认知（cognition）与认知障碍（cognitive disorder）

认知是机体认识和获取知识的智能加工过程，是脑的高级功能，涉及学习、记忆、语言、思维、精神、情感、时间空间定向能力等一系列心理和社会行为。

认知障碍又称认知缺陷，指与上述学习记忆以及思维判断有关的大脑高级智能加工过程出现异常，从而引起严重学习记忆障碍，同时伴有失语、失用或失认等病理改变的过程。

认知障碍是脑疾病诊断和治疗中最困难的问题之一，而学习记忆功能障碍是认知障碍最重要的表现形式。

• 一、认知的脑结构基础
  

认知的结构基础是大脑皮质，其有严密的形态结构和功能定位。

大脑皮质各功能区由主区(primary area)和辅助区(association area)组成，对事物的观察、分析与判断以及对躯体运动的协调均由主区控制，但主区完成这些功能依赖辅助区对行为和智能活动进行高级整合。

根据大脑皮质的不同形态特征和功能，可将其分为若千区，如Brodmann将大脑皮质分为52个功能区。不同功能区负责不同的功能，损伤后出现相应的认知障碍。

不同脑区损伤产生的认知障碍特点不同：

如额叶损伤导致长时情节记忆障碍；

颞叶损伤导致新记忆形成障碍；

新皮质损伤导致长时语义记忆障碍；

海马损伤导致空间记忆障碍；

杏仁核损伤导致情感记忆障碍

     

大脑皮质Brodmann分区

不同脑区损伤产生的认知障碍特点

• 二、认知障碍的病因

任何直接或者间接导致大脑皮质结构或功能损害的因素均可引起认知障碍。

1. 神经退行性疾病

神经退行性疾病是以脑和脊髓的神经元及其髓鞘丧失为主要特征的疾病。

临床上引起认知障碍最常见的神经退行性疾病是阿尔茨海默病(Alzheimer disease)。

其他神经退行性疾病如帕金森病也可引起认知障碍。

2. 脑缺血性损伤

缺血性或出血性脑血管病以及心脏或循环障碍引起的脑低血流灌注都可造成脑组织损害，从而引起认知障碍，甚至痴呆，称为血管性痴呆。

3. 颅脑外伤

颅脑外伤包括脑挫裂伤及颅内血肿等，都可造成脑组织的损害和脑结构的改变，导致认知障碍，轻者可有失眠和健忘，中度者可出现暂时失去知觉和近事遗忘，重度者可导致学习记忆严重障碍。

4. 慢性全身性疾病

慢性全身性疾病如高血压、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病、心肺衰竭、慢性肝性脑病慢性尿毒症性脑病以及贫血、慢性电解质紊乱等病理过程中均可出现认知异常。

5. 精神、心理活动异常

轻松、愉快和多彩的生活环境可促进实验动物大脑皮质的增长，使脑重量增加。

相反，不良的心理、社会因素可成为认知障碍的诱因，如对精神活动失调患者的脑成像研究发现，社会心理功能减退患者有关脑区的皮质萎缩。

6. 脑老化

认知功能一般随年龄增高(约60~70岁以后)而下降。

7. 其他因素

受教育程度低、社会地位低下和经济生活状况差等与认知功能减退和痴呆的发生有一定关系。

• 三、认知障碍的发生机制

学习记忆是认知的基础，学习记忆障碍是认知障碍最重要的表现形式，故此处主要阐述学习记忆障碍的发病机制。

（一）神经调节分子及其受体异常

1. 神经递质及其受体异常

神经元之间的信息传递主要是通过神经递质及其相应的受体完成的。

神经递质或受体的异常均可导致不同类型和程度的认知障碍，如乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、γ-氨基丁酸等递质和受体的异常在多种原因引起的学习记忆障碍中发挥作用。

乙酰胆碱是与学习记忆和认知功能最密切的神经递质之一 。乙酰胆碱在胆碱乙酰转移酶催化下合成，贮存于胆碱能神经纤维末梢的突触小泡内，在动作电位触发下通过胞吐方式释放至突触间隙。

多巴胺是中枢神经系统中重要的儿茶酚胺类神经递质，通过相应的膜受体发挥作用，在突触可塑性、行为学习以及学习相关的即刻早期基因的表达中发挥作用。

去甲肾上腺素是去甲肾上腺素能神经末梢释放的主要递质，也可由肾上腺髓质少量分泌。过多的去甲肾上腺素释放可损害学习记忆功能。

2. 神经肽异常

神经肽是生物体内的一类生物活性多肽，广泛分布于脑内，具有神经递质的典型特征，其中精氨酸加压素、生长抑素、神经肽Y、P物质等神经肽参与学习记忆过程。

精氨酸加压素又名血管加压素、抗利尿激素。精氨酸加压素主要影响记忆的巩固和回忆过程，并能使机体理智地加工信息等，有增强记忆、减少遗忘的作用。

生长抑素参与学习和记忆过程，其含量在大脑皮质、海马、基底节和下丘脑最高。

神经肽Y是中枢神经系统中含量最丰富的多肽之一，能促进记忆的巩固和再现。

P物质是脑内重要的生物活性肽，近来发现P物质和学习记忆功能有关。

3. 神经营养因子异常

神经营养因子是一类对中枢神经系统有营养活性的蛋白质，其主要功能是促进神经系统的生长发育，保护并修复受损的神经元，以及促进认知和记忆能力。

实验显示，神经生长因子可阻止或逆转胆碱能神经的变性，提高胆碱酯酶水平，使基底前脑胆碱能神经损伤引起的认知能力减退有所恢复。

4. 雌激素水平异常

雌激素水平在不同程度上影响女性的学习记忆能力。

（二）蛋白质代谢异常

1. 蛋白质修饰异常

蛋白质磷酸化可调节离子通道开关的大小和快慢、调节神经递质释放的速度、改变细胞内某些酶和调控分子的活性，从而影响细胞的各种功能。

蛋白质磷酸化失衡可导致短期记忆障碍。海马内注射特定蛋白质磷酸化的抑制剂可选择性地抑制短期记忆而不影响长期记忆。

2. 蛋白质合成受阻

新蛋白质合成受阻可导致长期记忆障碍。

cAMP反应元件结合蛋白（CREB）在学习记忆过程中发挥重要的作用。

（三）脑组织中蛋白质异常聚集

包括基因变异引起的异常蛋白质聚集和蛋白质异常修饰引起的异常蛋白质聚集等。

脑组织中异常蛋白质聚集可引起神经元的退行性变性，进而引起神经元死亡和(或)功能障碍，导致认知障碍。

1. 基因变异引起的异常蛋白质聚集

阿尔茨海默病时受损脑区Aβ-淀粉肽的异常聚集与Aβ-淀粉肽前体蛋白基因、早老蛋白-1基因、早老蛋白-2基因、载脂蛋白E等位基因和α-2巨球蛋白基因的异常有关。

大量Aβ-淀粉肽的异常聚集和沉积可导致神经元损伤和死亡，从而引起学习记忆障碍。

2. 蛋白质异常修饰引起的异常蛋白质聚集

阿尔茨海默病时，脑内tau蛋白可被异常磷酸化、糖基化和泛素化修饰，特别是tau蛋白的过度磷酸化是导致阿尔茨海默病的重要机制。

（四）脑缺血缺氧性损伤

脑缺血缺氧性损伤后导致大脑皮质神经元功能障碍和数量减少，从而引起认知障碍。

脑缺血缺氧可通过以下环节引起大脑皮质神经元损伤和死亡。

1. 能量耗竭和酸中毒

2. 细胞内Ca²⁺超载

3. 自由基损伤

4. 谷氨酸的兴奋性毒性

谷氨酸是脑内含量最丰富的兴奋性神经递质；但突触间隙过多的谷氨酸积聚对神经元有很强的兴奋毒性作用。

（五）炎性因子失衡

在脑缺血或神经退行性疾病时，可产生：

白细胞介素-1

白细胞介素-6

肿瘤坏死因子-α

转化生长因子-β

等多种炎性细胞因子，直接或间接地造成神经元损伤。

（六）突触功能异常

突触是神经元之间的功能联系部位。突触可塑性（包括长时程增强和长时程抑制等）在学习记忆中发挥重要作用。

海马脑片示意图

海马的长时程增强（LTP）：突触前神经元在短时间内受到快速重复的强直性刺激后，在突触后神经元快速形成持续较长时间的兴奋性突触后电位，表现为潜伏期缩短、幅度增高和斜率加大。

海马的长时程抑制（LTD）：突触前神经元在受到低频刺激后，在突触后神经元形成的持续较长时间的突触传递效能降低的现象，表现为兴奋性突触后电位的波幅降低，潜伏期延长。

突触功能异常使神经细胞间记忆相关信息传递障碍，从而导致学习记忆能力降低。

导致突触传递障碍的因素有突触前递质释放失衡、突触间隙递质清除异常和突触后异常  。

（七）神经回路功能异常

海马回路与学习记忆功能密切相关。

海马位于颞叶内侧面的基底部，是边缘系统的重要组成部分。

Papez 环路即海马结构-穹隆-下丘脑乳头体-乳头丘脑束-丘脑前核-内囊膝状体-扣带回-海马环路。

一旦某事件引起皮质神经元兴奋，形成事件-皮质之间短时的信息联系，经Papez环路多次重复，使信息重构不断加强，最终形成不再依赖于海马的长期记忆。

如双侧海马损伤使Papez环路信息传递减弱，可使新的长期记忆形成障碍，但不能抹去损伤前已经形成的记忆。

海马三突触环路和单突触环路均参与空间记忆的形成，破坏后可导致记忆障碍。

海马三突触环路为内嗅皮质—齿状回—CA3区—CA1区—内嗅皮质

海马单突触环路为内嗅皮质—CA1区—内嗅皮质

海马三突触环路

• 四、认知障碍的临床表现

1. 学习、记忆障碍和痴呆

痴呆( dementia)是认知障碍最严重的表现形式，是慢性脑功能不全时产生的一种获得性、持续性智能损害综合征。

2. 失语

失语( aphasia)是指后天获得性的、由于脑损害所致的语言理解和表达能力障碍。

3. 失用

失用(apraxia)是指脑部疾病时，患者在无任何运动或感觉障碍，也无意识及智能障碍的情况下，不能在全身动作的配合下，正确地使用一部分肢体功能去完成那些本来已经形成习惯的动作。

4. 失认

失认(agnosia)是指脑损害时，患者在无视觉、听觉、触觉、智能及意识障碍的情况下，不能通过某一种感觉辨认以往熟悉的物体，但能通过其他感觉通道进行认识。

失认有触觉性失认、视觉性失认、听觉性失认和身体体位失认。

5. 其他精神、神经活动的改变

患者常表现出语多唠叨、情绪多变、焦虑、抑郁、激动、欣快等方面的异常改变。

• 五、认知障碍防治的病理生理基础

早期诊断、积极干预和早期治疗

1. 对症治疗

维持水电解质平衡，防治感染、心衰及各种代谢障碍，加强营养，尽量消除能损害脑功能的任何原因。

对有明显精神、神经症状的患者可根据病情进行抗抑郁、抗焦虑、镇静剂等抗精神病药物治疗，并可进行心理治疗等。

2. 保护神经细胞

针对认知障碍的病因，可应用不同的神经细胞保护剂，如脑循环改善剂能量代谢激活剂、神经递质和神经生长因子保护剂、Ca2+拮抗剂等均被广泛应用于不同疾病引起的认知障碍的治疗。

3. 调节神经递质

循证医学证实，胆碱酯酶抑制剂和补充多巴胺的前体等有一定的治疗作用。

4. 手术治疗

手术治疗主要用于帕金森病的治疗，有苍白球切除术、丘脑切除术、立体定位埋植脑刺激器和立体定位损毁疗法等。

5. 认知康复训练

对认知功能障碍的患者要积极开展认知康复训练，并要有针对性地制订康复计划。

认知康复训练有记忆训练、智力训练和语言训练等。