工作记忆训练的随机化对照研究

Previously, we have done a great deal of research on schizophrenia's working memory impairment and its molecular genetic mechanism and have published a series of research papers. We then accumulated a great deal of experience in working memory assessment and fMRI data processing and have identified some working memory impairment-related gene polymorphisms. On the basis of these work, the current project is intended to conduct systematic research on working memory training including its effect, its brain mechanism and its molecular genetic mechanism. The project can be divided into three main elements. First, we conducted an open study to determine the working memory training program, which has been finished. In this step, we have also explored brain activation changes due to the training. Next, we planned to conduct a randomized control study in healthy volunteers and schizophrenic patients, respectively. Each subject would also accept fMRI scan before and after training, we then could clarify the training effect and explore the accordant brain mechanism. All these would lay solid foundation for future clinical apllication and promotion of the working memory training program. Finally, to be continued with our previous studies, we will also test the correlation between the genetic polymorphisms of working memory impairment that we have identified in previous studies and both the behavioral changes and fMRI changes (after training vs. before training) including brain activation, brain connection and brain network.

我们既往对精神分裂症的工作记忆障碍及分子遗传学机制进行了大量研究并发表系列研究论文，从而在工作记忆评定方法和磁共振数据处理上积累了大量经验，并识别了工作记忆障碍的风险基因多态性。本项目是既往研究基础的自然延伸。本项目拟对工作记忆训练开展系统深入的研究，探讨其效果、脑机制和分子遗传学机制。项目可以分为三个主要内容。首先，我们进行开放性研究确定工作记忆训练方案。这部分已经完成，且我们还初步探讨了训练前后fMRI脑激活的改变。接下来，我们计划在健康志愿者和精神分裂症患者中分别开展随机化对照研究，并进行训练前后的fMRI扫描，以此来进一步明确训练效果并探讨脑机制，从而为临床应用推广打下坚实基础。最后，我们对课题组既往研究获得的工作记忆障碍易感基因多态性与工作记忆训练效果及训练前后fMRI脑激活、脑连接和脑网络改变之间的相关性进行探讨。因此，作为纵向研究，本项目对课题组既往横向研究可形成有益补充。

背景：基于认知任务范式进行计算机化的认知训练是一种非常有应用价值的认知功能提升手段。工作记忆广度任务是最常被使用的认知训练范式，但目前由于研究的不充分和不规范，其效果并不明确，并且存在过分夸大的现象。本项目拟对工作记忆广度任务训练开展系统深入的研究，探讨其效果、脑机制和个体差异（遗传角度）。主要研究内容：（1）在健康志愿者和精神分裂症患者中分别开展随机化对照研究，并进行训练前后的fMRI扫描，以此来进一步明确训练效果并探讨脑机制；（2）对课题组既往研究获得的工作记忆障碍易感基因多态性与工作记忆训练效果及训练前后fMRI脑激活、脑连接和脑网络改变之间的相关性进行探讨。重要结果：（1）工作记忆广度任务训练可以有效改善工作记忆，但训练效果是否可以迁移至注意等认知功能取决于采用何种类型的工作记忆广度任务进行训练；（2）训练效果存在巨大的个体差异，遗传信息是决定个体差异的重要因素。关键数据：(1) 3组随机化对照实验数据；（2）420例健康大学生参与训练和训练前后认知数据；（3）100例健康大学生训练前后fMRI扫描数据；（4）所有参与本项目的健康大学生的遗传数据。科学意义：项目的完成比较系统地阐释了工作记忆广度任务训练对认知的作用和影响因素，有助于遏制当前对认知训练效果的夸大宣传，帮助医院和商业机构更准确地识别训练的适用群体，此外，还有助于认知训练的使用者客观地认识认知训练的效果，更理性消费。