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与平衡相关任务中的认知与运动抑制:年轻人与老年人在执行功能与身体功能上的任务特异性关联
为何停止步伐很重要
日常动作如穿过拥挤街道或闪避突然打开的门,不仅需要有力的双腿——还依赖大脑快速停止、更改或精细调整步伐的能力。本研究探讨年轻人与老年人在站立与踏步时如何控制这些“制动”过程,并提出一个实际问题:那些帮助我们在恰当时刻按下按钮的心理技能,是否也有助于在现实情境中维持平衡并避免跌倒?

两种不同的心理制动
研究者关注两种相关但不同的能力。第一种是“认知停止”,即忽略误导信息并选择正确反应的能力——比如在信号混淆时做出正确的踏步方向。第二种是“运动停止”,即终止已准备好的动作的能力——例如当有人突然横穿过你的路径时冻结踏步。为研究这些能力,研究团队设计了两种与平衡相关的任务:一种踏步任务要求参与者根据棘手的视觉提示向不同方向踏步;另一种是步态启动-停止任务,参与者在收到信号时开始行走,但信号改变时必须立即停止。
实验如何设置
健康的二十多岁年轻成人和大约七十岁的老年人站在屏幕前的力板上。力板测量他们在每次踏步前与踏步期间重量如何转移,同时动作捕捉摄像机跟踪腿部运动。在另一天,同一批人完成了常见的计算机与纸笔心理功能测试,包括测量纯粹停止能力的手部反应任务、心理灵活性与工作记忆测试,以及标准的平衡与机动性测验。该设计使研究团队能够检验:涉及快速踏步与停止的平衡任务,是否确实与传统按键测试所测量的心理制动相契合。
年轻人与老年人的差异
尽管老年受试者总体健康且积极活动,但他们在大多数心理与身体测试中的反应都比年轻人更慢,然而在坐着完成的简单停止任务中犯错数量相仿。在踏步任务中,老年人完成踏步的总耗时更长,但由误导性视觉提示所造成的额外延迟在各年龄段间相似。然而在步态启动-停止任务中,老年人在动作已经启动后更难成功停止,并且在力板信号中显示出较弱的运动停止迹象,这表明在取消运动方面存在更明显的年龄相关下降。

脑力测试与平衡任务之间的隐性联系
对于年轻人而言,关联相对清晰。在踏步任务中衡量的认知停止与他们在经典手部停止测试的表现高度相关,而在步态启动-停止任务中衡量的运动停止则与另一种手部运动停止测试的表现一致。换言之,当年轻人在简单实验室测试中表现出更强的心理制动时,他们在更复杂的站立与踏步挑战中也处理得更好。他们在这两种新平衡任务中的整体表现主要由心理速度与灵活性解释,而传统的力量与日常平衡测量则起到较小作用。对老年人而言,这些清晰的关联大多消失:他们在站立与踏步任务的表现未能与标准停止测试可靠对应,新任务也难以从心理或身体评分中预测。
对保持站立的意义
这些发现表明,两种新平衡任务确实捕捉到了不同类型的心理制动——一种关乎选择正确的步伐,另一种关乎在动作已经开始后将其取消——至少在年轻人中如此。老年人中缺乏明确联系暗示大脑可能招募更多额外区域来应对任务,从而模糊了简单测试与现实平衡控制之间的关系。对日常生活而言,这项工作强调跌倒风险并非仅与行走速度或腿部力量有关:在复杂情境中,大脑多快且多精确地暂停或重定向一步,可能同样重要。像本研究使用的那些模拟真实世界踏步与停止的精心设计任务,或可帮助开发更好的工具以识别有跌倒风险的人,并设计训练以在衰老过程中保障人们的行走安全。
引用: Kwag, E., Zijlstra, W. Cognitive and motor inhibition in balance-related tasks: task-specific associations with executive and physical functions in young and older adults. Sci Rep 16, 9234 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44189-x
关键词: 平衡控制, 抑制控制, 老年人跌倒, 步态与踏步, 执行功能