[摘要] 認(rèn)知過程應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)、資源優(yōu)化的系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境需求靈活調(diào)整認(rèn)知資源，從而實(shí)現(xiàn)高效的信息處理和決策。認(rèn)知過程的基礎(chǔ)是適度的覺醒狀態(tài)，并通過感知、注意、記憶、執(zhí)行功能和決策能力的協(xié)作，最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的行為執(zhí)行。阿爾茲海默癥會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知過程的失衡。

一、認(rèn)知過程及其模型

正常認(rèn)知過程應(yīng)當(dāng)是高效、穩(wěn)定、靈活的，能夠快速準(zhǔn)確地感知信息、集中注意力、存儲(chǔ)和提取記憶、執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)，并做出合理決策。該過程需要多個(gè)認(rèn)知階段的協(xié)調(diào)運(yùn)作，并在不同情境下維持最佳表現(xiàn)。

1.1. 正常認(rèn)知過程特征

按照從感知到執(zhí)行的認(rèn)知階段，正常認(rèn)知過程應(yīng)具備以下特征：

(1) 覺醒（Arousal）：適度覺醒，使大腦處于最佳信息處理狀態(tài)。

(2) 感知（Perception）：快速、精準(zhǔn)地接收和整合外界信息。

(3) 注意（Attention）：靈活分配認(rèn)知資源，確保關(guān)注關(guān)鍵信息。

(4) 工作記憶（Working Memory）：高效存儲(chǔ)、處理短時(shí)信息，以支持思考和推理。

(5) 長(zhǎng)期記憶（Long-term Memory）：精準(zhǔn)存儲(chǔ)、提取知識(shí)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)決策。

(6) 執(zhí)行功能（Executive Function）：規(guī)劃、問題解決、任務(wù)切換、抑制沖動(dòng)等能力優(yōu)化。

(7) 決策（Decision Making）：綜合信息，快速做出合理判斷。

(8) 運(yùn)動(dòng)計(jì)劃與執(zhí)行（Motor Planning & Execution）：精準(zhǔn)控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)行為。

1.2. 正常認(rèn)知過程模型（Integrated Cognitive Model）

該模型結(jié)合信息處理理論（Information Processing Theory）與認(rèn)知控制理論（Cognitive Control Theory），強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)、信息流動(dòng)和大腦功能區(qū)域的協(xié)作，由意識(shí)覺醒，感知層，注意，執(zhí)行功能，決策，運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，執(zhí)行八個(gè)層級(jí)構(gòu)成(圖-1)。

圖-1 認(rèn)知過程模型（Integrated Cognitive Model）

(1) 覺醒控制層（Arousal Control Layer）

- 由腦干網(wǎng)狀激活系統(tǒng)（RAS）調(diào)節(jié)大腦皮層的整體興奮水平。

- 確保認(rèn)知系統(tǒng)的"啟動(dòng)"和"資源供應(yīng)"。

- 適當(dāng)調(diào)節(jié)覺醒狀態(tài)，使其處于最佳區(qū)間（避免過度疲勞或焦慮）。

(2) 感知與輸入層（Perception & Input Layer）

- 負(fù)責(zé)接收外部信息（視覺、聽覺、嗅覺等）和內(nèi)部信號(hào)（身體狀態(tài)、本體感覺等）。

- 依賴感覺皮層、丘腦、前額葉進(jìn)行初步信息整合。

- 在理想狀態(tài)下，應(yīng)具備高信噪比，即能過濾無關(guān)信息，僅處理關(guān)鍵信息。

(3) 認(rèn)知處理層（Cognitive Processing Layer）

- 注意系統(tǒng)（前額葉、頂葉）：調(diào)節(jié)注意力分配，提高任務(wù)專注度。

- 工作記（前額葉、海馬體）：短時(shí)存儲(chǔ)和操作信息，支持復(fù)雜推理。

- 長(zhǎng)期記憶（海馬體、新皮層）：高效編碼、提取知識(shí)，支持經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

(4) 執(zhí)行與決策層（Executive & Decision Layer）

- 執(zhí)行功能（前額葉皮層）：規(guī)劃、任務(wù)切換、沖動(dòng)控制，優(yōu)化行為。

- 決策系統(tǒng)（前額葉、伏隔核、杏仁核）：結(jié)合情境和經(jīng)驗(yàn)，選擇最佳行動(dòng)方案。

- 理想狀態(tài)下，執(zhí)行系統(tǒng)應(yīng)具備靈活適應(yīng)性，能夠快速調(diào)整策略，避免刻板行為。

(5) 運(yùn)動(dòng)與行為層（Motor & Behavioral Execution Layer）

- 通過運(yùn)動(dòng)皮層、基底核、小腦精確控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)導(dǎo)向行為。

- 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與認(rèn)知系統(tǒng)緊密互動(dòng)，例如行走步態(tài)的變化可反映認(rèn)知功能的下降。

1.3. 理想認(rèn)知過程的優(yōu)化原則

(1) 保持適度覺醒（避免疲勞或過度焦慮）。

(2) 提高感知精度（減少噪聲干擾，增強(qiáng)信息過濾能力）。

(3) 優(yōu)化注意力管理（避免分心，提高專注力）。

(4) 增強(qiáng)工作記憶（訓(xùn)練短時(shí)信息存儲(chǔ)和處理能力）。

(5) 促進(jìn)長(zhǎng)期記憶鞏固（采用間隔學(xué)習(xí)、意義編碼等方法）。

(6) 強(qiáng)化執(zhí)行功能（鍛煉認(rèn)知靈活性和沖動(dòng)控制能力）。

(7) 提升決策能力（訓(xùn)練邏輯推理和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力）。

(8) 優(yōu)化運(yùn)動(dòng)執(zhí)行（改善動(dòng)作協(xié)調(diào)性，提高認(rèn)知-運(yùn)動(dòng)協(xié)同能力）。

二，阿爾茲海默癥（AD）對(duì)認(rèn)知過程的影響

2.1. 阿爾茲海默癥（AD）

阿爾茲海默癥（Alzheimer's Disease, AD）是一種神經(jīng)退行性疾病，主要影響海馬體、額葉、頂葉等腦區(qū)，破壞記憶、注意、執(zhí)行功能和決策能力。阿爾茲海默癥導(dǎo)致認(rèn)知過程的各階段受損，最早影響記憶、注意和執(zhí)行功能，最終導(dǎo)致全面認(rèn)知退化(表-1)。早期干預(yù)（如認(rèn)知訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)、感官刺激）會(huì)有助于減緩部分損害，保持認(rèn)知功能。

2.2. 阿爾茲海默癥破壞認(rèn)知過程的模型

阿爾茲海默癥對(duì)認(rèn)知過程的影響可以通過認(rèn)知過程模型(表-1)分析，揭示各認(rèn)知階段如何受損狀況。

表-1 阿爾茲海默癥（AD）對(duì)認(rèn)知過程的影響

（1）覺醒控制系統(tǒng)受損 → 睡眠障礙 & 認(rèn)知資源減少

① RAS（網(wǎng)狀激活系統(tǒng)）功能下降，導(dǎo)致晝夜節(jié)律紊亂、白天嗜睡、夜間失眠，影響整體認(rèn)知效率。

② 去甲腎上腺素系統(tǒng)退化，導(dǎo)致警覺性下降，難以維持清醒狀態(tài)。

（2）感知系統(tǒng)受損 → 視空間障礙 & 嗅覺退化

① 頂葉 & 視覺皮層退化 → 影響空間導(dǎo)航（易迷路）、物體識(shí)別能力下降。

②嗅球 & 嗅覺皮層變性 → 早期出現(xiàn)嗅覺減退，可能是AD的早期生物標(biāo)志物。

（3）注意系統(tǒng)受損 → 認(rèn)知資源分配困難

①前額葉-頂葉網(wǎng)絡(luò)退化 → 難以集中注意力，注意力易轉(zhuǎn)移，影響信息整合。

（4）記憶系統(tǒng)受損 → 近期記憶缺失

① 海馬體萎縮 → 影響工作記憶，無法形成新記憶（如剛吃過飯就忘了）。

② 新皮層受損 → 晚期影響遠(yuǎn)期記憶，個(gè)體可能忘記家人、人生經(jīng)歷。

（5）執(zhí)行功能受損 → 任務(wù)規(guī)劃 & 沖動(dòng)控制下降

① 前額葉萎縮 → 計(jì)劃、問題解決、任務(wù)切換能力下降，導(dǎo)致日常活動(dòng)受影響（如難以管理財(cái)務(wù)、做飯）。

② 沖動(dòng)控制下降 → 可能出現(xiàn)不合適的社交行為或沖動(dòng)決策。

（6）決策系統(tǒng)受損 → 評(píng)估能力下降

①前額葉-伏隔核通路受損 → 影響?yīng)剟?lì)-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，患者可能變得容易上當(dāng)受騙，做出不理性的決定。

（7）運(yùn)動(dòng)功能受損 → 步態(tài)異常 & 平衡能力下降

① 小腦 & 運(yùn)動(dòng)皮層受損 → 步態(tài)緩慢、不穩(wěn)，跌倒風(fēng)險(xiǎn)增加。

② 晚期發(fā)展為帕金森樣運(yùn)動(dòng)障礙，影響?yīng)毩⑸钅芰Α?/p>

三，阿爾茲海默癥（AD）的認(rèn)知過程

3.1. 阿爾茲海默癥狀態(tài)下的認(rèn)知過程

阿爾茲海默癥的認(rèn)知過程可以通過對(duì)理想認(rèn)知過程模型的損害進(jìn)行分層分析。該模型展示了阿爾茲海默癥如何影響覺醒、感知、注意、記憶、執(zhí)行功能、決策和運(yùn)動(dòng)，并且隨著疾病進(jìn)展認(rèn)知功能逐步惡化(表-2)。

表-2 阿爾茲海默癥的認(rèn)知過程

3.2. 阿爾茲海默癥認(rèn)知過程的動(dòng)態(tài)演變

阿爾茲海默癥患者的認(rèn)知過程從 早期輕微損害到晚期全面退化，呈現(xiàn)出漸進(jìn)性惡化：

(1) 早期（輕度認(rèn)知損害，MCI 階段）

阿爾茲海默癥的早期階段，覺醒節(jié)律紊亂，出現(xiàn)輕微睡眠問題；海馬體萎縮使得近期記憶喪失（健忘但能部分補(bǔ)償）；視空間能力下降容易忘記物品位置；特別是嗅覺衰退（可能是早期生物標(biāo)志物）。

(2) 中期（典型阿爾茲海默癥）

中期階段的阿爾茲海默癥會(huì)出現(xiàn)典型阿爾茲海默癥癥狀，這是由于前額葉功能受損導(dǎo)致執(zhí)行功能下降，無法規(guī)劃復(fù)雜任務(wù)（如管理財(cái)務(wù)）。注意力不穩(wěn)定，難以專注，言語表達(dá)受損。決策能力下降，易沖動(dòng)、難以評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。外觀上表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性下降，步態(tài)不穩(wěn)定，跌倒風(fēng)險(xiǎn)增加。

(3) 晚期（重度阿爾茲海默癥）

阿爾茲海默癥的晚期階段的主要特征是遠(yuǎn)期記憶喪失（患者可能不認(rèn)得家人）。語言能力嚴(yán)重受損，無法正常溝通。覺醒-睡眠周期進(jìn)一步紊亂，可能出現(xiàn)晝夜顛倒。外觀上運(yùn)動(dòng)功能惡化（可能發(fā)展為帕金森樣癥狀，最終喪失行動(dòng)能力）。

3.3. 阿爾茲海默癥認(rèn)知過程模型

阿爾茲海默癥認(rèn)知過程模型的概念圖(圖-2)，直觀展示阿爾茲海默癥如何逐步影響認(rèn)知過程的各個(gè)階段，并隨著病程進(jìn)展導(dǎo)致全面認(rèn)知衰退的過程。

圖-2 阿爾茲海默癥認(rèn)知過程概念圖

楊金宇 第一稿(健康界) 2025.2.25

參考文獻(xiàn)：

[1] ChatGPT 4.0

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