[摘要] 認知過程應是一個動態(tài)調節(jié)、資源優(yōu)化的系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境需求靈活調整認知資源，從而實現(xiàn)高效的信息處理和決策。認知過程的基礎是適度的覺醒狀態(tài)，并通過感知、注意、記憶、執(zhí)行功能和決策能力的協(xié)作，最終實現(xiàn)精準的行為執(zhí)行。阿爾茲海默癥會導致認知過程的失衡。

一、認知過程及其模型

正常認知過程應當是高效、穩(wěn)定、靈活的，能夠快速準確地感知信息、集中注意力、存儲和提取記憶、執(zhí)行復雜任務，并做出合理決策。該過程需要多個認知階段的協(xié)調運作，并在不同情境下維持最佳表現(xiàn)。

1.1. 正常認知過程特征

按照從感知到執(zhí)行的認知階段，正常認知過程應具備以下特征：

(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、精準地接收和整合外界信息。

(3) 注意（Attention）：靈活分配認知資源，確保關注關鍵信息。

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

(5) 長期記憶（Long-term Memory）：精準存儲、提取知識，結合經驗指導決策。

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

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

(8) 運動計劃與執(zhí)行（Motor Planning & Execution）：精準控制動作，實現(xiàn)目標行為。

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

該模型結合信息處理理論（Information Processing Theory）與認知控制理論（Cognitive Control Theory），強調動態(tài)調節(jié)、信息流動和大腦功能區(qū)域的協(xié)作，由意識覺醒，感知層，注意，執(zhí)行功能，決策，運動計劃，執(zhí)行八個層級構成(圖-1)。

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

(1) 覺醒控制層（Arousal Control Layer）

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

- 確保認知系統(tǒng)的"啟動"和"資源供應"。

- 適當調節(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）

- 負責接收外部信息（視覺、聽覺、嗅覺等）和內部信號（身體狀態(tài)、本體感覺等）。

- 依賴感覺皮層、丘腦、前額葉進行初步信息整合。

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

(3) 認知處理層（Cognitive Processing Layer）

- 注意系統(tǒng)（前額葉、頂葉）：調節(jié)注意力分配，提高任務專注度。

- 工作記（前額葉、海馬體）：短時存儲和操作信息，支持復雜推理。

- 長期記憶（海馬體、新皮層）：高效編碼、提取知識，支持經驗學習。

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

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

- 決策系統(tǒng)（前額葉、伏隔核、杏仁核）：結合情境和經驗，選擇最佳行動方案。

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

(5) 運動與行為層（Motor & Behavioral Execution Layer）

- 通過運動皮層、基底核、小腦精確控制動作，實現(xiàn)目標導向行為。

- 運動系統(tǒng)與認知系統(tǒng)緊密互動，例如行走步態(tài)的變化可反映認知功能的下降。

1.3. 理想認知過程的優(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) 增強工作記憶（訓練短時信息存儲和處理能力）。

(5) 促進長期記憶鞏固（采用間隔學習、意義編碼等方法）。

(6) 強化執(zhí)行功能（鍛煉認知靈活性和沖動控制能力）。

(7) 提升決策能力（訓練邏輯推理和風險評估能力）。

(8) 優(yōu)化運動執(zhí)行（改善動作協(xié)調性，提高認知-運動協(xié)同能力）。

二，阿爾茲海默癥（AD）對認知過程的影響

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。阿爾茲海默癥導致認知過程的各階段受損，最早影響記憶、注意和執(zhí)行功能，最終導致全面認知退化(表-1)。早期干預（如認知訓練、運動、感官刺激）會有助于減緩部分損害，保持認知功能。

2.2. 阿爾茲海默癥破壞認知過程的模型

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

表-1 阿爾茲海默癥（AD）對認知過程的影響

（1）覺醒控制系統(tǒng)受損 → 睡眠障礙 & 認知資源減少

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

② 去甲腎上腺素系統(tǒng)退化，導致警覺性下降，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 → 影響空間導航（易迷路）、物體識別能力下降。

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

（3）注意系統(tǒng)受損 → 認知資源分配困難

①前額葉-頂葉網(wǎng)絡退化 → 難以集中注意力，注意力易轉移，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 → 晚期影響遠期記憶，個體可能忘記家人、人生經歷。

（5）執(zhí)行功能受損 → 任務規(guī)劃 & 沖動控制下降

① 前額葉萎縮 → 計劃、問題解決、任務切換能力下降，導致日?；顒邮苡绊懀ㄈ珉y以管理財務、做飯）。

② 沖動控制下降 → 可能出現(xiàn)不合適的社交行為或沖動決策。

（6）決策系統(tǒng)受損 → 評估能力下降

①前額葉-伏隔核通路受損 → 影響獎勵-風險評估，患者可能變得容易上當受騙，做出不理性的決定。

（7）運動功能受損 → 步態(tài)異常 & 平衡能力下降

① 小腦 & 運動皮層受損 → 步態(tài)緩慢、不穩(wěn)，跌倒風險增加。

② 晚期發(fā)展為帕金森樣運動障礙，影響獨立生活能力。

三，阿爾茲海默癥（AD）的認知過程

3.1. 阿爾茲海默癥狀態(tài)下的認知過程

阿爾茲海默癥的認知過程可以通過對理想認知過程模型的損害進行分層分析。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、決策和運動，并且隨著疾病進展認知功能逐步惡化(表-2)。

表-2 阿爾茲海默癥的認知過程

3.2. 阿爾茲海默癥認知過程的動態(tài)演變

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

(1) 早期（輕度認知損害，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致執(zhí)行功能下降，無法規(guī)劃復雜任務（如管理財務）。注意力不穩(wěn)定，難以專注，言語表達受損。決策能力下降，易沖動、難以評估風險。外觀上表現(xiàn)為運動協(xié)調性下降，步態(tài)不穩(wěn)定，跌倒風險增加。

(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期記憶喪失（患者可能不認得家人）。語言能力嚴重受損，無法正常溝通。覺醒-睡眠周期進一步紊亂，可能出現(xiàn)晝夜顛倒。外觀上運動功能惡化（可能發(fā)展為帕金森樣癥狀，最終喪失行動能力）。

3.3. 阿爾茲海默癥認知過程模型

阿爾茲海默癥認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知過程的各個階段，并隨著病程進展導致全面認知衰退的過程。

圖-2 阿爾茲海默癥認知過程概念圖

楊金宇 第一稿(健康界) 2025.2.25

參考文獻：

[1] ChatGPT 4.0

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