阿尔茨海默病与认知储备

石林，梁芙茹

(1.内蒙古医科大学，内蒙古 呼和浩特；2.包头市中心医院，内蒙古 包头)

0 引言

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是一种以老年斑和神经元纤维缠结为主要病理表现的中枢神经系统变性疾病，临床症状主要表现为认知功能障碍、日常生活自理能力下降、精神行为异常。随着全球老龄化的加快，AD的发病率正在逐年增加，已成为我国居民的第五大死因。AD给社会、家庭和个人均带来了沉重的负担。

1 认知储备概念的提出

大量的证据表明阿尔茨海默病的病理水平与个体的认知功能并不总是呈正比。一项荟萃分析显示，三分之一的社区老年人有中、重度阿尔茨海默氏症的神经病理学改变，但并不是痴呆[1]。在另外一项研究中，研究者对10例已死亡的老年人进行了尸检，发现虽然他们的大脑出现了AD晚期病理特征，但是他们生前认知水平完全正常[2]。这表明病理与认知水平存在不匹配现象。认知储备(cognitivereserve，CR)假说的提出用来解释这种脑损伤的病理与其临床认知表现之间的不匹配[3]。认知储备是个体为适应随年龄不断增长的认知衰退损伤，自身利用脑结构、神经网络等进行代偿、补偿的能力，它能显著影响个体的生理功能、认知功能和行为结果。认知储备是一种积极的储备形式，被认为是一种保护因素，在病理和临床表现之间起调节作用，表明大脑使用已有的认知过程或补偿性过程积极尝试应对大脑损伤[4]。研究表明，高CR的个体比低CR的个体能更好地应对大脑损伤[5]。认知储备的概念为延缓认知老化或降低痴呆风险的干预提供了希望。认知储备的神经执行分为两个部分，神经储备(Neural Reserve)和神经补偿(NeuralCompensation)。在不同人体认知过程中，神经储备有着个体间差异，神经储备机制表明较高的CR水平有助于提高大脑网络的能力和利用效率，以更好地应对脑病理的损伤；神经补偿指的是为了应对大脑病理的损伤而发生的认知过程的改变[6]。神经补偿机制则表明较高的CR水平有助于提高补偿性脑网络的能力，以维持较好的认知行为表现[7]。

2 认知储备的代理指标及相关意义

认知储备被描述为对AD和其他神经退行性疾病提供保护，也可以防止与年龄相关的大脑变化。有大量的研究支持认知储备的保护作用通过CR代理指标：教育年限、职业复杂度、休闲活动时间[8]、智商(Intelligence Quotient，IQ)[9]、环境富集[10]等表现出来。

2.1 AD患病率通常与受教育程度呈负相关，受过高等教育的人患老年痴呆症的风险较低[5]。一项研究表明，在AD患者中，同等认知水平下，受教育年限越高，左中扣带回灰质体积萎缩越严重，表明具有高CR的患者能更好的耐受AD病理改变，证实CR对AD患者具有保护作用[11]。有研究发现，接受过更多早年正规教育的人，其大脑新陈代谢更好，灰质体积更大，功能连接增强。特别发现，受教育程度高的人在前扣带回皮质、右侧海马体、左侧额叶和左侧角回等区域具有更高的功能性连通性[12]。

2.2 职业复杂度也是一项有效预测认知储备的指标。人的一生大部分时间都在从事职业活动，较高复杂度与强度的职业工作对个体的认知能力具有促进作用。成年后人脑的神经元细胞会继续变化，因此较复杂的职业活动可以在人的一生中不断塑造人的大脑[13]。

2.3 休闲运动与减轻大脑负担及AD相关的认知变化有关[14]。不同个体间在生活方式上的差异可以影响认知储备；发病前是否参加各种休闲活动，也可以影响认知储备[15]。有研究表明，经过6个月的有氧运动干预后，海马体积增大[16]。

2.4 有研究表明，童年时期IQ对成年后的认知的影响很大。认知储备不是一个在发育过程中固定不变的，而是一个在成长过程中的动态过程。童年阶段对以后生活中的认知功能有着至关重要的影响[9]。

2.5 环境富集导致大脑中的Aβ肽和淀粉样蛋白的沉积减少，环境富集可能直接阻止或减缓AD病理的积累[10]。受丰富环境刺激的个体会呈现出较少的大脑退行性特征，丰富环境刺激对提高小鼠认知有帮助[17]。

另外，有研究表明，双语有助于增加认知储备。在一定随访期内，单语者比双语者有更多的认知衰退。证明双语能力可能是预防痴呆的保护因素，并可被认为是增加认知储备的一个因素[18]。

3 认知储备的机制

有研究表明，一旦出现AD，CR值越高的患者预后越差，CR高的患者在AD发病后认知能力下降更快[19]。因为CR高的人对AD的耐受性更强，所以出现认知下降拐点的时间较晚。但是一旦出现拐点，认知下降速度更快。一项研究表明CR与较高的网络效率有关；虽然较高的CR不能保护个体免受AD病理的影响，但是CR较高的AD患者能够更好地应对病理的影响，尽管存在病理损伤，但可以呈现出更有效的网络[20]。另外一项研究表明，认知储备可能是由一个非特定任务的通用网络来调节的，它可以在执行许多任务时被激发出来。网络的效率或能力可能与认知储备有关。一个人有更高的CR将表现出与任务相关的激活模式，这种模式更有效，能力更强。效率的一个直接的衡量标准是与任务相关的激活量。一个更有效的网络将显示较少的激活，以产生相同或更好的性能水平。高CR的人表现出的与任务相关的激活模式效率更高，能力也更高[6]。一项研究表明：高CR的参与者在主要涉及额顶叶节点的网络中显示出显著的连通性增加。相反，低CR者显示在涉及额、颞、小脑节点的网络中的连通性显著降低[21]。环境刺激促进新神经元的生长[22]。丰富环境刺激和锻炼，可上调脑源性神经营养因子BDNF，能增加齿状回中新神经元的发生，并与促进胶质生成、突触形成和血管的生成有关，从而促进神经可塑性[23]。有研究表明，通过三个月的杂耍技能训练，左侧顶叶沟和颞中叶皮层灰质的增加[24]。学习伦敦布局的实习出租车司机，灰质增加，特别是海马[25]。对于健康的老年人，与CR相关的神经效率的提高，正如功能核磁显示的那样，似乎包括了任务引导激活区招募的减少和默认网络抑制的减少[26]。

4 认知储备的评估

Stern[8]设计了一种全面评估和测量个体一生中积累的认知储备数量的工具，即认知储备指数问卷(Cognitive Reserve Index questionnaire，CRIq)，通过CR代理指标：教育、工作活动和休闲时间[8]等表现出来。教育的原始分数是教育的年限、超过六个月的培训课程这两个值的和。工作活动根据涉及智力投入和个人责任的程度分为五个不同级别：低技能体力劳动，熟练的体力劳动，熟练的非体力工作，中度负责或者智力职业的工作活动，高度负责或智力职业的工作活动；这部分的原始分数是工作年限乘以工作活动水平(从1到5)的级别所得的分值。休闲活动时间：在工作时间之外闲暇时间从事的具有认知刺激作用的活动，分为16个项目涉及各种智力活动(如阅读报纸杂志、演奏音乐)、社会活动(参加志愿者活动、参加展览、旅游)和体育活动(体育、舞蹈)。这个部分的原始分数是经常/总是发生频率的活动的总年数。CRI的总分值为三个子分值标准化后的得分值。一个人的智力、能力和经验越丰富，他就越能应付生活中的各种困难，应对复杂的认知任务和社会事件。CRIq就是量化这种认知储备的工具。另外，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室还研究中国传统的武术及太极拳、太极剑等对认知储备的影响。

5 结语

首先，脑损伤的病理可能不会发展为痴呆，在将AD的病理标记物等同于痴呆时要谨慎[27]。其次，认知训练是为治疗中枢神经系统疾病而提出的文化、社会和身体刺激。认知训练可加强认知储备，可以抵消大脑损伤并恢复突触复杂性[28]。以认知刺激为重点的干预措施可能有助于减缓与年龄相关的认知功能衰退或痴呆，并延长健康年龄[20]。让我们一起加强体育锻炼，加强认知刺激及训练，提高认知储备，预防AD。