摘要
轻度认知障碍的老年人（OAwMCI）在执行双重任务时表现出比认知完整的老年人（CIOA）更高的认知-运动干扰（CMI）。然而，研究很少探讨双重任务如何影响OAwMCI的反应性平衡控制，或不同认知任务领域的影响。本研究比较了4种认知任务（两种视觉运动任务：目标追踪和轨迹跟踪，以及听觉时钟测试ACT和字母数字排序LNS）如何影响OAwMCI与CIOA的反应性平衡控制。结果显示：在单任务和双重任务条件下，OAwMCI的跌倒率更高且反应性重心（COM）稳定性更低；视觉运动任务显著降低两组的平衡表现，而ACT和LNS任务无此影响；双重任务时两组的认知表现均下降，但OAwMCI的认知成本更高。研究表明双重任务可能增加跌倒风险，其中视觉运动任务引发的CMI更大，表明与反应性平衡控制存在更多资源共享；OAwMCI因感觉运动区触发/执行反应受损和多领域认知衰退，可能经历更高CMI。综合的双重任务评估可识别OAwMCI的领域特异性认知衰退。
关键词：认知-运动干扰，双重任务，轻度认知障碍，反应性平衡，跌倒
新发现亮点
尽管OAwMCI在自主平衡任务中表现出更高的CMI，但尚不清楚涉及不同认知领域的双重任务如何影响其反应性平衡控制。本研究发现双重任务可能损害CIOA和OAwMCI的反应性平衡反应，且OAwMCI在双重任务条件下的表现恶化更显著。此外，视觉运动任务引发的CMI高于执行功能/工作记忆任务，表明与反应性平衡控制存在更多资源共享。
图形摘要
结论：OAwMCI在双重任务反应性平衡控制中表现出比CIOA更高的认知-运动干扰，特别是对于视觉运动认知任务。
引言
轻度认知障碍是介于健康认知与痴呆之间的中间状态，影响约17%的老年人。OAwMCI的跌倒率是CIOA的两倍，可能导致严重伤害和独立性丧失。大多数跌倒发生在日常活动中执行同时性运动和认知任务（双重任务）时。理解双重任务下跌倒机制有助于开发预防策略。
许多研究表明OAwMCI在自主平衡控制中存在障碍，但老年人最常见的跌倒原因是不可预测的扰动（如滑倒）。当发生扰动时，反应性平衡控制系统通过脑干神经回路启动纠正性运动反应，后期反应阶段通过皮质调节。我们近期研究发现OAwMCI在支撑面扰动下的反应性平衡反应受损，但这些结果基于单任务条件，可能无法反映日常场景。
双重任务条件下OAwMCI的平衡控制更具挑战，可能破坏任务表现，这种效应称为认知-运动干扰（CMI），可能源于注意力资源有限。在自主平衡和步态任务中，OAwMCI常表现出比CIOA更高的CMI。年轻人和CIOA常采用"姿势优先"策略优先处理运动任务，而OAwMCI常表现出运动表现大幅恶化。这些更高的运动成本可能源于认知任务优先或注意力资源不足。
健康年轻人和老年人研究表明双重任务可能干扰外部扰动后的恢复能力。但OAwMCI的反应性平衡控制双重任务效应鲜有研究。我们的近期研究发现OAwMCI和CIOA在视觉运动双重任务下的运动表现未显著受损，但认知表现下降，且OAwMCI的认知恶化更明显。
还需考虑日常生活中不同认知任务领域（工作记忆、执行功能、处理速度）对OAwMCI反应性平衡控制的影响。执行功能任务在双重任务步态中比工作记忆和语言流畅任务更损害运动表现。更高认知负荷的双重任务（如倒数7）比倒数1更能区分OAwMCI与CIOA。执行功能任务对OAwMCI特别具有挑战性，因其存在记忆型和非记忆型亚型的认知域缺陷。OAwMCI可能在涉及视觉运动或视空间过程的任务中遇到更大困难，因其表现出受损的视觉运动处理/规划能力。
视觉运动处理可能参与反应性平衡控制，在年轻人研究中发现视觉运动任务比执行功能/工作记忆任务引发更高CMI。本研究探讨不同认知任务领域（视觉运动、执行功能、工作记忆）对OAwMCI与CIOA反应性平衡控制CMI的影响，比较单任务与双重任务下反应性平衡表现（跌倒率、反应性COM稳定性、起步时间）和认知表现的变化。
方法
参与者
纳入76名55-90岁老年人，分为OAwMCI（n=38）和CIOA（n=38）。排除标准包括神经系统疾病、重大手术史、住院史、痴呆药物使用、辅助设备行走障碍及骨质疏松（T评分<-2.0）。研究经IRB批准（2021-0478），参与者均签署知情同意。
组别分类基于蒙特利尔认知评估（MoCA）评分：18-25分为OAwMCI，≥26分为CIOA。通过Jak/Bondi标准进一步确认诊断。认知评估包括记忆域（韦氏记忆量表）、语言域（类别流畅性测试、波士顿命名测试）和处理速度/执行功能域（连线测试A/B）。OAwMCI需在至少一个域的两项测试中低于平均值1个标准差以上。
实验协议
反应性平衡评估：
使用ActiveStep跑步机诱发向前支撑面扰动。每次试验持续30秒，随机诱发两次扰动（位移33cm；速度0.86m/s；加速度21.75m/s²）。参与者佩戴全身安全带，完成单任务（无并发认知任务）和四重双重任务条件（目标追踪、轨迹跟踪、ACT、LNS）的评估。扰动试验前进行熟悉训练，各条件随机分配。
认知任务：
- 目标追踪：通过头部左右旋转控制屏幕底部挡板接住每2秒掉落的足球（忽略干扰球），认知表现量化为挡板与足球的平均距离。
- 轨迹跟踪：通过头部控制矩形重叠跟随水平正弦运动的球体（频率0.4Hz，振幅80%屏幕宽度），认知表现为总误差（重叠偏差）。
- 听觉时钟测试（ACT）：判断给定时间（如3:15）的钟表时针和分针是否处于同一半边，认知表现计算为正确率（8次提示）。
- 字母数字排序（LNS）：按顺序列举字母数字对（如B8→C9），认知表现计算为正确率加权和。
数据收集与分析
使用8相机运动捕捉系统（120Hz）记录26个反光标记。使用自定义MATLAB代码计算反应性平衡参数：
- 跌倒率：峰值负载细胞力超过30%体重定义为跌倒。
- 稳定性边界（MOS）：计算扰动后0.4秒的COM状态稳定性。
- 起步时间：扰动开始到恢复步足抬起的时间。
- 双重任务成本：[(单任务-双任务)/单任务*100]，计算认知和运动表现的成本。
统计分析
使用独立t检验比较人口统计学差异，卡方检验比较性别分布。采用广义估计方程（GEE）和混合模型ANOVA进行组间和任务间比较，显著主效应进行Bonferroni校正的事后检验。统计分析使用SPSS v.26，α=0.05。
结果
运动表现
组别（χ²=5.362, p=0.021）和任务（χ²=13.397, p=0.009）对跌倒结果有显著主效应，但无组别*任务交互效应（χ²=0.675, p=0.954）。在单任务和双重任务条件下，OAwMCI的跌倒率均高于CIOA（p<0.05）。两组在目标追踪和轨迹跟踪任务的跌倒率高于单任务、ACT和LNS（p<0.05）。
MOS存在组别（F=4.083, p=0.047）和任务（F=5.377, p<0.001）主效应，但无交互效应（F=0.866, p=0.485）。两组在目标追踪（p=0.031）和轨迹跟踪（p=0.005）任务的MOS均低于单任务，且轨迹跟踪任务的MOS低于LNS（p=0.022）。
起步时间存在组别（F=3.965, p=0.050）和组别*任务交互效应（F=2.705, p=0.031），但任务主效应不显著（F=0.296, p=0.880）。OAwMCI在单任务中的起步时间延迟（p<0.001），但双重任务条件下无组别差异（p>0.05）。
认知表现
在目标追踪（F=6.699, p=0.012）、ACT（F=26.609, p<0.001）和LNS（F=47.449, p<0.001）任务中，OAwMCI的认知表现显著低于CIOA。目标追踪（F=27.604, p<0.001）、轨迹跟踪（F=18.669, p<0.001）和LNS（F=13.109, p<0.001）任务的双重任务条件认知表现均下降，但ACT任务无显著差异。
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