【科普】| 高压氧可提高情景记忆表现

【科普】| 高压氧可提高情景记忆表现

　　认知是人类功能的核心要素。与其他身体能力一样，认知既受组织生物学的支持，也受其限制。本研究旨在探讨氧气是否对健康年轻个体的主要认知领域存在速率限制作用。

　　56名受试者被随机分配高压氧组或常压空气组。受试者完成了一系列评估主要认知领域的测试，包括信息处理速度情景记忆、工作记忆、认知灵活性和注意力。

　　结果表明:在所有评估的认知领域中，高压氧组的情景记忆表现出统计学显著改善。该组显示出更好的学习曲线和更高的抗干扰能力。

　　参考文献:Suzin G,Halpert

　　Frolinger T, Yogev D, et al. Oxygen:The Rate-Limiting Factor for

　　Episodic Memory Performance, Evenin Healthy Young individualsBiomolecules.2020 Sep

　　17;10(9):1328。

　　01、研究纳入20至39岁的健康志愿者。

　　受试者通过社交媒体(如学生Facebook群组)招募

　　排除标准包括:患有慢性疾病、脑损伤史(如创伤性脑损伤、中风、脑炎或脑膜炎)、纳入前一个月内认知或行为功能变化、与环境压力变化不适宜的胸部或肺部疾病、与压力变化不适宜的耳鼻窦疾病、既往接受过高压氧治疗或无法签署知情同意书，

　　最终纳入56人(高压氧组27人常压空气组29人)。参与者平均年龄27.42+4.35岁，51.7%为女性，平均受教育年限14.98±1.92年。两组基线特征无显著差异。

　　02、随机分配，高压氧组:2ATA，面罩吸氧。

　　常压空气组:在1ATA下呼吸21%氧气(正常空气)。为模拟压力变化前5分钟舱内加压至1.1 ATA并伴随气流噪音，随后15分钟逐步减压至1.0ATA。最后5分钟使用气流噪音模拟减压。

　　03、训练阶段:为减少学习效应并使参与者熟悉任务，所有受试者在1ATA常压空气环境中进行训练，复习任务说明并进行练习。

　　评估阶段:两组在佩戴面罩适应环境20分钟进行测试。受试者为避免训练效应，每组仅进行一次测试，无交叉干预。认知功能通过包含八项测试评估。

　　高压氧组的学习曲线(通过重复朗读词语列表的总回忆数评估)显著优于常压空气组。

　　高压氧组总回忆数更多，"但此结果未通过FDR校正，

　　最显著差异体现在记忆衰退:高压氧组受干扰后回忆率更高，效应量表明差异具有临床意义。

　　其他认知领域无显著差异。

　　讨论部分

　　认知--“通过思想、经验和感官获取”--对人类知识与理解的心理活动或过程功能至关重要。认知是注意力、记忆与工作记忆、处理速度、认知灵活性和执行功能等智力领域的总和。与其他身体能力类似，认知既受大脑生物学的支持，也受其限制。大多数关于认知生物学的研究集中于病理生理条件如何导致认知衰退，而对限制我们增强认知功能的生物学速率限制因素知之甚少。

　　大脑具有独特的热力学特性。其重量仅占体重的约2%，却消耗了全身约20%的氧气和30%的能量。在正常氧(常氧)条件下，脑组织持续消耗氧气，脑组织氧分压范围从毛细血管内最大值90 mmHg至低于30 mmHg。在任何时刻，大脑都会利用所有输送的氧气，且灌注会根据神经元活动差异变化，这已通过功能磁共振成像证实。当神经元激活时，局部脑血流会以其他低活跃脑区为代偿增加。显然，由于氧气是有限资源，许多神经功能通常以次优水平运行。因此，可以合理推测认知是另一种受此影响的功能，

　　关于不同认知功能对脑氧合的依赖性的数据主要来自病理条件。既往关于缺氧当氧分压低于50 mmHg时的研究表明，认知功能会下降。此类情况下，记忆表现、注意力、工作记忆和执行功能均会受损。

　　极少数研究探讨了增加脑氧输送(高氧)对认知功能的即时影响。Scholey等证明，在学习一组单词前5分钟诱导短期高氧可增强后续单词回忆。Chung等表明，将吸入氧浓度加倍至40%可提高N-back任多表现。此外，我们先前的研究证实，氧气是多任务范式(运动+认知任务)表现的速率限制因素

　　在本研究中，我们评估了氧气输送是否作为主要认知功能领域的速率限制因素。56名年轻健康受试者被随机分配到高压氧舱(增加氧气供给条件)或“假”氧舱(模拟压力变化但呼吸正常空气)中进行一系列认知测试。在所有评估的认知领域中，我们发现情景记忆在增加氧气供给的条件下显著增强。通过重复阅读单词列表后回忆的总词数显示，呼吸高压氧的受试者学习曲线显著优于假条件组。此外，高氧组受试者在干扰后(即需要记忆并回忆新词表后)仍能保留更多原始词表的单词。其他测量的认知领域均未因氧气供给增加而表现出显著提升

　　情景记忆是人类记忆过去事件(如地点、人物、对话、情感等)的能力，这种能力对于构建连续性体验至关重要，而这种体验是个人身份认同的基础。从某种意义上说，“精细”的情景记忆是人类的标志之一。情景记忆涉及一个复杂的脑网络该网络高度依赖氧气供给，包括前额叶皮层(PFC)、顶叶和内侧题叶(MTL)区域。本质上，"情景记忆回路需要高阶联合区(新皮层)处理感觉信息、界面区(海马旁区)与海马体通信、海马体整合并提取事件信息，以及执行区(前额叶皮层，产生适当行为。具体而言，海马体及其内侧颞叶相关结构对情景记忆至关重要。来自内嗅皮层和鼻周皮层的输入表明，复杂物体关系在海马体中整合并存储。任何氧气供给的减少都会对海马体和记忆功能产生显著影响。因此，情景记忆并非稳定特质，对环境或生理变化非常敏感。情景记忆是最易受年龄影响的系统，平均衰退始于60岁左右。值得注意的是本研究结果表明，即使在健康年轻人中，正常海平面环境下的记忆功能仍未达到其最大上限，表明其具有连续性

　　情景记忆与语义记忆共同构成外显记忆(长时记忆的两大分类之一，另一类为内隐记忆)理解氧气是健康年轻人情景记忆的速率限制因素，以及高氧环境可进一步增强记忆的机制，贾或许能解释为何高压氧治疗中可能恢复长期压抑的记忆。越来越多的证据表明，接受高压氧的患者会恢复长期压抑的创伤记忆，部分高压氧中心已将“恢复压抑记忆”列为知情同意书中潜在的副作用。对于治疗创伤后应激障碍(PTSD)或其他需要了解病史的遗忘症患者，这种记忆的浮现可能至关重要。理解回忆特定经历的生物学基础，以及通过高压氧增强这种能力的手段，为我们提供了可用于临床实践的强大工具

　　氧气供给未改善所有认知测试结果的现象与其他研究一致。例如，计算机化工作记忆测试的表现未受氧气供给影响，高氧条件对顺背或倒背数字广度测试也无品著作用。此前研究的潜在争议可能在于氧气供给未充分增加，因此无法得出氧气对其他认知功能无限制作用的结论。然而在本研究中，通过高压氧舱(2个绝对大气压，呼吸100%氧气)显著增加了氧气供给(血氧分压提升超过15倍)，结果仍显示氧气并非所有认知领域的限制因素。

　　文章来源：仁怡高压氧公众号

　　作者： 宋祥胜

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