1. 神经科学中的认知障碍导论
认知障碍被定义为记忆、注意力、语言、问题解决和执行功能等心理过程的损害，其主要特征在本质上属于认知范畴。认知涵盖一系列相互关联的心理功能，包括复杂注意力、执行功能、学习和记忆、语言、感知运动技能以及社会认知。认知障碍在神经精神和神经系统疾病中的临床相关性体现在它们导致持续的功能下降并显著影响行为。认知障碍的范围从不影响日常生活独立性的轻度认知障碍，到如痴呆和谵妄等主要神经认知障碍，后者根据《精神疾病诊断与统计手册》第五版（DSM-5）进行分类。神经心理学评估是理解认知障碍的重要工具，提供客观的认知损害测量指标，并有助于识别潜在的神经功能障碍。
2. 认知障碍的神经生物学基础与病理生理学
认知障碍涉及特定神经底物的干扰，这些神经底物参与认知功能，如前额叶皮层、海马体和杏仁核。前额叶皮层，特别是背外侧前额叶皮层，参与执行功能，包括工作记忆、计划和决策，其功能障碍与精神分裂症、抑郁症和注意力缺陷/多动障碍（ADHD）相关。背外侧前额叶皮层主要参与工作记忆，而其他前额叶区域则贡献于额外的执行功能。海马体体积减少是重度抑郁症中最一致的结构性变化之一，与执行功能较差和陈述性记忆相关；在阿尔茨海默病中，学习和记忆的早期缺陷与包括海马体在内的内侧颞叶区域病理相关。杏仁核和前额叶皮层与社会认知和情绪处理相关。
神经递质系统在认知中扮演核心角色。乙酰胆碱对学习和记忆至关重要，基底前脑胆碱能神经元退化导致的乙酰胆碱缺乏会引起阿尔茨海默病的认知衰退。多巴胺调节执行功能和动机，黑质纹状体通路中的多巴胺神经元丧失以及多巴胺向纹状体的投射减少是帕金森病认知和情绪症状的基础。谷氨酸作为主要的兴奋性神经递质，维持突触可塑性，其失调会导致阿尔茨海默病和创伤性脑损伤中的兴奋性毒性及神经元损伤。γ-氨基丁酸（GABA）调节抑制性信号传导，GABA能传递的改变与抑郁症中的记忆缺陷相关；在精神分裂症中，前额叶皮层GABA能中间神经元功能障碍与认知缺陷相关，特别是在工作记忆和注意力方面。5-羟色胺功能障碍与阿尔茨海默病的行为方面和认知症状相关，5-羟色胺能终端在β-淀粉样蛋白清除中很重要，可能与帕金森病的认知障碍相关。
小胶质细胞和星形胶质细胞介导的神经炎症过程通过释放促炎细胞因子、趋化因子和活性氧，导致神经元损伤、突触功能障碍和血脑屏障破坏，从而促进认知衰退。慢性神经炎症通常由胶质细胞持续激活引发，是神经退行性的关键促成因素，并与神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）中的氧化应激相关。氧化应激由活性氧过量产生和抗氧化防御能力受损导致，损害脂质、蛋白质和DNA，并与阿尔茨海默病及相关疾病中的神经元功能障碍和认知障碍相关。
压力通过糖皮质激素介导的机制影响认知，改变海马体、前额叶皮层和杏仁核的功能和形态。这些神经生物学机制在不同疾病中重叠：阿尔茨海默病的特征是淀粉样斑块、神经纤维缠结、胆碱能和谷氨酸能功能障碍以及慢性神经炎症；帕金森病涉及多巴胺能和胆碱能缺陷、路易体病理和额纹状体回路中断；重度抑郁症的特征是海马体和前额叶体积减少以及神经递质失衡；精神分裂症以前额叶和海马体功能障碍、GABA能和谷氨酸能异常为标志；物质使用障碍与认知缺陷和执行功能障碍相关，在酒精使用障碍中存在额小脑回路损伤的证据。
3. 认知障碍的分类与临床特征
认知障碍在DSM-5中被归类为"神经认知障碍"，它们存在于认知和功能损害的连续谱上，包括谵妄、轻度神经认知障碍、主要神经认知障碍及其病因亚型，如阿尔茨海默病、额颞叶痴呆和路易体痴呆。DSM-5引入了六个认知域：复杂注意力、执行功能、学习和记忆、语言、感知运动功能和社会认知；主要神经认知障碍只需一个认知域受损。主要神经认知障碍定义为在一个或多个认知域中从先前水平出现显著的认知衰退，损害足以干扰日常活动的独立性，并且不 exclusively 发生在谵妄背景下或由其他精神障碍解释。轻度神经认知障碍的特点是在一个或多个认知域中出现轻度认知衰退，保持独立性但需要更大的努力或补偿策略。
神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病痴呆、额颞叶痴呆和路易体痴呆，是老年人认知障碍的主要原因，其特征是记忆、执行功能、语言和其他认知域的进行性衰退，通常伴有行为和人格变化。血管性认知障碍和混合性痴呆包括由脑血管疾病导致的认知衰退，混合性痴呆指血管和神经退行性变化的组合，通常为阿尔茨海默病和血管病理。创伤性脑损伤相关的认知障碍被纳入DSM-5神经认知障碍框架内，其特征是注意力、执行功能和记忆等认知域的获得性衰退，诊断标准指定衰退证据并排除其他原因。神经发育和神经认知障碍描述了两个不同的重叠障碍类别，其中主要特征是认知障碍，发育障碍早期出现，而神经认知障碍通常在后期获得，代表先前功能的恶化。轻度认知障碍被定义为正常认知和痴呆之间的中间状态，在一个或多个认知域中具有轻度损害。谵妄和可逆性认知障碍也被认为在这一谱系内，但谵妄被排除在神经认知障碍的诊断之外。
认知障碍的临床表现具有异质性，症状包括记忆丧失、语言障碍、执行功能障碍和行为变化，进展模式和功能影响因病因和严重程度而异。鉴别诊断和合并症考虑至关重要，因为认知障碍可能在症状学和潜在病理上重叠。
4. 诊断方法与神经心理学评估
认知障碍的神经心理学测试采用标准化测试组合来评估注意力、记忆、执行功能、语言和视空间技能等域，筛查工具如简易精神状态检查（MMSE）和蒙特利尔认知评估（MoCA）广泛用于初始评估和症状严重程度分期。MMSE是一个30分量表，评估定向、注意力、语言、视空间构造和记忆，在截断分数23时，痴呆检测的汇总敏感性为88%，特异性为86%。MoCA提供了更广泛的覆盖范围，包括执行功能，并在轻度认知障碍和早期痴呆中显示出更高的敏感性。MMSE和MoCA都需要约10分钟进行管理，MoCA有多种语言版本。局限性包括在高教育水平个体中的天花板效应以及对细微或局灶性缺陷的敏感性降低，需要更全面的神经心理学测试组合进行详细评估。
神经影像技术对于检测认知障碍中的结构性和功能性脑变化至关重要。结构性磁共振成像（MRI）用于识别萎缩、血管病变和其他病理，如阿尔茨海默病中的内侧颞叶皮层萎缩或血管性痴呆中的梗塞。功能性成像方式包括氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（FDG-PET）、淀粉样蛋白和tau PET，以及单光子发射计算机断层扫描（SPECT），提供用于鉴别诊断的代谢和分子标志物。FDG-PET在区分阿尔茨海默病和额颞叶痴呆方面表现出高敏感性，而淀粉样蛋白PET用于检测早期淀粉样蛋白沉积。灌注SPECT可以区分ADHD患者与对照组，以及创伤性脑损伤患者与创伤后应激障碍（PTSD）患者和对照组。双侧后颞顶低代谢和后扣带回受累等影像学发现是阿尔茨海默病的标志，而枕叶受累是路易体痴呆的特征。
电生理方法，包括脑电图（EEG）和事件相关电位（ERPs），评估皮层兴奋性和网络功能。EEG对警觉性、认知负荷和脑活动的变化敏感，阿尔茨海默病中δ活动增加与认知障碍严重程度相关。ERPs，如P300波，提供认知处理速度和神经元同步的客观指标。经颅磁刺激（TMS）用于评估皮层兴奋性和可塑性，在阿尔茨海默病中观察到兴奋性增加，并可用于区分轻度认知障碍和阿尔茨海默病。TMS-EEG联合记录可评估网络连接性，可作为诊断和早期识别认知障碍的生物标志物。
行为、临床和生物数据的整合对于准确诊断和监测认知障碍至关重要。重复评估，包括连续神经心理学测试，用于跟踪进展，区分正常老化和病理性衰退，并指导治疗干预。挑战包括区分与年龄相关的正常变化和疾病相关衰退，以及在测试解释中考虑教育、语言和合并症等因素。
5. 治疗与管理策略
认知障碍的药物治疗包括乙酰胆碱酯酶抑制剂，如多奈哌齐、加兰他敏和利斯的明，用于阿尔茨海默病，通过抑制乙酰胆碱降解提供症状缓解；N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体拮抗剂如美金刚，通过防止病理性钙内流同时允许记忆形成和学习所需的突触传递；然而，它们的疗效有限，并非在所有患者中都观察到。单胺能药物针对5-羟色胺、去甲肾上腺素和多巴胺，用于压力相关精神障碍，常规抗抑郁药对认知症状的影响可忽略不计，除沃替西汀外，后者被FDA批准用于认知域增强。在精神分裂症中，抗精神病药物对认知障碍的益处很小，而针对谷氨酸能神经传递的化合物，如NMDA受体激动剂和甘氨酸转运蛋白抑制剂，已显示出有希望但不一致的结果。
认知康复和训练计划被认为是改善注意力、记忆和执行功能等特定域的有效干预；这些计划可能包括计算机化认知训练、虚拟现实工具和由专业治疗师实施的定制干预。目标管理训练（GMT）是一种针对执行功能的标准协议，在各种认知能力方面产生了小到中等的益处，包括执行功能、工作记忆、长期记忆、日常功能和心理健康。在GMT研究中，客观认知增益在随访中（通常在治疗后至少6个月）基本保持不变，涉及各种神经学人群，包括获得性脑损伤个体，以及物质使用障碍、多发性硬化、脊柱裂、脑血管疾病、ADHD和健康、认知正常的老年人。基于计算机的方法如Rehacom在注意力、反应控制、处理速度、工作记忆、视空间技能、执行功能和语言表现方面显示了改善。CogPack在语言学习、语言记忆和处理速度方面显示了改善。
非药物神经调节技术，包括重复经颅磁刺激（rTMS）、经颅直流电刺激（tDCS）和深部脑刺激（DBS），在精神和神经系统障碍中显示出认知改善的证据；rTMS被FDA批准用于治疗难治性抑郁症和强迫症，并在持续注意力、认知规划、视空间记忆和语言记忆方面显示出短期改善。tDCS在轻度至中度阿尔茨海默病中对单次会话显示出有益效果，但重复会话的效果可能无法持续。DBS在重度抑郁症中显示了语言记忆、工作记忆、持续注意力、运动速度和认知灵活性的改善。
可逆原因和合并症的管理包括解决多药治疗、抑郁症、代谢缺乏和睡眠呼吸暂停，当得到充分治疗时可以改善认知。生活方式干预，如坚持地中海饮食、锻炼和认知刺激，显示出在减缓认知障碍进展方面的适度有效性。心理治疗，包括认知行为疗法（CBT），可以帮助个体管理情感症状并改善创伤性脑损伤和脑震荡后综合征等疾病的整体生活质量。认知矫正疗法和脑刺激方式也可能在重度抑郁症认知功能障碍的治疗中作为辅助手段有用。
治疗开发中的挑战源于脑网络的复杂参与和认知缺陷的异质性，导致反应多变和治疗效果的普遍适用性有限。新兴的药物认知增强剂，包括加兰他敏、莫达非尼、阿托莫西汀、甲基苯丙胺和胍法辛，已在神经精神和物质使用障碍中显示出有希望的发现，证据表明在注意力、工作记忆和执行功能方面的改善。
6. 结论与未来方向
认知障碍由于与全球老龄化人口相关的患病率不断增加而成为重大的公共卫生挑战，2020年全球有5000多万人患有痴呆，预计到2050年将达到1.52亿，特别是在发展中国家。2015年，认知障碍的经济影响接近8200亿美元，需要大量研究投资于预防、治疗、护理和治愈。建立早期和准确的诊断对于实施针对每位患者的个性化医疗和社会护理至关重要，包括个性化支持；这也可能包括引入治疗以减缓衰退进展并减轻其症状。认知障碍的初步诊断基于临床和神经心理学评估，随后通过疾病生物标志物确认或反驳病因假设，脑成像发挥核心作用。得益于最近的技术进步，现在可以在大多数情况下建立精确的病因诊断。正在进行的研究将化学、物理学、人工智能和心理学的方法整合在一起，以加强理解神经退行性疾病。三相机器学习方法用于模拟记忆变化预测，一种创新的基于事件的模型结合了脑脊液标志物、萎缩、认知和脑体积变化的多模态数据，已开发用于预测从轻度认知障碍向阿尔茨海默病的转变。新兴证据表明，经颅磁刺激和经颅直流电刺激等非侵入性脑刺激技术可以通过调节脑兴奋性、突触可塑性和与认知相关的神经元活动来改善神经精神障碍中的认知恢复。认知刺激和康复计划让阿尔茨海默病患者参与刺激认知功能、促进社会互动和维持整体认知能力的活动，针对记忆、注意力、语言和执行功能等域。
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