心理所研究揭示主觀認知下降老年人記憶提取客觀損傷的神經機制

老年認知障礙（如阿爾茨海默病等）給個人、家庭和社會帶來沉重負擔，需要全社會給予更多關注。主觀認知下降（Subjective Cognitive Decline, SCD）是自我報告的認知能力下降，但神經心理學測驗成績正常，常被認為是阿爾茨海默病臨床前期極早期階段。已有研究從分子影像、靜息態fMRI等角度發現，內側顳葉和控制網絡可能是SCD病理影響的重要腦區，但缺乏高敏感性的認知神經科學研究框架，無法明確這些腦區異常是否導致客觀認知受損，并且臨床分子影像和靜息態fMRI僅能描述損傷位置，無法解釋病理機制，可能遺漏其他受損腦區。

為深入揭示SCD對具體認知過程和腦功能所造成的影響，中國科學院心理研究所李娟研究組開展了一項研究，從社區招募了一批SCD老年人與認知正常老年人，考察SCD損傷記憶功能的腦機制。研究者結合認知神經框架，引入了記憶相似性范式(mnemonic similarity task, MST)。該范式要求被試對記憶的內容進行高保真的細顆粒度編碼與提取，該過程涉及包含海馬的內側顳葉以及包含前額葉與后頂葉的控制網絡，理論上可以有效地探測到SCD患者行為與腦功能的細微改變。

圖1. MST范式流程圖（改編自Bakker et al., 2008）

經過統計檢驗，兩組老年人在人口學變量、總體認知、各認知域的測量得分上均無顯著差異。隨后的行為結果分析顯示，兩組被試的簡單再認能力不存在顯著差異，但SCD老年人更傾向于將相似圖片識別為一模一樣的舊圖。同時，SCD老年人高保真記憶能力（LDI=[P(“判斷相似”|誘餌)-P(“判斷相似”|新圖)]）也顯著弱于認知正常老年人。行為結果提示：SCD老年人確實存在因過去檢測手段不敏感而被忽略的客觀提取功能損傷。

圖2. MST行為表現

比較SCD組和認知正常組在高保真提取過程中（對誘餌圖片做出“相似”判斷vs對誘餌圖片做出“目標”判斷）腦激活的差異，發現：SCD組老年人大腦左側的海馬區域在高保真提取過程中出現了失活，而控制網絡的前額葉多處區域則出現了顯著的過激活。海馬與前額葉的激活強度在控制協變量后與高保真記憶能力依然存在顯著的相關關系。

圖3. 內側顳葉與控制網絡腦激活強度與高保真記憶表現相關

隨后，研究深入探討了海馬與控制網絡的協作模式如何受SCD病理影響。功能連接分析顯示：SCD老年人左側海馬與內側前額葉、楔前葉與角回團塊的連接強度出現異常，在高保真提取時的功能連接均顯著弱于認知正常組，且控制協變量后功能連接強度與高保真記憶能力依然有顯著的正相關關系。此外，由于角回屬于整合腦區，向控制網絡及海馬均有密集投射和信息傳遞流通，SCD很可能不僅損傷了海馬-控制網絡的直接聯系，還可能阻礙信息整合、傳遞的中間節點，從而損傷記憶功能。研究通過進一步的中介分析證實了該猜想，首次證實了海馬-控制網絡的協同異常及角回整合區在信息傳遞、整合中的損傷共同導致了SCD老年人高保真記憶受損。

圖4. SCD老年人內側顳葉與控制網絡和整合區功能連接異常衰退

綜上，該研究通過對SCD老年人施加任務態fMRI掃描，揭示了SCD老年人潛在的客觀認知損傷，并深入挖掘出了導致客觀認知損傷的腦機制：海馬募集不足、控制網絡神經效率降低，以及提取過程海馬-整合區-控制網絡的協同受損。

這項研究為未來深入探究認知障礙的機制提供了一個重要方向：臨床醫學與認知神經科學的有機融合至關重要。當前，臨床報告中的病例生理機制和神經心理學發現的外在認知表現之間存在斷層，通過跨學科的融合，有望填補關鍵機制通路上的缺失環節，為后續研究和臨床實踐提供有價值的參考。

該研究獲得了國家重點研發計劃(2020YFC2003000, 2018YFC2000300, 2018YFC2001701）、國家自然科學基金（32271121, 32071079, 82020108013, 82327809）、腦重大專項(2022ZD0211800)、中德會議資助(M-0759)、深圳灣實驗室“同舟學者”及“天池英才”項目的支持。

研究成果已在線發表于Alzheimer’s & Dementia。心理所博士研究生唐為和碩士研究生曾慶賀（已畢業）為論文共同第一作者，心理所李娟研究員為通訊作者，心理所碩士研究生謝凱淇、助理研究員崔曉宇、助理研究員靳鑫虎及首都醫科大學宣武醫院韓瓔教授為共同作者。

論文信息：Tang, W., Zeng, Q., Xie, K., Cui, X., Jin, X., Han, Y., & Li, J. (2024). Disrupted Brain Networks Underlying High-Fidelity Memory Retrieval in Subjective Cognitive Decline: A Task-Based fMRI Study.?Alzheimer’s & Dementia. https://doi.org/10.1002/alz.14431