学龄期ADHD儿童执行功能与运动协调和平衡功能的相关性研究*

崔雪莲,张 瑜,谢 凡,张 一

(常州市第一人民医院康复医学科,江苏常州 213003)

注意缺陷多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder,ADHD)是常见的神经发育障碍性疾病,我国儿童ADHD患病率为5.6%[1],学龄儿童患病率为4.2%～6.3%[2]。ADHD主要表现为与年龄不相符的注意缺陷、多动和冲动,常伴有执行功能障碍和运动功能障碍等。研究发现,执行功能减退是ADHD的核心缺陷之一[3]。执行功能包括刷新、抑制和转换3个维度[4-5],ADHD儿童可因反应抑制能力缺陷而表现出冲动、固执、自控力差,因刷新功能障碍表现为目标指向行为、预备将来事件、时间意识和任务的管理困难,转换功能缺陷可表现为规则遵守困难等,这些障碍严重影响患儿的学习、社交和生活。学龄期ADHD儿童在日常生活中经常表现为行动笨拙、容易跌倒、精细动作差等,如书写或使用工具[6]出现问题。有研究证实,执行功能与运动平衡功能和协调功能之间有一定的相关性[7],运动干预(如游泳、瑜伽训练等[8])在提高ADHD儿童运动能力的同时可改善抑制功能、工作记忆等[9-10]。但执行功能的分维度与平衡和协调功能相关性的研究却鲜有报道。因此,本研究旨在探讨学龄期ADHD儿童执行功能3个维度与运动协调和平衡功能的相关性,为临床工作中ADHD儿童的干预提供思路,以制订精准的治疗方案。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入2020年1月至2021年8月本院儿童心理门诊确诊的ADHD学龄儿童46例作为ADHD组。纳入标准:(1)经临床医师诊断符合精神疾病诊断统计手册第4版(DSM-Ⅳ)中ADHD诊断标准;(2)年龄6～14岁;(3)神经系统检查未见明显异常;(4)未使用过ADHD药物治疗。排除标准:(1)伴有可能影响平衡仪测试的躯体疾病,如眩晕及弱视、近视等其他眼科疾病;(2)有广泛性发育障碍、精神分裂症、癫痫及脑部器质性疾病史;(3)近2个月服用过精神活性药物;(4)经临床医师诊断符合DSM-Ⅳ中发育性协调障碍(developmental coordination disorder,DCD)诊断标准。另招募常州市学龄期儿童,年龄、性别与ADHD组相匹配,无神经系统疾病、神经发育障碍、精神障碍等神经精神疾病,且无眼科和躯体疾病等,最终纳入健康学龄儿童45名,作为TD组。

1.2 方法

对所有入组学龄期儿童均进行执行功能、运动协调功能和平衡功能的评估。

1.2.1执行功能测试

(1)数字广度测验(digit span test,DST)评估刷新功能,测试者读出一组数字后受试者立即按照顺序或倒序复述,完全复述正确则得分,以能正确复述的最高位数为得分。(2)华山医院版本的Stroop色词测验(stroop color and word test,SCWT)评估抑制功能,以色块命名、色字命字和色字命色的完成时间和正确数为测验指标。(3)威斯康星测试(Wisconsin card sorting test,WCST)评估转换功能,采用极智医疗认知评估与训练系统进行人机对话评估,要求受试者根据4张模板对128张卡片进行分类。本研究选用以下参数:总应答数、错误应答数和正确应答数、概括水平、非持续错误数、规则坚持失败、正确平均反应时、共用时、完成分类数、错误应答率及持续性应答数。

1.2.2运动协调功能评估

选用汉译版儿童发育性运动协调障碍问卷(developmental coordination disorder,DCDQ),由17个与儿童年龄相关的动作协调发育项目组成,包括运动控制能力、精细运动/书写能力、粗大运动/计划能力和总体协调能力4个独立因子。

1.2.3运动平衡功能测试

采用平衡功能测试仪(Balance Master 6.1版,美国Neuro Com公司)定量评估受试者维持平衡的能力,分别评估在睁眼和闭眼状态下置于固定平面和海绵垫平面时的平衡功能,采用的参数包括固定平面睁眼(Firm-EO)、固定平面闭眼(Firm-EC)、海绵垫平面睁眼(Foam-EO)和海绵垫平面闭眼(Foam-EC)。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 两组人口统计学资料比较

两组性别、年龄和年级比较,差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 两组人口统计学资料比较

2.2 两组执行功能、运动协调功能和平衡功能比较

执行功能:两组DST和SCWT各项指标均无明显差异(P>0.05),而WCST的正确应答数和规则坚持失败数有明显差异(P<0.05),见表2。运动协调功能与平衡功能:两组DCDQ中运动控制能力、精细运动/书写能力、粗大运动/计划能力及总体协调能力4个独立因子均有明显差异(P<0.05),而两组平衡功能各参数均无明显差异(P>0.05),见表3。

表2 两组执行功能比较

表3 两组运动协调功能与平衡功能比较

2.3 学龄期ADHD儿童执行功能与运动协调功能和平衡功能的相关性分析

2.3.1刷新功能与运动协调功能和平衡功能的相关性分析

刷新功能(顺序)与精细运动/书写能力呈低度正相关(r=0.307,P=0.038),与平衡功能无明显相关性,见表4。

表4 刷新功能与动协调功能和平衡功能的相关性分析[n=46,r(P)]

2.3.2抑制功能与运动协调功能和平衡功能的相关性分析

抑制功能中卡片B用时与Firm-EO(r=0.357,P=0.015)和Firm-EC(r=0.348,P=0.018)呈低度正相关,其余指标无明显相关性(P>0.05),见表5。

表5 抑制功能与运动协调功能和平衡功能的相关性分析[n=46,r(P)]

2.3.3转换功能与运动协调功能和平衡功能的相关性分析

转换功能中规则坚持失败数、正确平均反应时和完成分类数与Firm-EO呈低度相关(0.3<|r|<0.5,P<0.05),共用时与Firm-EC呈低度相关(0.3<|r|<0.5,P<0.05),非持续错误数与Foam-EO呈低度相关(0.3<|r|<0.5,P<0.05);转换功能与运动控制能力和精细运动/书写能力相关,其中,错误应答数、概括水平、非持续错误数、规则坚持失败数、共用时和错误应答率与运动控制能力呈低度相关(0.3<|r|<0.5,P<0.05),完成分类数与运动控制能力呈中度相关(0.5<|r|<0.8,P<0.05);错误应答数、概括水平、共用时和错误应答率与精细运动/书写能力呈低度相关(0.3<|r|<0.5,P<0.05),持续性应答数与精细运动/书写能力呈中度相关(0.5<|r|<0.8,P<0.05),见表6。

表6 转换功能与运动协调功能和平衡功能的相关性分析[n=46,r(P)]

3 讨 论

执行功能是大脑皮层对个体思想和行为进行控制的心理过程,包含抑制、刷新和转换3个维度。作为ADHD的核心缺陷之一,国内外学者对ADHD儿童执行功能损伤维度的研究存在争议。KOFLER等[11]发现89%的ADHD存在至少1个执行功能维度的缺陷,2个或3个执行功能受损者占35%。本研究采用SCWT、DST和WCST分别评估抑制、刷新和转换3个维度,发现ADHD儿童的转换功能受损,抑制和刷新功能未受损,与PERUGINI等[12]的研究结果一致。可能是由于转换功能是一个需要抑制和刷新功能参与的过程[13],其损害更为常见。两组儿童在平衡功能上无明显差异,但ADHD组儿童运动协调功能较TD组儿童差。有研究显示,ADHD儿童的平衡功能较健康儿童差[14],可能与平衡评估选用的Y-平衡测试且80%的受试者为男孩有关。另有研究显示,约5%的ADHD儿童合并DCD[15],DCD儿童常见的临床表现为运动技能和执行功能降低,尤其是协调性运动技能。本研究为排除DCD儿童执行功能和运动协调功能降低的影响,未纳入合并DCD的ADHD儿童。不同研究者使用的试验任务和纳入标准不同可能会影响研究结果的一致性[16]。

ADHD儿童存在小脑、前额叶、顶下小叶、丘脑等脑区受累[17-18],以上脑区参与平衡、协调功能和执行功能等[19],具备执行功能和平衡协调能力相关的解剖结构基础。本研究结果显示,学龄期ADHD儿童的刷新功能与精细运动/书写能力呈低度相关。ADHD儿童的皮质-纹状体-丘脑-皮质环路存在异常,刷新功能依赖于额叶-纹状体等脑区的激活,精细运动的控制依赖于丘脑的完整性[20],因此该环路的异常导致刷新功能与精细运动的损害[21]。精细运动与刷新功能的相关性提示临床工作中精细运动可作为提高ADHD儿童执行功能的训练计划之一。

本研究学龄期ADHD儿童的抑制功能中卡片B用时与固定平面睁闭眼相关,表明抑制功能可影响3种感觉输入及视觉受干扰时的平衡状态,影响摇摆速率。小脑的主要功能是维持平衡,抑制功能的定位在解剖学上位于前额叶区域,并通过与基底神经节和小脑等连接发挥其功能[22],形成重要的“大脑-小脑”环路。抑制功能与精细运动和总体协调无明显相关性。有研究证实抑制功能和工作记忆包含相同的神经基础[23],刷新功能是抑制功能缺陷的上游[24]。因刷新功能影响精细运动,使处于缺陷下游的抑制功能与协调和精细运动的联系不明显。本研究提示,抑制功能障碍的ADHD儿童应关注前庭系统和本体系统下的平衡维持训练,尤其重视视觉系统下平衡训练,如睁闭眼条件下的训练。因ADHD儿童需要通过视觉代偿维持平衡,因此视觉受干扰时的平衡训练或许可以更好地改善抑制功能。

转换功能是指在做任务和心理定势之间可以来回切换的能力,错误应答数、完成分类数和错误应答率是转换功能的重要指标,其与平衡功能和运动协调功能具有一定的相关性。首先,转换功能和平衡协调功能存在共同的中枢信息加工通路,前额叶皮质、右侧颞顶叶交界处与右后小脑连接起来,所以额叶颞顶叶区域的异常可能会出现转换功能和平衡协调障碍[25]。其次,转换功能和平衡协调功能有共同的解剖基础,小脑不仅可以维持平衡,还有助于提高认知灵活性和促进对新刺激的注意[26],与先前提及的“大脑-小脑”环路受损学说一致。转换功能作为执行功能最重要的一个分维度,它需要抑制和刷新功能的共同参与,所以转换功能与平衡和协调功能同时相关。因此,转换功能障碍的ADHD儿童需同时加入平衡功能和运动协调功能的训练。

此前大量研究证实ADHD儿童执行功能的改善得益于运动干预,如有氧运动[27];同时,也有部分研究证实平衡和协调运动可使前额、扣带回、小脑、顶叶等脑区的功能网络连接增加,实现对抑制控制、刷新功能和转换功能的改善[28]。既往研究均是较为粗略地分析执行功能与运动之间的联系,未细致划分执行功能和运动方式。本研究则将执行功能分为3个维度(刷新、抑制和转换功能),运动功能分为平衡和协调功能,详细探讨了二者之间的关系。研究发现,平衡和协调运动训练或可作为提高ADHD儿童执行功能干预的突破点,刷新功能的提高优先选择精细运动,抑制功能的提高优先选择平衡运动,而转换功能的改善需兼顾平衡和协调运动。因此,在临床工作中,对存在执行功能障碍的ADHD儿童可尽早开展有针对性的干预措施,给予更规范和专业化的康复方案。

本研究存在一定的局限性:(1)ADHD儿童多合并其他障碍,尤其合并DCD的ADHD儿童在学龄期常见,但本研究未纳入该类型儿童,所以研究结果存在一定的局限性;(2)ADHD儿童执行功能、平衡和运动协调功能会随着发育水平的提高而改善,本研究未进行纵向的比较;(3)选择的评估方法较为单一,尤其是运动协调功能和平衡功能的评估;(4)本次研究样本量较小,可能存在结果上的差异。