Sci Transl Med:老年人群中趋于随机化的日常运动模式预示了较高的虚弱、失能和死亡风险——日常活动的精细模式与系统性健康
2019-11-09 宁 BioArt
人们的日常运动中含有复杂的震荡模式，这些震荡模式是自发的本质特征，并不由外部因素或行程所决定或改变。这种复杂的震荡模式反映了机体运动控制系统的自组织和自适应性，为了在最优状态下应对机体内外环境的变化并对引导机体的行为，控制系统的最佳状态既不是很规整，也不是很随机，而是处于一种微妙的临界状态。
人们的日常运动中含有复杂的震荡模式，这些震荡模式是自发的本质特征，并不由外部因素或行程所决定或改变。这种复杂的震荡模式反映了机体运动控制系统的自组织和自适应性，为了在最优状态下应对机体内外环境的变化并对引导机体的行为，控制系统的最佳状态既不是很规整，也不是很随机，而是处于一种微妙的临界状态。
哈佛医学院睡眠医学部Brigham和妇女医院睡眠和生物节律紊乱学部李鹏和Kun Hu教授在在2019年10月30日以封面报道的形式在Science Translational Medicine，发表了文章题名为“Morerandom motor activity fluctuations predict incident frailty， disability， andmorality”。研究表明，从日常运动模式中引申出的多时间尺度特征（作者注：退化的多时间尺度特征预示着信号趋于随机化）可用于监护老年人群的健康状态；老年人群中趋于随机化的日常运动模式预示了较高的虚弱、失能和死亡风险。
智能腕式或踝式运动信号记录仪（腕表或踝表）的普及使得科学研究者可以在不影响受测者日常生活的情况下连续多日监测人们的日常活动规律。Brigham和妇女医院的医学生物动力学规划研究团队（Medical Biodynamics Program）对人们日常活动的精细模式极其感兴趣，该团队与芝加哥Rush大学医学中心开展合作，分析了1275例老年人的日常运动信号。自2005年起，Rush大学的医护人员开始为这些老年人佩戴运动腕表Actical，每位老人每年连续佩戴10天，以连续不间断地对他们的日常行为活动进行监测；同时，这些老人逐年的健康情况以及系统的医学检验等均被记录，从而开展一系列和老龄化以及认知情况相关的科学和临床研究。
该团队引入了统计物理学和非线性动力学中的分析工具对运动信号的这种震荡模式进行了分析，论文指出，“该方法能够非常有效地捕捉到系统的这种临界状态的变化”。在老年人中，这种震荡模式普遍趋向于随机化，根据该项研究的结果，如果将这种随机性从高到低进行排列，具备较高运动模式随机性（随机性超过90%的受试者）老年人比具有较低随机性的老年人（随机性低于90%的受试者）未来变得虚弱的可能性增加70%、罹患失能的可能性增加高达60%、同时，死亡的风险增加60%。更为重要的是，这些关系在控制了其他相关因素（比如慢性疾病、血管性疾病、血管病风险、认知水平、心理因素、运动功能和物理运动水平等）后仍然存在，提示日常活动的随机性可能是一个独立的风险因子。
这些震荡模式在日常运动中的变化在人们表现出明显临床症状之前很多年就已经出现，因而为早期的病征预测和健康状态的预防提供了可能性。论文指出，是否能够通过干预来改善或者优化这些震荡模式，以及这种干预是否对老年人的健康产生有利影响，是后续研究需要关注的。同时，在更大样本中对这一研究结果的重现也非常重要。此外，所研究的群体相对较老，这一发现在中老年或中年群体中是否同样成立也值得进一步确认。传统的运动信号分析手段（比如物理运动水平和节律分析等）容易受到外界因素的影响。该研究组所使用的方法更加强健，受外界因素的影响较低。另外，相对临床传统使用的运动功能评估方法，这种基于运动手表的评估技术无创无损且经济便捷，适用于长时的健康监测。
该文一经刊出，已有多家国外媒体进行了相关报道，包括ScienceDaily、Medscape和Medical Xpress等，美国科学促进会AAAS和Eurek！Alert在出版当天也发布了第一作者李鹏博士的短暂采访视频，在视频中他总结说：“我们提出的这一运动信号评估方法有潜力应用于远程医疗或移动医疗领域，在当前世界范围内的老龄化趋势下，这些领域显然是非常重要的。”
这一研究再次向公众展示了可穿戴式健康监测设备的魅力，特别是该研究所使用的腕表式设备，廉价且不对佩戴者产生干扰，这样以来，长时的佩戴既不会使佩戴者感到累赘也不会对研究者或者临床医生造成额外的负担，因而非常有潜力成为未来家庭或个体医疗的重要组成部分。作者们也在文中承认了他们这项研究的弊端，包括依赖于受试者主诉的健康情况等，这些日常运动震动模式的变化与客观的健康状态比如跌倒或者入院情况等的关系有待进一步验证。
原始出处：
Li P1,2, Lim ASP3, Gao L4,5,et al.More random motor activity fluctuations predict incident frailty, disability, and mortality.Sci Transl Med. 2019 Oct 30;11(516). pii: eaax1977. doi: 10.1126/scitranslmed.aax1977.
作者：宁
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