文摘

尽管gait-related一心二用地干涉老化已是不争,步态的影响和认知任务困难一心二用地干涉了解甚少。本研究的目的是检查步态的影响和认知任务困难cognitive-motor干涉老化。15老年人(5.2 72.1年,SD)和20个年轻人(1.6 21.7年,SD)执行三个不同难度的任务走(自我选择的速度,速度快,速度快和障碍跨越)在单和双重任务条件。认知任务是听觉斯特鲁普任务和时钟。有一个重要的群体步态的任务认知任务交互一心二用地影响步态速度。调整后的教育,没有明显的影响步态或认知任务困难一心二用地对认知任务绩效的影响。这项研究的结果提供的证据表明,步态任务难度影响一心二用地影响步态速度,尤其是老年人。此外,步态的影响任务难度一心二用地干扰似乎受到认知任务的难度。教育是一个重要因素影响cognitive-motor干扰对认知的影响,但不是步态。

1。介绍

功能社区步行需要执行认知任务时的能力和适应外在环境因素的能力,增加流动的复杂性,如避障(例如,限制)和实时任务(例如,过马路的时间内限制交通信号)(1]。减少双重任务的能力走可能会限制社区流动。研究显示,健康的老年人的经验显著衰减步态行走时执行认知任务速度(2),这种现象称为一心二用地干扰或cognitive-motor干扰。

现有研究的局限性一心二用地干涉老化是它主要集中在双重任务的性能在通畅首选步态速度行走。因此,一心二用地干扰的影响在步态和认知能力上更要求很苛刻的步态的任务在很大程度上仍是个未知数。此外,由于减速期间畅通无阻的走在步态实验室是无关紧要的成功完成电机的任务,个人可能更重视执行认知任务(3]。实际上,健康的年轻和老年人似乎更大的优先级在二级(nongait)任务在许多双重任务的情况下4,5]。似乎合理的假设步态任务复杂性增加时,有一个更大的潜在威胁稳定,个体将更重视安全完成步态的任务。目前的研究探讨了步态的任务难度如何影响cognitive-motor干扰。

一杯啤酒等。4]研究了双重任务的成本执行认知和步态任务不同难度的年轻和老年人。作者得出结论,在双重任务的情况下,老年人比年轻人摔倒的风险更大。然而,对双重任务干扰任务难度的影响并不明确分析尚不清楚。大量研究了双重任务影响步态避障中老年人(6- - - - - -15相比),但没有直接一心二用地影响在谈判障碍在行走通畅。凯利et al。16)最近检查行走任务难度的影响(通常步行和小范围的步行)在年轻的成年人双重任务的性能。他们发现,任务难度影响性能,但走不走的认知能力。因为这项研究只包括双重任务条件与特定指令主要侧重于认知任务或步态的任务,现在还不知道有什么影响任务难度对一个人的默认优先级;的方式,个人选择分配他的注意力在缺乏明确的指令。此外,这项研究只包括年轻人,所以年龄差异在一心二用地干扰任务难度的影响目前不知道。

本研究的目的是确定步态的影响和认知任务困难一心二用地干涉健康的年轻成年人和老年人。我们专门比较阻塞和畅通无阻的社区步行步态的相关性。我们假设随着步态任务的难度增加,步态将增加,从而减少双重任务的影响相对于简单的步行(通畅自我选择的速度)。我们专注于步态速度的测量步态表现在双重任务的情况下,从荟萃分析结果表明,cognitive-motor干扰影响一系列认知任务是突出在步态速度(2]。此外,因为研究表明,一心二用地对步态的影响根据不同类型的认知任务(17),我们探索我们的假设在两个不同的cognitive-motor双重任务的组合。

2。方法

2.1。参与者

20个年轻人(平均年龄21.7岁,范围20-27)和15个老年人(平均年龄72.1岁,范围66 - 84)是通过在东北大学和地方广告招募高级中心。要包括,参与者必须是18 - 30岁或65岁以上的年,能够独立行走在社区至少50米,有完整的认知根据细微精神状态检查(),有正常或corrected-to-normal听力和视力。参与者排除如果他们有神经系统疾病史,任何骨科条件影响步态,报道超过2下降在过去的一年中,有急性住院在过去3个月,或下肢截肢。参与者满足选择条件签署知情同意的形式。这项研究是由东北大学制度审查委员会批准。

每个参与者的人口统计信息收集,包括年龄、性别、和教育。认知能力的参与者使用细微精神状态检查[特征18),数字替换测试(19),特鲁颜色词干扰测试(20.),全面跟踪测试(21),和Activities-specific平衡信心(ABC)规模22]。使用定时功能迁移评估,测试(拉)23]。

2.2。程序

每个参与者三个步态任务和两种不同的认知任务执行隔离(单任务操作条件)和每个步态任务结合每个认知任务(双重任务条件)。认知任务是听觉特鲁(24)和“时钟任务”(25]。在听觉特鲁任务中,参与者听到这个词“高”和“低”在一个高音调(360赫兹)或低倾(180赫兹)。参与者被要求表明他们听到这个词的音调(忽略实际的词了)通过口头回应“高”或“低”尽可能准确、迅速。在时钟任务中,参与者听到一段时间(例如,一百二十五)和被要求确定在给定的时间钟的两只手都在相同的一半(左/右)或相反的部分。如果手相同的一半,参与者被要求回答“是的,”如果手相反半,参与者被要求“不回应。“没有clock-task刺激手之一正是十二个或六(例如,一百三十)。对于每个任务,参与者完成了至少两个坐在练习30块试验。单一任务的性能在每个认知任务是记录在前坐着总是立即执行双重任务的条件。Stroop和时钟任务是利用DirectRT (Empirisoft,纽约,纽约,美国)。刺激是通过无线耳机和参与者反应记录通过无线麦克风(罗技,纽瓦克,CA)。对于认知任务,我们测量反应时间(以毫秒为单位)和准确性(正确的反应百分比)。 Our assumption was that the clock task was more difficult because it required greater cognitive processing.

三个步态任务走在自我选择的速度(SS),步行速度最快的舒适(FC),步行速度最快的舒适而跨过障碍(OB)。被选出的三个步态任务提供了不同级别的任务困难。一个重要假设是,走路速度最快的舒适要求很苛刻的比步行更喜欢(自我选择的)速度,走得很快,跨过一个障碍进一步增加了任务的要求。所有步态任务涉及参与者穿过6.1米铂GAITRite人行道,它包含压力激活传感器。相关的软件计算时空参数的步态。参与者开始和完成每一次2米以外的走道的尽头,因此只有稳态步态数据被抓获。参与者完成了6通过走道的每个条件的平均6通过用于分析。OB条件,一个15厘米高的障碍是放在GAITRite 4.5马克的走道。三个步态任务的顺序是随机的,但在相同的顺序进行单任务操作和两个双重任务(斯特鲁,时钟)。块订单(单身,特鲁,时钟)也在参与者随机。

2.3。一心二用地干扰的措施

分析任务难度的影响一心二用地干扰,我们计算双重任务的效果(DTE)两步速和认知任务绩效(反应时间和准确性)。一心二用地影响步态速度(DTEg)和时钟和Stroop-task精度(DTEacc)计算如下16]:

而减少步态速度和准确度代表性能衰减,增加反应时间(即。,slower response) represents performance decline, therefore DTE on reaction time (DTErt) was calculated as follows [16]:

因此,对于每个变量,负值为终端设备表明双重任务条件下(即性能恶化。,dual-task cost), and positive values represent an improvement in the dual-task condition relative to single-task performance (i.e., dual-task benefit).

2.4。统计分析

年轻人和老年人相比在概要文件使用独立的措施测试。来验证是否时钟任务所需的认知处理大于Stroop任务,我们进行了配对测试的平均反应时间两个任务的单一任务每组(坐)条件。确定参与者增加了党卫军步态速度指示FC和OB条件,我们分析了步态的变化速度在条件3步态任务(SS、FC OB)3认知任务(单身,特鲁,时钟)每组的方差分析。图基的事后测试使用。

分析步态的影响和认知任务困难一心二用地干扰,我们应用一个3步态任务(SS、FC OB)2认知任务(斯特鲁,时钟)2组(年轻,老的)重复措施ANCOVA教育对每个因变量(年)作为协变量(DTEg, DTErt DTEacc)。重要的三方互动与双向分析和随访事后测试。部分埃塔的平方()提出了衡量每个ANCOVA重复措施的效果。按照惯例,0.01表示小尺寸效应,0.14 0.06适中,代表着一个庞大的效应(26]。由于技术问题三个老人和一个年轻人失踪步态的步态数据从一个或多个任务。Listwise删除意味着这些受试者排除在步态的分析变量,导致小自由度的变化。所有使用SPSS 18.0分析(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)。

3所示。结果

年轻人和老年人没有差别在全球认知评估使用的患者,但在特定的认知领域有显著差异,包括执行功能,抑制习惯性的反应,和速度的处理(表1)。老年人也有显著降低,平衡自我效能和花了更长的时间完成拖轮。然而,群体之间的差异在认知和流动性措施没有考虑临床有意义的,因为年龄的老年人表现在正常范围内(21,27,28]。平均而言,年轻人比老年人的受教育年限(表1)。

平均反应时间坐在(单任务操作)时钟任务(年轻人女士,;老年人女士,)显著长于Stroop任务(年轻的成年人女士,;老年人女士,),这两个年轻人,,,老年人,,,。因此,与我们的假设一致,所需的时钟任务比Stroop任务更大的认知过程。在这两个任务,平均反应时间的老年人比年轻人慢。

3.1。任务难度和双重任务干扰步态速度

均值为年轻人和老年人步态速度在每个条件和每个步态任务如表所示2。参与者时显著增加步行速度指示行走速度最快的舒适。在年轻的成年人中,没有明显的差异之间的平均步速FC和OB单一任务或双重任务(表走2)。然而,对于老年人来说,平均OB步态速度明显慢于FC(表2)。表2也说明有显著下降,步态速度在Stroop和时钟任务相对于单一任务走在两组在障碍状态。两组也显著减少FC步行速度的时钟任务但不是Stroop任务。党卫军条件,减少了老年人步态速度在特鲁但不是时钟任务。年轻人没有显著改变步态速度在党卫军的双重任务。

这些发现证实了重要的步态的任务认知任务集团对DTEg交互影响,,,。虽然统计学意义是边际,规模也很庞大。跟进双向ANCOVAs透露,三方互动发生,因为认知任务小组互动是FC步态重大任务(;),但是不是党卫军(;)或OB (;)(图1)。具体来说,在FC,一心二用地成本(负面终端设备)为老年人步态速度在时钟任务明显比年轻的成年人,也大于DTEg Stroop任务期间两组(图1)。在SS和OB,没有认知任务对DTEg两组,尽管图1显示了一个更大的趋势双重任务成本时钟任务OB在老年人中。

3.2。在认知任务难度和双重任务干扰

年轻的成年人平均精度99%(标准差0.01)在Stroop任务和97.2%(标准差0.1)的时钟任务。平均老年人比年轻人更准确(),指时钟精度较低的任务(%,比斯特鲁任务()%,)()。DTErt意味着值,并为每个步态DTEacc任务和认知任务表3。调整后的教育,没有显著的主效应和交互效应在步态的任务认知任务集团ANCOVA DTErt或DTEacc。表说明了宽置信区间3,有大变化一心二用地影响反应时间和准确性Stroop和时钟任务。

教育明显与DTEacc OB条件(,);是弱相关较大的双重任务,教育水平较低成本的准确性在时钟任务跨越障碍。调整教育之前,三方互动DTEacc是重要的由于步态的任务认知任务交互为老年人而不是年轻人:双重任务成本准确性也显著大于在时钟任务OB比任何其他任务中老年人;调整教育后的效果不显著。

4所示。讨论

本研究的目的是确定步态的影响和认知任务困难一心二用地干涉老化。一个重要的发现是,年轻人能够保持行走速度快的有或没有同时认知任务阻塞条件,而老年人不能保持行走速度快在阻塞条件,即使在没有额外的认知任务是必需的。然而,老年人仍fast-obstacle行走速度明显快于自我选择的步速在单任务操作和特鲁的任务,但不是在时钟的任务。换句话说,虽然减少了老年人步态速度fast-obstructed条件相对于fast-unobstructed走路,他们仍然能够走路的速度比他们喜欢速度,除非他们不得不执行时钟任务同时跨过障碍。这表明,中老年人的注意力要求执行困难的认知任务干扰的注意加工要求谈判的障碍。实际上,阻碍谈判需要注意的空间特征步态为了调整步伐,避免障碍。老年人很可能放缓作为自适应安全策略来避免电动机错误跨过障碍时,这种效应是夸大了添加认知任务时要求更大的注意力资源。

与先前的研究一致(17),老年人步态表现出显著的双重任务下降速度在Stroop任务而年轻人却没有。年轻人,然而,经历了一个显著的双重任务步态速度下降在Stroop任务fast-obstacle条件。这一发现表明,在避障等更要求很苛刻的步态的任务,一个相对简单的认知任务可以影响步态速度,即使在健康的年轻人。而Stroop任务影响步行速度fast-obstructed条件而不是fast-unobstructed条件,时钟任务显著降低步态速度fast-obstructed和fast-unobstructed行走条件。因此,更困难的认知任务可能放大一心二用地干涉步态速度容易步态的任务。DTEg证实了研究结果的三方互动步态速度和提供的证据微分步态的影响和认知任务困难cognitive-motor干扰在年轻人和老年人之间行走。

我们假设增加步态的注意力要求对步态速度会减少双重任务成本增加注意力资源配置所需的步态的任务。与我们的假设,有一个倾向于双重任务影响步态速度增加而增加步态任务困难,尽管这只是重要的老年人在时钟任务FC条件(见图1)。可能因为我们没有指导参与者在一心二用地条件优先考虑他们的注意力,他们选择放慢速度优化安全性和/或维持认知任务的性能。然而双重任务的大变化的影响,尤其是对认知任务的性能,意味着参与者使用一系列战略执行双重任务。未来的研究应该把精力集中在识别个人特征是否影响个人自发地分配他们的注意力在gait-related双重任务的情况下和特定子组的老年人是否容易任务难度的影响。

从这个研究是一个重要的发现的影响控制教育的双重任务干扰对认知的影响。未经调整的手段的分析表明,一心二用地成本精度在时钟任务也显著大于避障比任何其他的步态条件,但只有老年人。然而,在控制了差异在教育、老年人的认知任务通过步态任务交互已不再重要。缺乏认知变量在控制了显著的交互效应表明,教育可能发挥重要作用抵消双重任务成本认知任务的性能,尤其是精度。也许更多的教育导致更少的错误认知过程在一心二用地走路,无论步态或认知任务的难度。,更大的教育可能会增加认知储备,从而减少双重任务干扰敏感性。认为教育有助于认知储备,增加认知储备可以限制临床表现的认知变化由强有力的证据支持痴呆研究领域(29日,30.]。

虽然我们试图模拟真实世界的挑战行走要求添加元素的速度和我们步态障碍谈判任务,本研究的一个限制是,这项研究仍在一个安静的研究实验室进行。因此,它是未知的真实世界的环境因素(如噪声、干扰)影响一心二用地干扰。此外,我们认为增加层次步态任务难度之间的自我选择的速度行走,行走速度最快的舒适,走路快而跨过一个障碍。然而,我们没有问的认知任务的参与者。最后,本研究的结果可能会被限制在他们的普遍性由于小样本大小和样本中女性的优势。因此,研究结果应被视为初步;调查涉及更大,需要更多的代表性样本检查年龄组之间的交互,步态任务难度和认知任务困难cognitive-motor干扰。在未来,操纵的时机出现障碍谈判路径的刺激可能提供更多的洞察注意力处理过程之间的交互与避障和额外的注意力处理认知任务。

5。结论

总之,这项研究的结果表明,阻碍谈判速度快走,如加强控制,以避免交通时,强烈要求很苛刻的老年人和明显的妥协的能力保持步行速度。本研究提供的证据表明,步态任务难度影响一心二用地影响步态速度,尤其是老年人。此外,步态的影响任务难度一心二用地干扰似乎受到认知任务的难度。教育和/或认知储备可能是一个重要的因素影响cognitive-motor干扰,尤其是在认知任务的性能。

确认

作者承认科琳多德的援助,凯文Kinnard,卡罗尔·沙利文。研究资金是由本科生提供研究经费(Birken Bonke,弗瑞)东北大学。