差异(p＜0.05)。

见表1～表5。

表1 两组EOFI下质心摆动速度比较(°/s)

表2 两组ECFI下质心摆动速度比较(°/s)

表3 两组EOFO下质心摆动速度比较(°/s)

表4 两组ECFO下质心摆动速度比较(°/s)

表5 两组质心摆动速度综合值比较(°/s)

3 讨论

Neurocom平衡测试仪中的mCTSIB，已进行过信度研究[11]。mCTSIB主要研究在支撑面稳定与不稳定、睁眼与闭眼状态下患者的平衡稳定性，从而分析维持平衡的主要感觉系统。

人体质心的摆动速度反映平衡能力[12]，质心摆动速度越小，平衡能力越高。平衡有赖于视觉、本体觉、前庭觉三大感觉系统的统合运用；本体觉、前庭觉系统可通过训练而得到改善[13-14]，视觉对姿势不稳有重要的调节作用，平衡训练时应控制视觉的潜在应用[15]。

在EOFI、ECFI、EOFO、ECFO四种环境下，维持平衡的感觉输入不同。EOFI下主要是视觉和本体觉共同作用维持平衡；ECFI阻断了视觉输入，主要是本体感觉维持平衡；EOFO干扰了躯体本体觉，主要是视觉及前庭觉维持平衡；ECFO既阻断了视觉输入，也干扰了躯体本体觉，人体主要依赖前庭觉维持平衡。姿势控制的复杂性与前庭系统功能中度相关[16]；加入心算任务后，平衡维持的感觉应用受到影响。

研究表明，脑卒中患者认知与平衡功能训练结合，可在一定程度上减轻认知障碍[17]；认知功能训练对脑卒中患者运动功能具有改善作用[18]。还有研究表明，将认知训练加入传统的老年人运动训练中，能更有效降低跌倒风险[5]。心算认知任务便于量化和随机，且心算认知双重任务有助于提高平衡功能[19-20]。这些研究提示，对脑卒中患者而言，认知干扰反而是一种注意力训练，有益于平衡功能的提高。

EOFO下主要依赖视觉和前庭觉维持平衡，此时加入认知任务，平衡稳定性降低，提示认知功能对视觉和前庭觉维持平衡有不利影响。可能的原因是视觉中枢位于大脑枕叶，也是维持认知功能的主要大脑中枢；睁眼时，视觉中枢要同时完成认知任务和维持平衡，心算认知任务作为干扰因素，争夺视觉资源的分配，使平衡功能降低。

ECFO下主要依赖前庭觉维持平衡，此时无认知任务下平衡稳定性提高，提示第2次测试的学习效应；而有认知任务下平衡稳定性无显著性变化，提示认知任务对前庭觉维持平衡无明显影响。

研究表明，睁眼条件下激活注意力和动眼神经系统，而闭眼条件下激活感觉皮层(视觉、听觉和本体觉皮层)[21-23]。ECFO下，视觉、听觉、本体觉皮层被激活，更容易维持姿势稳定性。

综合EOFO和ECFO条件，可以认为在加入认知任务后，前庭系统较视觉系统较少受到干扰，平衡维持能优化感觉系统，优先有效选择最有益于维持平衡的感觉系统。

此前的研究显示，稳定支撑面上，本体感觉、前庭觉和视觉维持平衡所占比例逐渐减小[24]。本研究显示，人在执行两项任务时，维持平衡的感觉系统重新调整，软垫站立时本体觉被破坏；此时，前庭觉相比视觉，较少受认知任务的干扰，补充了前人的研究。可能原因是，视觉既是维持平衡功能，也是维持认知功能的感觉系统，也可能前庭觉和心算认知任务同时激活大脑皮层中维持平衡的联络纤维。有待进一步研究。

认知双重任务对平衡功能有重要影响。视觉、本体感觉、前庭觉三大感觉系统维持平衡功能。在同时执行两种任务时，维持平衡的感觉系统重新调整，优先选择最有益于维持平衡的感觉系统，防止跌倒。

在未来研究中，可考虑结合两个或多个感觉刺激策略，为治疗姿势控制异常的康复提供思路[25]。

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Sensory Preference to Balance Maintained

DUAN Lin-ru1,ZHENG Jie-jiao1,XU Guo-hui1,ZHUANG Ji-wen2
1.Department of Rehabilitation Medicine,Huadong HospitalAffiliated to Fudan University,Shanghai 200040,China;2.School of Kinesiology,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China

ZHENG Jie-jiao.E-mail:zjjcss@163.com

Objective To explore the influence of cognitive-dual task on balance function and analyze the sensory strategy of balance maintained.Methods Form June,2015 to June,2016,34 healthy young people were randomly divided into control group(n=17)and observation group(n=17).They were tested with the modified Clinical Test of Sensory Interaction on Balance(mCTSIB)on Neurocom Balance Manager,and retested two weeks later,while the observation group completed mental arithmetic cognitive task simultaneously.The center of gravity(COG)sway velocity and the comprehensive sway velocity were measured in both eyes open(EO)and eyes closed(EC)standing on firm or foam support.Results For the second test,The COG sway velocity decreased in the control group as EC standing on foam support(t=2.535,p＜0.05),while it increased in the observation group as EO standing on foam support(t=-2.220,p＜0.05),and it was more than that in the control group(t=-3.128,p＜0.01).The comprehensive sway velocity decreased in the control group(t=3.007,p＜0.01),but increased in the observation group(t=-2.170,p＜0.05),which was significantly different between two groups(t=-2.143,p＜0.05).Conclusion Cognitive tasks may interfere balance function in healthy youth,especially in the condition of EO standing on foam support.Sensory resource may preferer to meet the balance maintained during cognitive-dual tasks.

balance;sense;cognition

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.11.001

R338

A

1006-9771(2017)11-1241-04

[本文著录格式] 段林茹，郑洁皎，徐国会，等.感觉的平衡维持优先策略研究[J].中国康复理论与实践,2017,23(11):1241-1244.

CITED AS:Duan LR,Zheng JJ,Xu GH,et al.Sensory preference to balance maintained[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(11):1241-1244.

1.上海申康医院发展中心上海市市级医院新兴前沿技术联合攻关项目(No.SHDCI2014126)；2.上海市卫生系统重要薄弱学科(康复医学)项目(No.2015ZB0402)。

1.复旦大学附属华东医院康复医学科，上海市200040；2.上海体育学院运动科学学院，上海市200438。作者简介：段林茹(1990-)，女，汉族，河南濮阳市人，硕士，治疗师，主要研究方向：神经康复。通讯作者：郑洁皎(1953-)，女，教授，主要研究方向：康复医学、老年医学。E-mail:zjjcss@163.com。

2017-01-18

2017-08-01)