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研究目的:生活中由于障碍及老年人的认知功能退化,使老年人在行走时将更多的精力放在了认知过程中,减少了对下肢运动的关注,提升跌倒风险。由于在感知外部环境与参与内部认知活动时所调用的大脑前额叶脑区不同,因此本研究通过探究老年人在无障碍单任务、有障碍单双任务三个条件下行走时对大脑前额叶不同脑区激活程度的影响,促进老年人认知功能及姿势控制相关研究的进展。研究方法:从山东省济南市某高校附近小区的居民筛选19名受试者,包括14名男性、5名女性,身高164.37±6.64cm,体重66.51±9.65kg。纳入标准:MMSE≥24,年龄在65-75岁之间,无神经系统、肌肉系统、呼吸系统等疾病,能够独立行走,无视觉障碍,近6个月内未服用过影响神经系统的药物,右利手,自愿参与实验。受试者签署知情同意书。实验方案获得学校伦理委员会批准。2.2实验方案测试前测量受试者的腿长及确定优势腿。测试时受试者以自选步速完成无障碍无认知（AS）任务、有障碍无认知（OS）任务以及有障碍有认知（OD）任务三个测试,AS为无障碍行走且无认知任务,作为对照;OS为行走时跨越障碍但无认知任务;OD为跨障碍行走时完成从一个随机3位数连续减3倒数的认知任务。障碍高度为受试者腿长的20%。测试任务顺序随机,每个任务至少成功完成三次,每次测试包括30s静息、30s行走,共跨越4次障碍。2.3数据采集使用近红外脑成像系统（日本岛津）8个发射器、8个探测器,22个通道,13.3Hz,覆盖在大脑前额叶区。通过修正的Beer-Lambert定律得到含氧血红蛋白浓度（Hb O2）。使用3D数字仪（FASTRAK,Vermont）确定通道MNI坐标。红外动作捕捉系统（Vicon,英国）测量受试者步速,12台红外摄像头,100Hz,39个Marker点。2.4数据处理使用基于MATLAB软件的NIRSSPM工具包对近红外数据进行去伪影、降噪、平滑、基线校正处理,将各个通道的三次任务时Hb O2变化值进行平均,根据布罗德曼（BA）脑区划分标准,将前额叶脑区划分为左右侧BA10区,左右侧BA11区,左右侧BA46区6个区域,计算每个脑区的平均Hb O2变化值。根据任务将数据分为AS、OS、OD三个组,在组水平上再次平均,作为不同脑区激活程度指标数据。步速数据使用Vicon Nexus软件预处理,导入Visual3D（C-Motion,美国）软件进行建模、滤波、标准化等处理,采用巴特沃斯四阶数字低通滤波,截止频率为10Hz。取三次测试的平均值。2.5统计学分析使用SPSS19.0统计分析软件对因变量进行正态分布及方差齐性检验,应用单因素方差分析对步速和近红外数据进行统计学分析,使用LSD法进行多重比较,显著性水平为0.05。研究结果:AS任务时的步速显著大于OS、OD的步速（AS:1.14±0.09m/s,OS:0.90±0.10m/s,P＜0.001;OD:0.84±0.13m/s,P＜0.001）;OS、OD任务之间无显著性差异（P＞0.05）。左侧BA46区在OD任务时的Hb O2浓度增加值显著大于AS和OS HbO2浓度增加值（单位:μmol/L,下同OD:0.014±0.014,AS:0.004±0.01,P=0.034;OS:0.002±0.014,P=0.016）,AS任务与OS任务之间无差异（P＞0.05）;右侧BA46区（AS:0.005±0.014,OS:0.003±0.009,OD:0.010±0.014）有增加趋势,但无显著性（P＞0.05）。其他脑区在三个任务状态下的HbO2浓度增加值均无显著性差异（P＞0.05）。在OD任务下,左侧BA46区Hb O2浓度增加值（0.014±0.014）显著大于右侧BA10区（0.005±0.010,P=0.014）、BA11区（0.003±0.009,P=0.02）、左侧BA10区（0.005±0.008,P=0.015）、BA11区（0.002±0.007,P=0.001）,与右侧BA46区无显著性差异（P＞0.05）;右侧BA46区Hb O2浓度增加值显著大于左侧BA11区（0.002±0.007,P=0.044）,且高于右侧BA10区、BA11区,左侧BA10区,但无显著性差异（P＞0.05）。说明在OD任务下前额叶左右侧BA46区呈现激活状态。研究结论:老年人在跨越障碍并执行认知任务时大脑前额叶左右BA46区显著激活,行走时跨越障碍任务由外部环境驱动,认知任务由大脑中枢驱动,需要进行分配注意力、行为决策等。与年轻人呈现右侧激活现象不同,当老年人需要使用更多的注意力完成任务时,大脑左侧激活会补偿其前额叶功能,呈现双侧激活。