高海拔暴露对工作记忆的影响及其脑机制

Long-term exposure at high altitudes influences the central nervous system, and affects memory. The neurocognitive basis of the effect of long-term high altitude exposure on working memory is unclear. This project uses the behavioral experiment and ERP technology, firstly, determining the cumulative effects of long-term high altitude exposure time for working memory by two through the two tracking experiment, and then further clarifying the psychological mechanism of high altitude exposure on working memory, finally, determining the altitude effect of high altitude exposure on working memory by studying the groups which have grown up at different high altitude areas but the same age. The project will reveal when and where the high-altitude exposure began to affect working memory, and the changes of working memory with prolonged exposure time and its brain activity patterns. The project could provide new scientific evidence for the study of cognitive impairment caused by high altitude hypoxia, solve the long controversy on the influence of high altitude on working memory, and raise new theory on high altitude environment adaptation. Applicants got rigorous and systematic training of cognitive neuroscience and published many high quality papers which provided a solid foundation for the implementation of this project.

长期反复地暴露在高海拔地区会导致中枢神经系统损伤，使记忆功能下降。高原缺氧对外来移民工作记忆的影响及其神经机制尚有待探究。本项目采用认知行为实验和ERP技术，首先通过两个追踪实验来确定高海拔缺氧对工作记忆的时间累积效应，再通过延迟匹配任务进一步明确高海拔对工作记忆影响的心理机制，最后通过对比高海拔地区不同海拔高度同龄群体的认知特点来确定高海拔暴露对工作记忆的海拔效应。本项目将揭示高海拔暴露从何时、何种海拔高度开始影响工作记忆，以及随暴露时间的延长工作记忆的变化及其脑活动模式。本项目的实施可望为高原低氧环境导致认知损伤的研究提供新的科学证据，解决长期以来高原低氧环境对工作记忆影响研究中的争议，提出新的高原环境的脑适应理论。申请人长期在西藏从事心理学的教育与研究工作，研究团队具有从事心理学和脑科学研究的经验，已在国内外发表多篇论文，为本项目的实施提供了坚实的基础。

近年，涌入高海拔地区旅游或工作者越来越多，低氧环境对个体认知功能的影响研究也不断增加。本研究基于认知资源限制理论，采用事件相关电位(Event-related potential, ERP)技术，通过n-back任务和延迟样本匹配任务，探讨长期高海拔对工作记忆系统中视空间模板、语音环和中央执行功能（刷新和保持）三个子成分的影响机制。并通过追踪研究和对比不同高海拔地区工作记忆的差异，探讨高海拔对工作记忆影响的时间和空间效应。. 研究发现：（1）言语和空间任务皆表明高海拔组被试与信息刷新功能密切相关的顶叶部位的P3明显变大，且记忆负荷效应显著，说明高海拔组瞬时刷新时的认知负荷高于低海拔组。在空间工作记忆任务中，高海拔组在高知觉负荷条件下比低知觉负荷下诱发更大的前额叶LPC，说明高海拔组比低海拔进行空间信息表征时付出的努力更多。但在言语工作记忆任务上无此效应。（2）在信息保持功能上。低认知负荷条件下，在300-470 ms时间范围内高海拔组无干扰和有干扰条件的CDA成分存在显著差异，低海拔组在前述两种条件中无显著差异。说明个体在高海拔的记忆负荷比在低海拔要大，过滤干扰刺激的能力下降，其工作记忆的保持能力受缺氧损害。（3）不同高海拔地区的对比研究显示，4000米以上高海拔损伤个体的言语和空间工作记忆的加工，但高原世居者可通过增强认知努力补偿高原低氧环境的损伤。3700米海拔居民工作记忆也有部分损伤，故难以断定4000米就是海拔损伤认知的临界点。（4）追踪研究的结果表明，短期高海拔居住者的言语工作记忆任务的正确率显著下降，说明因急性缺氧受损；但是3个月的适应期之后可以恢复至正常水平。空间工作记忆无类似变化。. 本研究第一次用实验的方法科学的验证了高原低氧环境对移居者和世居者工作记忆的影响的时间和空间效应及其神经机制。研究结果对进一步进行高原低氧环境对脑功能影响的干预研究提供了基础数据，并对国家制定相应的援藏政策和退休政策，以及对驻藏官兵的轮换及提高战斗力等方面的决策提供了理论依据。