神经反馈训练对老年人认知功能效果的系统综述

蒋长好， 黄辰， 高晓妍， 戴元富， 赵国明

1.首都体育学院运动脑成像研究中心，北京市 100089；2.首都体育学院研究生部，北京市 100191；3.北京市体育科学研究所，北京市 100075

0 引言

随着全球人口老龄化趋势不断加剧，如何实现老年人认知功能改善已成为社会关注的焦点问题。老年人群面临工作记忆力衰退、注意力下降等认知老化问题[1]，不仅影响个人的生活质量，同时也对家庭和社会产生影响。

神经反馈技术是一种无创性的神经调控技术，它通过脑机交互的方式实时将大脑活动信号转换为视觉、听觉等量化指标反馈给个体，个体通过习得自我调控来调节大脑活动，增强大脑功能和行为表现[2]。神经反馈对老年人认知功能的改善也具有巨大潜力[3]。

本文综述神经反馈技术在改善老年人认知功能方面的最新研究进展，并探讨其应用于临床的可行性和局限性。

1 资料与方法

1.1 研究架构

采用《国际疾病分类第十一次修订本》[4](International Classification of Diseases, the 11th Revision, ICD-11)和《国际功能、残疾和健康分类》[5](International Classification of Functiong, Disability and Health, ICF)，对老年人健康状况、神经反馈训练方案、健康结局进行分析和编码，从注意功能、记忆功能、执行功能的变化分析神经反馈训练对老年人大脑认知功能的改善作用以及其他健康效益，为神经反馈训练在老年群体中的有效性提供证据支持，也为神经反馈训练规范化提供科学参考。本研究的PICO架构见表1。

表1 老年人神经反馈训练健康效益的PICO架构

1.2 文献检索策略

检索PubMed、Web of Science、ProQuest、中国知网，检索时限为建库至2023年7月。

英文检索式：(neurofeedback OR brainwave biofeedback OR EEG biofeedback OR neurotherapy OR neurofeedback training OR neurofeedback therapy OR neurofeedback intervention OR neurofeedback treatment OR neurofeedback program) AND (elderly OR olderadults OR aging population OR geriatric OR aged OR seniors) AND (cognition OR attention OR memory OR executive function OR working memory OR inhibitory control OR cognitive flexibility OR updating OR planning)

中文检索式：(神经反馈训练 OR 脑电波生物反馈) AND 老年人 AND (认知功能 OR 注意 OR 记忆OR 执行功能 OR 工作记忆 OR 抑制控制 OR 认知灵活性 OR 刷新 OR 计划)

纳入标准：①基于脑电神经反馈干预的随机对照试验、临床对照试验；②被试年龄≥ 60 岁；③结局指标为认知功能；④被试不少于10例；⑤语言为中文或英文；⑥少于50%的参与者在前测与后测之间开始或停止使用药物；⑦经同行评议的学术论文。

1.3 文献筛选与数据提取

文献检索完成后，由两名研究人员按照纳入标准独立筛选文献。通过Endnote X9 软件去重，阅读标题和摘要进行初筛，排除与研究主题不符的文章，再进行全文阅读，如有疑问，与第3名研究人员讨论决定。筛选结束后，两名研究人员将提取的文献进行比对，提取数据一致性较高。纳入文献流程图见图1。

图1 文献筛选流程图

依次对文章标题、摘要、全文进行数据提取，文献提取和编码内容主要包括以下方面。①文献的基本信息：作者、年份、国籍。②受试者信息：健康状况、年龄、样本大小。③研究设计：包括实验组和对照组的设定，神经反馈训练单次持续时间、训练频率等。④测试任务。⑤结局指标。

1.4 方法学质量评价

基于物理治疗证据数据库(Physiotherapy Evidence Database, PEDro)量表[6]对纳入文献[7-21]进行方法学质量评价，由两名研究人员独立进行，若有分歧，与第3名研究人员共同讨论确定。

2 结果

2.1 纳入文献基本特征

最终纳入文献15 篇[7-21]，均为随机对照试验，包含520 例被试，来自墨西哥、波兰、巴西、西班牙、泰国、以色列、美国、荷兰、新加坡、中国共10个国家。见表2。

表2 纳入文献基本特征

2.2 被试健康状况

被试的健康状况主要分为两类，分别是健康老年人[9-11,14,16-21]和MCI 老年人[7-8,12-13,15]。其中，MCI 老年人在ICD-11 中的编码为6E0Z。相关功能障碍在ICF 编码中主要涉及b1 精神功能、b117 智力功能、b140 注意力功能、b144 记忆功能、b152 情感功能、b160 思维功能、b164 高水平认知功能、b172 计算功能。见表1。

2.3 纳入文献干预特征

纳入文献所涉及的神经反馈波形有所不同，包括θ 波、β 波、α 波、感觉运动节律(sensorimotor rhythm,SMR)波、β/α 波等，以控制θ 波和α 波为主要干预方式。干预持续时间20～90 min，考虑到老年被试群体的特殊性，最常用的干预时间为30 min。干预频率有长达12 周、共计30 次的长期干预，也有1 周8 次的短期高频干预。见表2。

2.4 纳入文献质量评估

纳入文献的PEDro量表评分为6～10分，平均7.27分，总体质量较好。纳入的15篇研究均对被试进行随机分配与施盲，其中4 项研究[11,17-19]进行分配隐藏。所有研究被试退出率均≤ 15%，并都报告了资格标准、组间进行统计分析、意向性分析以及点估计和变异性测量。见表3。

表3 纳入文献质量评估表

3 讨论

3.1 神经反馈训练的认知促进效应

神经反馈训练有助于改善认知功能。一项研究发现，与安慰剂组比较，真实神经反馈组的工作记忆成绩显著改善[10]。另一项研究发现，神经反馈训练可以改善MCI老年人记忆功能[13]。对于老年人而言，记忆衰退是认知老化的核心指标之一。目前已有研究大都以记忆作为神经反馈干预的结局指标，也有一些研究涉及执行功能、注意、语言能力及智力等指标，研究大都发现神经反馈干预对上述认知指标具有积极影响。

还有研究发现，较之于普通的运动干预，神经反馈干预对认知表现具有更好的促进效果。一项研究以65 例遗忘型MCI 妇女和54 例健康妇女为被试，分别接受运动游戏训练、健康护理和脑电神经反馈训练，每次30 min、每周2～3 次、共3 个月20 次；与运动游戏训练和健康护理相比，神经反馈训练能够显著改善被试注意力、空间工作记忆、快速视觉加工等认知领域[12]。

3.2 神经反馈训练改善认知功能的量效关系

神经反馈训练对老年人大脑认知功能的作用受到干预周期的影响。一项研究通过为期8 周、共20 次的神经反馈训练，使实验组被试的认知功能得到显著改善[12]。另一项让被试接受连续7 d，共计8 次神经反馈干预的研究，也发现干预能有效提高被试的大脑认知功能[16]。另有研究发现，特定脑波频率随着干预次数的增加而升高，表现出剂量依赖性[22]。

此外，还有研究发现神经反馈干预效果的延续效应。一项研究对MCI老年人进行连续10周、每周2次的干预，发现受试者的认知改善效益在干预结束1 个月后依然存在[23]。

3.3 神经反馈训练改善认知功能的神经机制

神经反馈训练能够改变大脑激活。神经反馈训练的认知增强效益通常伴随着老年人的大脑功能改善，而在脑电反馈训练中，大脑功能改善与特定脑区的脑电波改变相关联。一项研究针对中央中线Cz 位置SMR/θ波进行反馈干预，发现干预后θ波和SMR 波的频率显著提高[23]。

还有研究者从大脑功能连接的角度，探究神经反馈训练对MCI老年人大脑认知功能的影响。连续10 d的神经反馈训练后，MCI 老年人的全脑功能连接增强[24]。此外，也有研究发现，神经反馈训练可以增加MCI老年人海马体积[25]。

4 结论

神经反馈训练有助于改善老年人认知功能，缓解认知老化。但已有研究存在样本量小、缺少神经反馈训练对老年人认知功能锻炼效益的系统分析、量效关系不明确和神经机制尚未厘清等问题。进一步的研究应扩大样本量并分离认知功能的主要成分，深入探讨身心锻炼对老年人认知功能不同子成分的影响。结合问卷调查、行为实验和脑影像技术，进一步探讨神经反馈干预影响MCI老年人认知功能的剂量效应关系和神经机制。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。