摘要
目的：工作记忆是指对刺激信息进行暂时性存储和加工的能力，它是高级认知功能得以实现的基础，对于老年人顺利完成日常活动和保持生活独立性至关重要。研究表明，长期规律的体育运动能够有效延缓老年人工作记忆衰退，但其潜在的神经机制尚未得到清楚揭示。因此，本研究旨在探讨长期运动老年人的工作记忆特征及其与前额叶灰质体积、全脑沟深的关系，从脑灰质结构的角度为运动延缓老年人工作记忆衰退的神经机制研究提供更充足的证据。 方法：从上海市某社区招募并筛选62名60~75岁身体健康且认知功能正常者，根据体育活动等级量表（PARS-3）将过去一年规律运动且达到中等至大运动量的被试分为运动组，将无运动习惯的被试分为不运动组。使用GT3X+加速度计测量被试某一周的身体活动水平，以一周中高强度身体活动时间达到150分钟为标准检查分组的准确性。采用数字n-back任务（n=0，1，2）评估被试的工作记忆能力。结构磁共振成像数据分析采用基于感兴趣区的VBM方法和基于全脑的SBM方法，并提取组间差异显著的脑区灰质体积值和脑沟深度值分别与n-back任务成绩进行皮尔逊相关分析。相关性显著的脑结构指标作为中介变量，纳入中高强度身体活动（MVPA）影响老年人n-back任务成绩的中介效应检验。 结果：（1）在行为任务方面：运动组被试完成n-back任务的正确率（F(1,56)=10.93,p=0.002,ηp2=0.16）和辨别力（F(1,56)=9.15,p=0.004,ηp2=0.14）显著高于不运动组。n=0条件下两组被试的正确率组间差异不显著（p=0.66），n=1条件下（p=0.02）和n=2条件下（p=0.002）运动组的正确率均显著高于不运动组。两组被试在反应时方面的组间差异不显著（F(1,56)=1.93,p=0.17,ηp2=0.03）。 （2）在灰质体积方面：运动组被试左侧中央前回（PreCG,Precentralgyrus）、左侧辅助运动区（SMA,Supplementarymotorarea）、左侧额上回（SFG,Superiorfrontalgyrus,dorsolateral）、右侧额上回/额中回（SFG,Superiorfrontalgyrus,dorsolateral;MFG,Middlefrontalgyrus）、右侧额下回岛盖部（IFGoperc,Inferiorfrontalgyrus,opercularpart）、右侧直回（REC,Gyrusrectus）及右侧前/中部扣带回（ACC,Anteriorcingulateamp;paracingulategyri;MCC,Middlecingulateamp;paracingulategyri）的灰质体积显著大于不运动组（FWEcpslt;0.05），且以上脑区灰质体积均与2-back任务正确率呈显著正相关（r=0.26~0.48,pslt;0.05）。 （3）在脑沟深度方面：运动组被试左侧脑岛（INS,insula）、右侧距状旁回/楔前叶（PCAL,pericalcarinecortex;PCUN,precuneus）的脑沟深度显著大于不运动组（FWEppslt;0.05），并且右侧距状旁回/楔前叶的脑沟深度与2-back任务正确率显著正相关（r=0.36,p=0.005）。 （4）中介效应分析的结果显示：前/中部扣带回灰质体积在中高强度身体活动影响老年人工作记忆之间起部分中介作用（F(8,51)=3.55,plt;0.01），中介效应在总效应中的占比为60%。未发现其它脑结构特征在中高强度身体活动与工作记忆之间的中介作用。 结论：（1）长期运动老年人具有更好的工作记忆能力，尤其是在高记忆负荷的条件下；（2）长期运动老年人左侧中央前回、左侧辅助运动区、左侧额上回、右侧额上回/额中回、右侧额下回、右侧直回及右侧前/中部扣带回的灰质体积更大；（3）长期运动老年人左侧脑岛、右侧距状旁回/楔前叶的脑沟深度更深；（4）运动促进工作记忆的脑结构机制可能涉及运动对中央前回、辅助运动区、额上回/额中回、额下回、前/中部扣带回和直回灰质体积以及距状旁回/楔前叶脑沟深度的保护作用，尤其是右侧前/中部扣带回灰质体积可能是中高强度身体活动影响老年人工作记忆能力高低的关键脑区。
NETL