摘要
背景
轻度认知障碍（MCI）患者常出现执行功能障碍。传统工具如Stroop测试虽被广泛用于评估该领域，但生态效度不足。基于具身认知的虚拟现实（VR）认知评估可能提供更沉浸且敏感的方法来检测细微的执行功能障碍。
方法
本研究开发并验证了新型VR-Stroop测试（VRST），模拟现实中的衣物分类任务，包含不协调的单词-颜色刺激。413名老年人（224名健康对照和189名MCI患者）使用手持控制器完成VRST。收集任务完成时间、三维轨迹长度和犹豫潜伏期等行为指标，并进行传统评估：MoCA-K、纸质Stroop测试和Corsi积木测试（CBT）。使用ROC曲线和Spearman相关分析区分能力和结构效度。
结果
所有VR衍生行为标记均能有效区分MCI患者与健康对照，其中三维轨迹长度的曲线下面积最高（0.981），其次为犹豫潜伏期（0.967），均优于MoCA-K（0.962）。VRST结果与整体认知（MoCA-K）、抑制（Stroop）和工作记忆（CBT）显著相关，证实了聚合效度。重要的是，基线运动能力无显著差异，表明执行功能差异是表现差异的主要原因。
结论
VRST通过具身认知-运动交互，提供了检测MCI相关执行功能障碍的有效、可靠且可扩展的手段。其在真实情境中捕捉细微行为变化的能力，显示其在临床和社区认知筛查中的巨大应用潜力。
试验注册：本研究在泰国临床试验注册中心回顾性注册，注册号TCTR 20250625011。
关键词：轻度认知障碍，虚拟现实，具身认知，抑制控制，执行功能，数字生物标记物，Stroop测试
简介
轻度认知障碍（MCI）代表阿尔茨海默病（AD）的前驱阶段，其特征是记忆和执行功能下降超出正常年龄相关变化。随着早期干预的重视，定期监测MCI患者以检测向AD的潜在进展变得尤为重要。尽管神经心理学筛查工具仍是临床识别MCI的主要方法，但其局限性已有充分记录。蒙特利尔认知评估（MoCA）虽然广泛用于区分MCI，但显示相对较低的敏感性，降低其在准确区分早期MCI与正常认知老化中的实用性。
除认知障碍外，MCI患者还表现出与认知相关的运动功能障碍，特别是上肢功能。先前研究表明，智能手机衍生的键盘动力学在自发认知-运动交互中反映精细运动控制，区分MCI患者与认知健康老年人的敏感性和特异性分别达到97.9%和96.9%。数字生物标记物，特别是通过移动和可穿戴技术生成的，因其传感器敏感性和实际应用性，为MCI检测提供了有前景的途径。
方法
参与者
参与者从首尔和韩国牙山的老年人及日间护理中心招募，分为两组：224名健康对照（HCs）和189名MCI患者。纳入标准基于既往研究，包括：主观记忆下降投诉；相比年龄和教育匹配的HCs，神经心理学测试显示至少1.5个标准差的记忆损伤；通过认知障碍筛查测试保持一般认知能力；日常生活活动独立；无VR使用经验。
程序
所有参与者完成MoCA-K、传统Stroop测试和计算机化Corsi积木测试（CBT）以评估基线认知表现。此外，为排除基线运动功能差异的影响，使用Box and Block测试和Grooved Pegboard测试评估基线上肢功能。参与者随后完成本研究开发的VRST，包含至少10分钟的教程熟悉VR界面，测试在安静房间进行，持续约2分钟，重复三次，每次间隔30秒。
结局指标
VRST设计为在虚拟环境中模拟现实场景，通过反向Stroop范式测试抑制控制。参与者需忽略物体的颜色这一显著但任务无关特征，根据语义身份分类虚拟物品（如衬衫、裤子、袜子或鞋子）。任务包含20个刺激物，记录总完成时间、控制器在三维空间的轨迹长度和犹豫潜伏期（按压控制器按钮与物体移动启动的时间间隔）。
结果
一般临床特征
两组在人口统计学特征上无显著差异（p>0.05），但MoCA-K、Stroop测试、CBT和VRST指标存在显著差异（p<0.001），表明HCs与MCI患者在年龄和教育程度上匹配，但认知功能不同。
敏感性、特异性和区分能力
VRST的三维轨迹长度（AUC=0.941）和犹豫潜伏期（AUC=0.925）的区分能力均优于MoCA-K（AUC=0.813）。三维轨迹长度达到最高敏感性（96.8%），犹豫潜伏期达到最高特异性（100%）。
行为标记与认知功能的相关性
VR衍生行为标记与MoCA-K（完成时间：r=-0.598；三维轨迹长度：r=-0.683；犹豫潜伏期：r=-0.671）、Stroop测试（完成时间：r=0.583；三维轨迹长度：r=0.627；犹豫潜伏期：r=0.611）和CBT（完成时间：r=-0.309；三维轨迹长度：r=-0.381；犹豫潜伏期：r=-0.353）显著相关（p<0.01），表明VR衍生行为标记与整体认知功能、抑制控制和工作记忆相关。
讨论
本研究通过具身行为标记区分MCI与健康老年人，发现三维手部运动轨迹和犹豫潜伏期等VR衍生标记的敏感性和特异性均超过传统筛查工具。基线运动功能评估排除了运动差异影响，证实这些标记反映执行功能损伤。
三维轨迹长度的高区分能力（AUC=0.981）提示其作为MCI标记的潜力。运动轨迹延长可能反映目标导向动作中的运动效率降低和规划混乱，与执行功能损伤相关。这与内模型理论一致，即大脑通过前向和逆向模型预测感觉后果和生成运动命令，当这些内部模型退化时，运动变得空间变异、低效且非优化。
与传统多模态方法依赖昂贵的神经影像不同，VRST使用现成的商业VR设备，提高了临床和社区应用的可及性和可扩展性。未来版本应整合友好的老年界面和简化协议，以支持非专业人士实施和真实世界的认知筛查。
结论
VR衍生的行为标记，特别是三维轨迹长度和犹豫潜伏期，作为敏感且可扩展的数字生物标记，比传统筛查工具更具临床信息价值。研究揭示了沉浸式VR评估在临床和社区环境中早期识别MCI的可行性。
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