驻高原不同时间武警官兵认知功能与情绪状态分析

Analysis of cognitive function and mood status in the Armed Police officers and soldiers at different times on plateau

摘要

目的 探究武警官兵驻高原不同时间的认知功能和情绪状态，分析两者间相互关系，为制定我军高原卫勤保障策略提供参考。 方法 选取2019年11月至2021年4月在西部地区（海拔约4 000 m）驻训的150名武警官兵作为研究对象，在其驻高原的第3个月、第6个月和第12个月进行数字广度测验和简明心境量表（brief profile of mood states，BPOMS）调查，收集数据并进行相关分析。 结果 所有研究对象的数字广度测验得分（顺背分、倒背分及顺背+倒背分）随着驻高原时间的延长而下降，其中驻高原第12个月的分值（顺背分、倒背分及顺背+倒背分）均较前升高（P<0.05），且分别有95（63.3%）、81（54.0%）名官兵的数字广度记忆得分低于在高原第6个月、第12个月的平均分［（13.05±2.41）、（14.07±3.59）分］。紧张、愤怒、疲劳、抑郁和慌张等消极情绪随着驻高原时间的延长而显著加重（P<0.05）；精力、自尊感等积极情绪在高原第6个月明显增强，在高原第12个月有所降低（P<0.05）。Spearman相关性分析发现，驻高原期间的数字广度测验总分与疲劳、抑郁、慌乱等消极情绪呈显著负相关，与精力、自尊感等积极情绪呈正相关（P<0.05）。 结论 随着驻高原时间的延长，武警官兵的认知功能明显下降，消极情绪也越来越突出。驻训高原的官兵，其认知功能与情绪状态密切相关，消极情绪越增长，积极情绪越下降。

Abstract

Objective To investigate the cognitive function and mood status in the Armed Police officers and soldiers in garrison on plateau at different times, and also to analyze the relationship between them, so as to provide reference for the development of medical support strategy for our units. Methods 150 Armed Police officers and soldiers who deployed for plateau training in the western region of China （with an altitude of about 4 000 m） from November 2019 to April 2021 were selected as research subjects. The digital span test and the brief profile of mood status （BPOMS） were performed in the 3rd, 6th and 12th months on the plateau, and relevant data were collected and analyzed. Results The scores of digital span test （forward, backward and forward+ backward scores）decreased with the extension of stay on the plateau, but its fraction in the 12th （forward, backward and forward+ backward scores） all elevated as compared with the previous data（P<0.05）. Furthermore, the scores of digital span test in 95(63.3%) and 81(54.0%) subjects were lower than the average in 6th and 12th months［（13.05 ± 2.41)，(14.07 ± 3.59）］.The emotions of tension, anger, fatigue, depression and panic were significantly aggravated with the prolonging of stay on the plateau（P<0.05）, while the positive emotions of vigor and self-esteem increased during their stay on the plateau in the 6th month, nevertheless decreased to a certain extent in the12th month on the plateau（P<0.05）. Spearman correlation analysis revealed that the scores of the digital span test were negatively correlated with the negative emotions of fatigue, depression and panic significantly, but were positively correlated with the positive emotions of energy and self⁃esteem（P<0.05）. Conclusion With the extension of stay on the plateau, the cognitive function of military personnel significantly decreased, with negative emotions becoming increasingly prominent. Cognitive function is closely related to the mood status. The more negative emotions grow, the more positive emotions decline.

Graphical abstract

关键词

高原 / 武警官兵 / 认知功能 / 情绪状态

Key words

Plateau / Armed Police officers and soldiers / Cognitive function / Mood status

我国高原地域辽阔，资源众多，是中央确定的推进社会经济全面发展的重要战略区域，也是国家的安全屏障和生态屏障。驻训高原的官兵由于处在低压低氧等特殊环境中，往往会出现不同程度的高原衰退——体重下降、体力下降、记忆减退等，严重的甚至会发生高原病，出现高原脑水肿、肺水肿、心脏病，严重危害其生命健康^［1-2］。但高海拔对认知功能、情绪状态的影响存在争议。既往研究均认为轻度认知障碍是驻训高原官兵的常见问题之一。认知功能长期受损会影响官兵的技能与战术、反应速度与时间等军事能力^［3］。但Zhang等^［4］对从低海拔前往高度为2 260 m地区的人群调查发现，没有人发生明显的认知损伤。此外，焦虑、抑郁等异常心理症状在急进高原官兵中也普遍存在，增加慢性高原病的发病风险^［5］。但对于长期驻训的高原人群是否仍有此特点并不明确。因此，本研究通过追踪驻训高原不同时间段的武警官兵认知功能与情绪状态动态变化，探索两者间的密切联系，以期为制定我军高原卫勤保障策略提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象

采用方便抽样法选取2019年11月至2021年4月于西部地区（海拔约4 000 m）驻训的150名武警官兵作为研究对象，对其进行追踪调查。纳入标准：（1）初次从平原进入高原驻训的武警官兵；（2）身体健康，没有严重的身心疾病。排除长期居住于高海拔地区（海拔≥2 500 m）的官兵。所有参与者均为男性；年龄17～24岁［（19.35±1.40）］岁；体重指数（BMI，kg/m²）为21.58±1.87；学历中，初中30人（20%），高中90人（60%），本科30人（20%）。本研究获得所有官兵的知情同意并通过解放军总医院伦理委员会批准（S2020-363-01）。

1.2 研究设计

本研究为纵向队列研究。收集所有研究对象在未进入高原前的基线资料，包括年龄、身高、体重、民族、籍贯、学历等。且所有研究对象驻训前均接受体格检查，不存在严重的身心疾病。研究人员在官兵前往高原驻训的第3个月、第6个月及第12个月对其追踪，采用数字广度记忆测试评估其认知功能，采用简明心境量表判断其情绪状态。高原标准依据2004年在青海西宁召开的第六届国际高原医学大会确定的《慢性高原病国际诊断标准》，明确将海拔2 500 m作为高原的起始海拔高度^［6］。

1.3 研究方法

（1）数字广度记忆测试。数字广度记忆测试被用来测验个体的短时记忆能力。此测试是由北京师范大学心理学教授根据研究目的所设计的一款程序，需要在IPDA上独立完成。共分为2个阶段。第一阶段，受试者根据IPAD发出的指令将屏幕上出现的数字顺背在IPAD上。第二阶段，受试者需要将屏幕上出现的数字按照相反的方向倒背出来。例如：屏幕上出现数字“1，2，3”。顺背是“1，2，3”，倒背是“3，2，1”。最终测试的得分是由“顺背分+倒背分=总得分”来衡量武警官兵的认知功能。低分表示其短时记忆、注意力及精神控制力弱。本测试被安排在一个隔离、独立、安静的小房间进行，受试者按照顺序逐个进入房间，按IPAD给出的指令进行测试^{［7- 8］}。（2）简明心境量表。简明心境量表被用来测验个体的情绪状态，最初是由McNair在2017年编制，本研究采用的是Grove在1992年改进的简明心境量表^［9］。该量表共由40个条目组成，涉及紧张、愤怒、疲劳、抑郁、慌张、精力、自尊感7个维度。各个条目计分从“一点也不”到“非常”分别计0～4分，前5项之和为消极情绪得分，后2项之和为积极情绪得分，情绪纷乱总分（total score of emotimal disorder， TMD）=消极情绪分-积极情绪分+100分。分值越高表明积极情绪越低落，消极情绪越高涨，个体存在情绪障碍^［10］。该量表在本研究中信效度良好，各维度的Cronbach’s α系数为0.726～0.888。

1.4 统计学处理

采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析。计量资料分析前进行正态性及方差齐性检验，符合正态分布的计量资料以\overline{x}\pm s表示，多组间比较采用重复测量数据方差分析；不符合正态分布的计量资料以中位数（四分位间距）［M（P₂₅，P₇₅）］表示，多组间比较采用非参数检验（Kruskal-Wallis检验）；计数资料以百分比（%）表示，多组间比较采用卡方检验或Fisher精确检验。采用Spearman相关性分析及多元逐步线性回归分析驻训高原官兵的认知功能及情绪状态间的关系。所有检验均为双侧。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 驻高原不同时间的武警官兵认知功能分析

以数字广度记忆测试的顺背+倒背分结果作为判断驻训高原的武警官兵认知功能标准，在高原第3个月，80名（53.5%）武警官兵顺背+倒背分高于均值（14.59 ± 3.49分）。高原第6个月，55名（36.7%）武警官兵顺背+倒背分高于均值（13.05 ± 2.41分）。高原第12个月，69名（46.0%）武警官兵顺背+倒背分高于均值（14.07 ± 3.59分）。初上高原前3个月武警官兵的认知功能整体高于平均水平，但随着时间的延长，在高原驻训第6个月及第12个月其认知功能水平普遍低于均值（P=0.014），见图1。进一步分析发现，所有研究对象的认知功能随着驻高原时间的延长整体呈下降趋势（P<0.05），但高原第12个月较高原第6个月得分稍微上升，具体表现在顺背分、倒背分、顺背+倒背分值随着时间的延长出现整体下降，但在高原第12个月顺背分、倒背分、顺背+倒背分值高于高原第6个月，低于高原第3个月。见表1。

2.2 驻高原不同时间的武警官兵情绪状态动态变化

简明心境量表可以较为全面地反映驻高原不同时间的武警官兵各种情绪状态变化。由表1可见，武警官兵紧张、愤怒、疲劳、抑郁和慌张等消极情绪随着驻高原时间的延长而显著加重（P<0.05）。精力、自尊感等组成的积极情绪在高原第6个月较高原第3个月有明显的升高，在高原第12个月又显著下降（P<0.05）。

2.3 驻高原不同时间的武警官兵认知功能及情绪状态相关分析

本研究采用Spearman相关性分析判断驻高原不同时间的武警官兵认知功能与情绪状态关系。见表2。由表2可见，武警官兵在高原驻训的第3个月，数字广度记忆测试顺背分、顺背+倒背分与疲劳、抑郁、慌乱等消极情绪及情绪总分呈负相关，与精力、自尊感等积极情绪呈正相关（顺背分与自尊感除外），倒背分与抑郁、消极情绪、情绪总分呈负相关（P<0.05）；驻高原第6个月，顺背分、倒背分、顺背分+倒背分分别与紧张、愤怒、疲劳、抑郁、慌张、消极情绪、情绪总分呈负相关（倒背分与愤怒、慌乱除外），与精力、自尊感、积极情绪呈正相关（P<0.05）；高原第12个月，顺背分、顺背+倒背分与紧张、愤怒、疲劳、抑郁、慌张、消极情绪及情绪总分呈负相关（顺背+倒背分与疲劳除外），与精力、自尊感、积极情绪呈正相关（P<0.05）。以高原第6个月的顺背+倒背分为评估认知水平的因变量，以上述相关性分析中有显著差异的紧张、焦虑、抑郁、疲劳、慌张、精力、自尊感为自变量，控制年龄、学历，进一步采用多元逐步回归分析。结果显示，经逐步筛选，最终抑郁、精力进入回归方程，所建立的多元线性逐步回归方程为最优方程，即：Y=11.6828－0.1969×抑郁+0.1086×精力。见表3。

3 讨论

本研究结果显示，武警官兵的认知功能随着驻高原时间的延长而出现整体下降趋势。高原驻训第6个月及第12个月，分别有95名（63.3%）、81名（54.0%）的官兵认知水平低于正常值。尽管在高原第12个月时认知功能得分有所回升，但仍低于最初进入高原时的认知水平。苑斌等^［11］在一项调查研究中发现，西藏地区城区居民阿尔茨海默病患病率较平原地区显著增高（12.9% vs.9.9%），且脑白质病变发病率也明显高于平原地区，而阿尔茨海默病、脑白质病变与认知功能障碍密切相关。Heinrich等^［12］研究指出，高原志愿者认知功能（执行控制、风险抑制、持续注意力）随着环境的适应而有所改善，实施补充氧气及适应性支持通气措施可有效提高高原志愿者的精神运动警惕性，缓解疲劳。众所周知，大脑是人体对氧最敏感的器官之一，当供氧切断时间超过6 min就会造成不可逆的脑损伤。而机体长期血氧含量不足会直接影响大脑运动皮层白质、双侧前额叶皮层及双侧岛叶灰质密度降低，损害个体的认知功能^［4］。武警官兵初入高原机体突然暴露于低氧环境，大脑急剧供氧不足，使得负责神经元之间通信的细胞结构——突触的效能发生改变。突触是训练依赖型神经可塑性中的关键细胞结构，在缺氧条件下很容易被破坏。驻训武警官兵由于突然暴露于低氧环境，直接影响到神经递质突触的释放及与突触功能相关的活性因子的表达，从而引发认知障碍^［13-15］。此外，高原低氧会使体内氧自由基增加、氧化应激反应增强。神经炎症在炎症细胞因子的作用下，通过膜受体和核活化因子激活小胶质细胞，触发神经元损伤，同时影响神经元的可塑性，改变长期电位的形成和维持，导致海马依赖性记忆的损伤^［16］。值得注意的是，简单的认知功能仅依赖于轻微的神经元健康，在慢性缺氧压力下更容易得到补偿，高海拔慢性缺氧刺激会引起神经系统的补偿性调整，从而恢复一些感觉和认知能力^［17］。这就解释了驻训官兵在高原驻训的第12个月时认知水平为什么有回升趋势，当然这也与部队领导定期带领战士进行集体吸氧的保障措施有关。

良好的心理素质是军人完成军事任务、打赢国防战争的保障。情绪状态是反映高原驻训官兵心理健康水平的有效指标^［18］。从入驻高原起，官兵们的消极情绪随着驻高原时间的延长而明显加重，积极情绪呈下降态势。Gao等^［17］对从海平面迁徙到高海拔地区的人群调查发现，长期比短期停留在高海拔地区的人表现出更突出的心理和情绪问题，包括紧张、抑郁、愤怒和困惑等。慢性缺氧会影响与情绪相关的神经递质的合成与释放，如儿茶酚胺、P物质和NO等导致情绪障碍在高海拔地区更为突出。高海拔间歇性低氧可导致个体发生代偿性低碳酸血症，低碳酸血症本身就可能引起焦虑、抑郁等。国内学者杨国愉等^［19］发现从低海拔进驻高海拔的军人，其情绪变化主要表现为抑郁，初入高原焦虑影响显著，但随着驻训时间的延长有下降趋势，这与本研究结果不一致。目前国内关于驻训高原官兵的情绪障碍研究主要集中于焦虑、抑郁情绪。本研究中还发现驻训官兵的疲劳状态随着驻高原时间的延长显著加重，严重影响驻训官兵的高原作业，降低我军军事战斗力。

高海拔驻训官兵的认知功能下降会增加消极情绪，同时减少积极情绪的出现。本研究结果显示，武警官兵在高原驻训的任何时期，数字广度记忆测试得分越低，负性情绪越严重，积极情绪随之显著降低。Bhome等^［20］对功能性认知障碍（一种在没有潜在的神经退行性疾病的情况下，持续和真正体验到的主观认知困难的疾病）患者进行抑郁症筛查，发现49%的患者合并抑郁症，这与Pennington等^［21］先前的研究一致。此外，既往研究还发现相较于普通人群，有认知障碍的患者消极情绪普遍存在^［21］。说明认知障碍可能是抑郁症的一个独立特征，能有效反映情绪障碍。厌恶、反感经历的持久记忆会引发不良情绪的适应反应，在记忆过程中一个或多个元素的中断会导致侵入性记忆，这种反应可能是构成各种精神疾病的基础，包括焦虑症、强迫症、创伤后应激障碍和特定恐惧症等^［22］。既往研究显示^［23］，认知障碍在患有严重抑郁症和焦虑症的年轻人中很常见，其中执行功能障碍在重度抑郁症中最为明显。回顾既往研究，发现认知功能与情绪障碍密切相关，但关于两者间因果关系并不清楚，目前针对缺氧环境下高原官兵认知功能的改善和防护措施的研究也才刚刚起步。靶向认知调节的直接干预（乙酰胆碱酯酶抑制剂、钙离子拮抗剂）和减轻高原生理反应的间接干预（我国传统的中草药如藏药红景天、红景天黄芪合剂、复方党参等）是常见的两大干预措施。认识高原低氧对认知功能、情绪状态影响的规律， 对高原官兵认知下降的防护和情绪调节有着积极作用。

4 结论

随着驻高原时间的延长，武警官兵的认知功能普遍低于平均水平，短时记忆能力显著下降，消极情绪随之越来越突出，积极情绪显著下降。且高原环境下驻训官兵的认知功能与情绪状态密切相关，与紧张、焦虑等负性情绪显著负相关，与精力、自尊感等积极情绪显著正相关。应重点关注武警官兵高原作业时认知功能及情绪特点，为制定更好的卫勤保障策略提供参考。

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基金资助

国家老年疾病临床研究中心2018开放课题(NCRCG-PLAGH-2018008)

解放军总医院军事医学青年项目(QNC19054)

解放军总医院第二医学中心专项科研课题立项资助(ZXD2008)