并发认知任务不扰乱安静的站在纤维肌痛和慢性疲劳综合症

文摘

背景和目标。认知在纤维肌痛是常见的投诉(FM)和慢性疲劳综合症(CFS)。疲劳和疼痛可能需要更大的努力执行认知任务,从而增加的负载处理在中枢神经系统,干扰运动控制。方法。并发算术认知任务姿势的影响控制在安静的站在了75名妇女(19-49岁)和调频之间相比,CFS和匹配控制(/组)。安静的站在60年代/执行力板条件,有或没有一个并发认知任务。压力数据分解成一个缓慢的中心组件和一个快速组件代表姿势影响和调整脚踝扭矩。结果。控制相比,CFS和调频显示低频率缓慢组件(慢性疲劳综合症),显示更大的振幅慢(和)、快()组件。没有交互显示不同的反应之间的认知任务的三组。结论。患者显示不足姿势控制在两种情况下,而并发认知任务没有扰乱安静的站着。疲劳但不是疼痛与体位相关控制变量。

1。介绍

执行功能通常要求协调一致的认知和运动能力。患者疼痛和疲劳,有证据表明认知困难以及电机控制赤字(1,2),和病人经常抱怨增加执行认知任务的努力和困难(3,4]。认知障碍,包括工作记忆障碍,注意力不集中,和低效率的信息处理能力,是核心症状报告疼痛和疲劳条件下,特别是在慢性疲劳综合症(CFS)和纤维肌痛(FM)。这些患者常常受到认知困难比其他症状(5]。神经影像展示了功能和结构改变中枢神经系统(CNS)和增加神经认知任务期间招聘的模式在慢性疲劳综合症(6)和调频(7]。努力增加在这些患者进行报道后物理以及精神上的努力,和被视为挥之不去的postexertional疲劳8,9]。是否增加更大的脑力劳动和神经认知任务期间招聘可能会干扰运动控制还有待证明。

可能的后果的痛苦和疲劳运动机能往往被遗忘但需要被认可。认知神经科学表明,疼痛和疲劳是重叠症状在不同条件和诊断和可能影响chronification与类似的监管机制的变化在中枢神经系统(CNS),特别是在域不是自愿控制10]。这可能会影响电机性能的某些方面,因为感觉运动学习需要维护和更新内部模型的能力。这是一个预测的行动的先决条件,必须允许包含一系列事件不需要自愿控制(11]。感知疼痛和疲劳可能会干扰这个过程,证实了赤字的平衡和姿势稳定调频以及慢性疲劳综合症患者(12,13)具有类似赤字发现在动态姿势控制步态启动(14]。

值得注意的是,brain-body-environment互动和共同基础perception-action链接行为没有表征分离域(15]。赤字在域可能因此影响性能并发执行时由于皮质之间共享的神经网络(16]。注意力和感官集成是必不可少的平衡控制等产生合适的电动机输出(17]。在某些人群,特别是脆弱的老年人,下跌的风险增加的并发任务,如说话一边(18),和执行多个任务的是一个主要的危险因素下降(19]。值得注意的是,有一些证据表明过早老化的大脑区域调频和慢性疲劳综合症(20.,21),可能会影响多个任务的执行与这些人的诊断。

的认知任务,同时保持姿势控制在安静的站因此预计增加的负载中央处理,因此影响维持姿势平衡的能力。在健康的人,控制策略似乎收紧以保持姿势平衡当认知成分补充道。作为一个影响,状态可能会降低(22]。相比之下,老年人与显示下降的风险增加,而不是减少体位影响(23]。

双任务范式通常被用来研究姿势之间的干扰控制和认知负荷(17),并因此被认为是适当的调查在安静的站在FM和CFS电动机响应。找到调频和CFS患者是否会回应或者类似于健康的年轻患者减少体位影响(24与增加体位影响[]或类似于老年23和更大的监管力25),控制和控制参数需要评估(26]。,性能水平和控制水平的姿势。驴这个手段是通过结构分析的数据分解的地面反作用力注册平台的力量。除了措施在时域描述这些组件的大小,还需要附加的测量在频域中定义的控制策略27,28]。受损的姿势控制和增加并发任务的成本的影响可以表示为偏差在组件在时间和频率域。

鉴于证据表明疼痛以及疲劳影响运动和认知能力和发现的姿势稳定性降低,认知抱怨,感觉集成问题,患者和过早老化的迹象调频和CFS患者,这是假设一个认知任务会导致负载增加中央处理患者团体。这将导致减少驱动维持满意的姿势控制。因此,姿势影响预计将增加,类似于在老年25]。

2。方法

横断面设计病例对照研究探讨影响并发认知任务的姿势控制参数在安静的站着。七十五女性,19-49岁参加了这项研究(表1)。参与者人数的估计是基于以前的研究中,使用一个类似的协议,在精神分裂症患者30参与者分成两组29日]。在目前的研究中三组和不太严重的情况下,参与者的数量增加到25每组中。入选标准是年轻的中年女性,慢性疲劳综合症的诊断和调频是占主导地位的女性在这个年龄跨度。病人诊断为调频和CFS被排除在外。八十七名患者被发现参与资格,这些兴趣被称为他们的主治医生,包括连续20个月的时期。32下降和数据从四个被排除在外是因为不满意的质量。一个患者由于疼痛调频没有完成测试。数据被用来从25例诊断为慢性疲劳综合症根据疾病控制和预防中心标准(30.)和25例确诊为FM根据美国风湿病学院(ACR) 1990标准31日]。诊断确定风湿病学家之间合作,国家竞争力中心的精神病学家和神经学家复杂疾病症状。病情严重程度是由纤维肌痛影响问卷(FIQ)和舵枢轴疲劳量表。25健康控制(HC)、招募人员的医院和大学的学生和员工构成了一个时代——准确性对照组没有历史的慢性疼痛和疲劳。排除标准为所有被诊断为精神疾病,临床抑郁症,神经疾病、肌肉骨骼障碍,前庭赤字,或未修正的可能减少视觉干扰姿势控制。口头和书面信息,并从每个参与者得到书面知情同意。这项研究是在临床试验注册(NCT01686074)和批准的区域医疗卫生研究伦理道德委员会(2012/679 /用midt),根据《赫尔辛基宣言》。

2.1。数据采集

参与者表现两种不同试验的公司表面上安静的站着,睁开眼睛:一个基线条件没有并发认知任务和实验条件与并发认知任务。并发任务由数从150向后大声在步骤7中,为了确保认知任务的实际执行,减少冗长,防止有节奏的计数和呼吸,可能影响安静站性能(32]。三维(3 d)地面反应部队力量被登记在100 Hz基斯特勒公司板(9260 aa6;Kistler仪器AG)、瑞士)。

每个测试被执行一次,60秒(33),没有鞋子,双脚平行,双臂交叉于胸前。脚宽度是单独标准化之间的距离等于一半的肩宽肩峰的流程和标记在这个平台上,以确保相同的脚位置为条件。所有参与者与基线条件开始,确保平等的潜在的学习和/或疲劳的效果。指令一步到平台,无需移动磁头的停滞不前和放松或四肢,除了阐明数字或交谈。红十字会(21×21厘米),4 m在齐眼的高度,作为视觉参考点位置的控制。建立一个稳定、安静的姿态,参与者被告知测试开始10年代在录音开始之前,完成数据收集完成后3 s。一分钟坐在休息间提供了条件。

2.2。数据分析

58秒的数据被用来从每个试验,排除一秒开始和结束的记录,以避免潜在的电子噪声的启动和停止键。数据分析了MATLAB (R2014a;MathWorks公司,纳蒂克,MA)。压力(CoP)信号的预处理中心(8赫兹,二阶巴特沃斯低通,零延迟)被分解成一个缓慢的组件和一个快速组件根据即时平衡力量的概念(26]。瞬间平衡点的信号,当总水平力等于零,被发现,警察在这些瞬间决定,由三次样条插值函数的轨迹估计缓慢的组件。缓慢的组件是归因于质心的运动(CoM)的身体,姿势摇摆。近似轨迹的偏差的警察的缓慢组件被确定为一个估计的轨迹快速组件。快速组件可以归因于踝关节的运动产生的转矩控制状态(26]。

振幅和频率参数的慢速和快速计算组件。振幅的计算是通过计算95%置信椭圆区域(毫米²),前两个主成分的定义每一个慢速和快速组件(34]。两个半径椭圆的定义的中间外侧的(毫升)和前后的(美联社)方向。慢速和快速的频率内容组件毫升和美联社方向估计的傅里叶分析的特点使用韦尔奇功率谱密度的周期图方法(34]。

2.3。统计分析

统计数据进行使用SPSS统计软件(版本22;美国IBM公司)。正态分布验证了p p图,直方图是控制偏度和峰度检验。一个混合设计方差分析(方差分析)是用于分析组织的影响,状态,和交互(集团×条件),集团( ;HC、CFS和FM)作为主题之间的因素和条件( ;基线和实验)作为受试的因素。球形决心根据Mauchly的测试。威尔的λ是用于多变量的统计数据主题之间的影响。两两比较Bonferroni调整进行条件之间的识别组织和之间的显著差异。皮尔逊相关性被用来研究疼痛的影响,疲劳,和教育姿势控制变量在病人组。年龄、体重、BMI三组(表之间没有差别1),没有这些变量和结果变量之间的相关性。因此,他们不是作为协变量。部分eta-squared ()是用于效应大小。被设定为α水平 。

3所示。结果

总的来说,CFS和调频之间没有统计学差异,两组通常显示类似的和更大的振幅和较低的频率缓慢的组件以及快速组件与HC相比,在两种情况下(数字1和2;表2)。姿势控制策略上的差异的影响增加了并发认知任务不能推断出从单一变量组之间没有明显的交互和条件变量。表2显示了主要影响和事后的结果比较。在病人组,有一些分散的疲劳与姿势控制变量之间的相关性,但没有相关性疼痛变量。

3.1。缓慢的组件

分析表明,振幅(美联社和毫升)组织之间的不同:(图1)。重要的主要影响振幅被发现的美联社()和毫升()方向。事后分析对CFS相比表现出了更高的振幅在美联社HC ()和毫升()方向,但没有发现差异调频和HC(图之间的关系1;表2)。

分析表明,频率组织之间的不同:(图1)。重要的集团被发现的主要影响频率在两个AP ()和毫升()方向。事后比较显示出类似的和较低的频率FM和CFS相比HC美联社和ML的方向()(图1;表2)。

作为条件的影响,美联社方向的振幅下降()与实验任务,而频率增加AP ()和毫升()方向。

3.2。快速组件

分析表明,振幅(美联社和毫升)组织之间的不同:(图2)。有显著主效应的振幅的美联社()和毫升()方向。事后分析显示更大的振幅只有毫升的方向,只有对慢性疲劳综合症(比HC(图)2;表2)。美联社和ML方向的多变量分析表明,频率组:没有差异 。

作为一个条件的影响,振幅增加只有在美联社方向()作为响应实验任务,而频率(图没有明显变化2;表2)。

3.3。相关性

在病人组,美联社的频率方向缓慢增加疲劳之前测试的组件在两种情况下(基线 ;实验)。在实验条件下,美联社方向的频率也在缓慢的组件增加疲劳测试(后)和舵枢轴的疲劳评分()。在实验条件下,舵枢轴的疲劳得分也将积极与频率在ML方向缓慢组件()。在基线,振幅在美联社方向快速组件与疲劳在测试前(基线)。痛苦的变量,包括FIQ和教育没有与姿态控制。

4所示。讨论

本研究,据我们所知,第一个集体评估姿势控制并发认知任务的影响在安静的站在调频和CFS患者相比,控制。研究由快和慢组件来自警察测量,确定控制变量(归因于调整脚踝转矩)和控制变量(归因于姿势摇摆),分别。结果支持我们的假设只有在某种程度上,表现出不满意的姿势控制在两个病人组,以更大的振幅和较低的频率为慢速和快速组件前后的和中间外侧的方向在两种情况下,有或没有一个并发认知任务。患者组之间没有明显差异,但CFS组一般比调频执行组相比,控制。我们没有发现交互支持不同的姿势模式控制策略以应对病人的认知任务添加在任何团体相比,控制。见数据1和2概要文件的所有组的反应是相似的。

两个病人组显示较大的振幅在缓慢的组件,代表身体的CoM的运动,因此表明更大的姿势摇摆。这表明性能下降的病人。病人团体也在快速组件显示更大的振幅,这是由于横向控制CoM的位置和运动的力量。这表明在控制赤字,脚踝扭矩太大相对于频率。值得注意的是,快速的频率分量在所有三组相似。理论上,如果扭矩太大相对于频率,它会造成更大的姿势影响CoM是朝一个方向推得太远之前创建一个反作用力(29日]。或者,更大的姿势影响可能是由于脚踝的时机调整扭矩是不够同步纠正CoM的漂移在正确的时刻。这种假设符合Drift-and-Act假说,提出姿势控制包括一系列Drift-and-Act集身体偏离垂直线,直到感觉信息在中枢神经系统处理和纠正措施启动35]。

我们假设的振幅缓慢组件将在快速增加,振幅和频率分量减少患者并发认知任务的影响,表明更大的姿势影响和减少驱动维持足够的姿势控制,是不受支持的。即使病人一般显示更大的振幅与频率的快速组件,和更大的振幅和较低的频率缓慢组件,内在模式在基线和实验任务在所有组遵循了类似的形象。这意味着应对额外的认知任务的性质并不是不同的病人相比,控制。类似的反应在健康受试者增加认知负荷安静的站在了先前的研究,展示了警察区域(36和摇摆振幅37和摇摆频率增加32]。警察是一个测量的总反应部队的迁移支持表面和姿势摇摆系统需要控制的参数。除了措施用在这些上面提到的以前的研究,目前的研究还评估了快速组件在警察信号,这是解释为侧和控制力量,可以归因于脚踝转矩(26]。增长幅度快组件确认升级控制并发认知任务的假设在安静的站着,提出Dault et al。32]。这个而且支持假设唤醒和姿态控制,并发相关认知任务只能增加兴奋和注意力而安静的站没有额外的任务,从而提高控制(38]。

执行并发认知任务在安静的站增加了在中央处理负荷37],将负面影响病人的姿势控制。虽然慢分量的振幅一般大的病人,减少执行并发认知任务时,这反映了一个正常的反应增加或增加认知负荷(37]。这个正常反应的病人也可能被解释的认知或姿势的难度级别太低,挑战任务控制。其他的解释可能是患者,尽管他们的诊断,在相对良好,参加一个好的一天。我们注意到几个取消由于感觉太不舒服来实验室,和一个病人因疼痛无法完成测试。因此,一个更具挑战性的测试可能会,也可能不会引发反应类似于老年风险的下降,也就是说,较大的振幅在缓慢的组件和减少振幅和/或频率快的组件。认知任务并没有导致振幅增加快速组件也可以解释为“姿势第一原则”(39]关注通常对姿势控制针对其他任务的成本,以确保稳定,提供了足够的级别的控制。

一般性能较差的患者相比,控制可能由几个因素来解释。赤字在感觉运动加工40)和神经症状,如肌肉无力和可怜的平衡41已报告在调频和慢性疲劳综合症。的证据加速老年性降低中枢神经系统的灰质和白质已被证明在两个病人组(20.,21在中央处理能力),建议降低与老年人,包括认知功能障碍,姿势不稳定的链接(42]。把注意力和认知能力降低疼痛和疲劳的结果可能有助于解释通常减少姿势控制显示在本研究中的患者(43]。多种因素可能有助于解释的控制站的姿势,更具体地说,延迟触发的纠正措施,和一个缓慢行动的过程1,44]。

然而在目前的研究中,我们可以找不到任何疼痛之间的相关性,在测试之前或之后或FIQ,任何姿势的控制变量。前后的疲劳试验以及舵枢轴疲劳规模并与几个相比,但显然分散、姿势控制变量。在基线两个相关性被发现,而四个被发现在实验条件。其中,两人同样的变量,频率慢组件美联社方向,这表明相关性并不是完全随机的。然而反直觉,相关性和疲劳是积极的频率,频率通常是低的病人。更高的频率和较大的振幅做不过加起来更高的速度,和速度是最重要的线索显示控制系统使用的姿态,而不是位置或加速度(45]。完整说明性质的姿势控制赤字,几种不同的测量可能不得不考虑。

事后比较显示更大的姿势控制和其他差异CFS患者比调频控制相比,患者。这一发现符合疲劳和姿势控制之间的相关性。值得注意的是,有70%的诊断慢性疲劳综合症之间的重叠和调频(46),这表明疲劳也在FM中很常见。注意,教育没有与姿势控制变量在当前研究。因此,疲劳而不是疼痛或认知可以解释证明赤字姿势控制。

虽然在患者并发认知任务的响应没有说明控制预期降低,疲劳和姿势控制变量之间的相关性的数量增加。重要的是,有一个精神疲劳和认知之间的联系,至少在慢性疲劳综合症(3]。先前的研究似乎指向不同的认知缺陷在这些病人团体可能取决于疲劳。缓慢的信息处理已经证明在慢性疲劳综合症患者,患者在FM显示能力受损的关注[5]。审查目前的研究在慢性疲劳综合症的神经心理功能显示,处理速度放缓,工作记忆受损了,可怜的保留信息的认知功能障碍的最突出的特征(47]。但是请注意,最近的研究在认知神经科学主张重叠症状之间的这些条件可能影响chronification在中枢神经系统(类似的监管机制的变化10]。本质上,差异描述认知困难调频和慢性疲劳综合症可能因此欠不同研究方法在不同的研究而不是真正的底层赤字的差异。最近的研究支持运动和认知情感的结果在慢性疲劳综合症患者(1)和调频(2),但迄今为止没有具体的或独特的大脑模式的变化发现,互相区分这些条件。

未来研究影响姿势控制并发任务应该增加病人的任务困难挑战的能力水平。未来的研究还应该研究之间的相互关系在中央处理疼痛和疲劳与认知和运动控制。

目前的结果进行解释时应保留以下限制:我们没有评估认知功能,和药物控制疼痛的止痛剂使用。冗长和呼吸模式,作为潜在干扰状态,没有监控。尽管认知任务旨在减少冗长,防止有节奏的计数,从而有节奏的呼吸,冗长的频率没有标准化或控制。一个相对较小的样本量可能限制外部有效性由于症状在CFS和调频的异质性。

5。结论

内在模式在基线和实验条件遵循了类似的配置文件在所有组织,没有任何交互,支持不同的姿势控制策略以应对患者并发认知任务。病人团体做不过显示姿势控制相比,控制人员不足,通常表现为较大的振幅和更低的频率在缓慢的组件代表姿势摇摆,和更大的振幅在快速组件归因于调整脚踝扭矩。提出一个不匹配的大小和频率控制脚踝扭矩引起更大的姿势影响病人。CFS组显示差异大于调频组相比,控制,显示一般性能稍弱。疲劳之间的相关性和姿势控制但不痛苦和姿势控制表明,疲劳之间的解释因素减少姿势控制两组。患者组之间没有统计学差异。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这个项目是在内部由台湾。作者感激地感谢所有的参与者,国家竞争力中心的复杂疾病,症状和挪威纤维肌痛症协会的合作。他们真诚的欣赏去哈佛罗拉寻求帮助与数据分析。

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