Падения у пожилых: связь с нарушением слухозрительной интеграции, но не с физическим риском

Введение

Типичный процесс старения может быть связан со снижением когнитивного здоровья, функции опорно-двигательного аппарата и сенсорной обработки. Изменения также происходят в том, как стареющий мозг интегрирует multiple sources of sensory information (множественные источники сенсорной информации), особенно когда существует временная задержка в стимуляции across the senses (между чувствами). То есть, в то время как robust multisensory integration (устойчивая мультисенсорная интеграция) у молодых людей обычно наблюдается для кросс-сенсорных событий, которые происходят близко друг к другу во времени, интеграция у пожилых людей tends to be sustained over longer interstimulus intervals (имеет тенденцию сохраняться в течение более длительных межстимульных интервалов). Эта prolonged integration (продолжительная интеграция) может, в свою очередь, приводить к менее точным перцептивным суждениям в реальном мире. Это было продемонстрировано в исследованиях с использованием Sound Induced Flash Illusion (SIFI) (Иллюзия звуко-индуцированной вспышки), валидированной меры временной слухозрительной интеграции, при которой слух влияет на зрительное восприятие. В этой иллюзии, когда один зрительный «всплеск» presented together with two auditory ‘beeps’ (представляется вместе с двумя слуховыми «бипами»), наблюдатели tend to report seeing two visual ‘flashes’ (склонны сообщать о том, что видят два зрительных «всплеска»). На это влияет надежность сенсорной информации, а также prior perceptual experience (предшествующий перцептивный опыт), в соответствии с Байесовским оптимальным выводом. Исследования показали, что восприимчивость к иллюзии у пожилых людей сохраняется в течение более длительных слухозрительных асинхроний по сравнению с их более молодыми counterparts (аналогами). Это предполагает widening of the temporal binding window (расширение временного окна связывания) — оптимального периода времени, в течение которого сенсорная информация с наибольшей вероятностью интегрируется. Предыдущие кросс-секционные исследования предполагали, что неточная временная мультисенсорная интеграция выражена у пожилых людей с менее здоровыми когнитивными профилями, включая mild cognitive impairment (легкие когнитивные нарушения), а также с decreased gait speed (сниженной скоростью ходьбы) и a history of falls (историей падений).

Баланс и мультисенсорные процессы

Баланс и постуральный контроль, критически важные для повседневного поведения, такого как ходьба, informed by multisensory processes (определяются мультисенсорными процессами), полагаясь на взвешивание и комбинацию сигналов от multiple sensory systems (множественных сенсорных систем). Действительно, inefficient multisensory integration (неэффективная мультисенсорная интеграция) может predispose an older adult to a fall (предрасполагать пожилого человека к падению). Другие данные свидетельствуют о связи между общей мультисенсорной интеграцией и контролем баланса. Например, восприимчивость к SIFI больше у пожилых людей, когда они принимают standing posture versus sitting (стоячую позу по сравнению с сидячей), в то время как тренировка функции баланса не только улучшила функцию баланса у пожилых людей, но и была связана со значительным снижением восприимчивости к иллюзии. Как отмечают Сетти и др., expanded temporal binding window in ageing specifically (расширенное временное окно связывания при старении) specifically could lead to ‘inefficient’ sensory weighting processes and/or increased distraction from task-irrelevant information (может specifically приводить к «неэффективным» процессам сенсорного взвешивания и/или increased distraction from task-irrelevant information (усиленному отвлечению на информацию, не относящуюся к задаче)), compromising one’s ability to appropriately maintain balance (подрывая способность адекватно поддерживать баланс).

Необходимость лонгитюдных исследований

В то время как предыдущие findings suggest that performance on the SIFI may be useful in discriminating older adults with different health outcomes (результаты предполагают, что результаты выполнения SIFI могут быть полезны для различения пожилых людей с различными исходами здоровья), в литературе также имеется некоторая inconsistency (непоследовательность). Например, Сетти и др. сообщили об overall difference in susceptibility to the SIFI between older adults with a history of falls versus their healthy nonfaller counterparts (общей разнице в восприимчивости к SIFI между пожилыми людьми с историей падений и их здоровыми неподверженными падениям аналогами). Однако ни Стаплтон и др., ни Мерриман и др. не обнаружили такой group difference (разницы между группами). Когда сообщается, выводы о связи между мультисенсорной интеграцией и падениями в основном демонстрировались в кросс-секционных исследованиях или среди пожилых людей, различающихся по статусу падений. Чтобы помочь further establish this relationship (дальнейшему установлению этих отношений), требуются лонгитюдные доказательства. С этой целью мы исследовали взаимосвязь между временной слухозрительной интеграцией и longitudinal fall numbers or fall risk trajectories (лонгитюдными траекториями числа падений или риска падений) в большой выборке пожилых людей.

Методы

Участники были отобраны из waves 1–5 (2009–2018) (волн 1–5 (2009–2018)) исследования TILDA (The Irish Longitudinal Study on Ageing — Ирландское лонгитюдное исследование старения), репрезентативной популяционной выборки из 8504 человек, проживающих в Республике Ирландия. Исследование было одобрено Комитетом по этике исследований Факультета медицинских наук Тринити-колледжа в Дублине и соответствовало соответствующему законодательству о защите данных. Все участники предоставили информированное согласие на каждом этапе тестирования. Данные были исключены до анализа. В соответствии с предыдущими исследованиями с участием когорты TILDA, в которых восприимчивость к SIFI была outcome measure (мерой исхода), данные участников, которые либо не участвовали во всех пяти волнах (n = 4268), не предоставили данных для задачи SIFI (n = 907), были моложе 50 лет (n = 175), были зарегистрированы как юридически слепые (n = 2), имели suspected mild cognitive impairment (подозреваемые легкие когнитивные нарушения) (оценка по Монреальской шкале оценки когнитивных функций < 23) или предоставили неполные данные о падениях (n = 812) или performance on the Timed Up and Go task (результаты выполнения теста «Встань и иди») (TUG) (n = 18), были исключены. Мы также исключили данные от участников с экстремальными TUG times (временами выполнения TUG) (т.е. > 350 с, что более чем на 10 стандартных отклонений выше среднего по выборке на той волне) или короткими (< 4 с) временами TUG за волны тестирования (n = 13). Чтобы mitigate the possibility that falls reflected other serious intrinsic factors (смягчить возможность того, что падения отражают другие серьезные внутренние факторы), мы также опустили данные девяти человек, которые сообщили о 20 или более падениях на одной волне. Это дало окончательную выборку из 2319 пожилых людей (средний возраст на волне 3 — 64,54 года, SD = 7,20; 54% женщины).

Измерение мультисенсорной интеграции (SIFI)

Точность временной мультисенсорной интеграции оценивалась как восприимчивость к Sound Induced Flash Illusion (SIFI) (Иллюзии звуко-индуцированной вспышки) при различных Stimulus Onset Asynchronies (SOAs) (Асинхрониях начала стимулов). Восприимчивость к SIFI широко считается валидной и надежной мерой временной точности слухозрительной интеграции и связана с активностью в сети областей мозга, включая первичную зрительную и слуховую кору, верхнюю височную борозду и переднюю поясную извилину. SIFI была включена как часть комплексной оценки здоровья только на волне 3 TILDA.

Результаты

Траектории числа падений и риска падений

Лонгитюдный anchored kmedoids clustering (кластеризация anchored kmedoids) предложила решение из трех trajectory groups (траекторных групп) как для числа падений, так и для сенсомоторного риска падений. Это было проверено с помощью визуального осмотра графиков критерия Калински-Харабаша, well-established method of determining the optimal clustering solution (хорошо established метод определения оптимального решения кластеризации). Три траектории числа падений состояли из тех, у кого было decreasing (уменьшающееся) (n = 514), relatively stable (относительно стабильное) (n = 631) или increasing (возрастающее) (n = 171) количество падений за 10 лет. Поскольку непадшие не были включены в подход кластеризации, но составляли distinct, standalone group (отдельную, самостоятельную группу), всего для числа падений было четыре группы, которые были включены в наш анализ (непадшие, с уменьшающимся числом падений, со стабильным числом падений и с возрастающим числом падений).

Связь с мультисенсорной интеграцией

Чтобы проверить нашу гипотезу о том, что число падений и/или риск падений будет associated with the precision of temporal multisensory integration in older adults (связано с точностью временной мультисенсорной интеграции у пожилых людей), мы изучили, взаимодействует ли эффект SOA на точность (с использованием 70 мс в качестве reference condition (референтного условия)) с возрастной группой и либо группой траектории числа падений, либо группой траектории TUG. Для истории падений likelihood ratio test (тест отношения правдоподобия) показал, что член AgeGroup*SOA*FallGroup значительно способствовал модели, предсказывающей точность на trials of the SIFI (испытаниях SIFI). Это взаимодействие было driven by age-related differences in SIFI susceptibility between the SOAs of 70 ms and 150 ms for the increasing fall trajectory group versus the nonfallers (обусловлено возрастными различиями в восприимчивости к SIFI между SOA 70 мс и 150 мс для группы с возрастающей траекторией падений по сравнению с непадшими).

Обсуждение

Мы исследовали взаимосвязь между longitudinal trajectories of fall incidents (лонгитюдными траекториями случаев падений), основанными на self-reported fall number (самоотчетном числе падений), и sensorimotor fall risk (сенсомоторным риском падений), основанным на performance on the Timed Up and Go task (результатах выполнения теста «Встань и иди») (TUG), и мультисенсорной интеграцией в выборке из 2319 пожилых людей, проживающих в сообществе. В соответствии с предыдущими исследованиями мультисенсорной обработки, как в когорте TILDA, так и по результатам других исследований, пожилые люди были more susceptible to the Sound Induced Flash Illusion (SIFI) at long SOAs compared to the shortest SOA (более восприимчивы к Иллюзии звуко-индуцированной вспышки (SIFI) при длинных SOA по сравнению с самым коротким SOA), что указывает на reduced precision in temporal multisensory integration (сниженную точность временной мультисенсорной интеграции). Наши выводы расширяют предыдущую работу, демонстрируя, что связь между возрастом и SOA дополнительно influenced by longitudinal trajectories capturing fall number but not sensorimotor fall risk over 10 years (находится под влиянием лонгитюдных траекторий, фиксирующих число падений, но не сенсомоторный риск падений за 10 лет).

Клиническое значение и ограничения

Специфичность этой групповой разницы для пожилых людей с increasing fall trajectory (возрастающей траекторией падений) потенциально клинически значима, особенно если менее точная мультисенсорная обработка является predictive of future falls (предиктором будущих падений). Важно отметить, что точность временной мультисенсорной интеграции при старении modifiable with perceptual training (может быть изменена с помощью перцептивного тренинга) или косвенно за счет улучшения функции баланса, открывая potential novel method for mitigating fall incidents (потенциально новый метод смягчения incidents падений). Однако, поскольку мы не можем интерпретировать направленность или причинность в настоящее время (поскольку данные SIFI в настоящее время доступны только на волне 3), и влияния из других областей могут быть complex in nature (сложными по своей природе), при интерпретации any potential clinical application of these findings (любого потенциального клинического применения этих выводов) warranted some caution (требуется некоторая осторожность).

Выводы

В заключение, мы исследовали взаимосвязь между longitudinal trajectories of fall number and sensorimotor fall risk (лонгитюдными траекториями числа падений и сенсомоторного риска падений) (основанными на результатах выполнения Timed Up and Go) за 10 лет с мерой мультисенсорной интеграции (посредством Sound Induced Flash Illusion; SIFI) у 2319 пожилых людей, проживающих в сообществе. Точность, с которой слуховые и зрительные события интегрировались во времени, находилась под влиянием траекторий числа падений, но не траекторий сенсомоторного риска падений. Эти новые выводы проливают новый свет на complex interplay between falls and multisensory integration in older adults (сложное взаимодействие между падениями и мультисенсорной интеграцией у пожилых людей) и предполагают neural links between key domains in the maintenance of healthy ageing (нейронные связи между ключевыми domains в поддержании здорового старения).