運動與神經退行性疾病研究熱點的可視化圖譜分析

摘要：【目的】探究近10年運動干預神經退行性疾病的主要研究和熱門方向，為相關學科領域研究提供參考。【方法】以Web of Science核心合集數據庫2013-2022年826篇相關文獻為研究對象，運用CiteSpace 軟件繪制圖譜進行分析。【結果】近十年相關發文量呈上升趨勢，其中2020年增長最為迅速；學科研究集中在神經科學和臨床神經病學等基本領域；熱門關鍵詞為阿爾茨海默病、帕金森病、運動體育、活動氧化應激等；聚類最高的關鍵詞分別為多發性硬化、β-淀粉樣蛋白和帕金森病。【結論】運動作為非藥物干預，未來的研究應重視多學科的融合，我國應加強傳統體育與康復治療相結合開展高質量研究，并進一步探討運動在康復中的應用。

關鍵詞：運動；神經退行性疾病；老年人；Citespace；可視化分析

當前，全球人口老齡化的趨勢日益加劇。隨著時間的推移和新世紀的到來，我國人口老齡化的事實成為一個慎重的問題：目前，我國已經有1.26億60歲以上的老年人，而到本世紀中葉，將達到4.1億[1]。神經退行性疾病（Neurodegenerative disease，ND）是一種慢性疾病，它會導致神經細胞（神經元）或神經支持細胞的功能逐漸喪失或減少[2]。這類疾病常常導致患者的運動、思考能力、學習能力、記憶力、行為或情感上的變化。這種疾病通常是以慢性、逐漸惡化的方式進展，可以引起痛苦和困惑[3]。治療通常是綜合性的，包括藥物治療、行為療法、康復訓練、營養和心理支持。目前，常見的神經退行性疾病包括阿茨海默病（Alzheimer disease，AD）、帕金森病（Parkinson’s disease，PD）、亨廷頓病（Huntington's disease，HD）、肌萎縮側索硬化癥（Amyotrophiclateral sclerosis，ALS）[4]等。人口老齡化的突然出現肯定會造成這部分患病人數的明顯提高。帕金森病在患者數量上僅次于阿爾茨海默病，是第二常見的神經退行性疾病，主要發生在中年以上的人群，65歲以上人群中患病率約為1%[5]。

神經退行性疾病在整個發病過程中大多伴有兩類癥狀：運動癥狀與非運動癥狀[6]。運動癥狀主要影響患者的工作和日常生活能力，非運動癥狀明顯影響患者的生活質量[7]。既往研究顯示，運動是預防神經退行性疾病發作和減輕嚴重程度的良好干預措施[8]，對大腦和身體的各個部位都有很好的作用[9]。Citespace 是一款用于可視化、分析和理解科學文獻網絡的軟件，它可以抽取出論文中的關鍵詞和主題，并生成相應的網絡圖，方便直觀地了解文獻之間的聯系。此外，Citespace 還提供了許多可視化工具，幫助用戶更深入地分析數據。[10]。本文借助CiteSpace軟件，以Web of Science相關文獻為研究對象，對相關學科、國家機構分布、文獻共被引及關鍵詞等方面進行分析，了解該方向研究現狀和發展趨勢。

1 資料和方法

1.1 數據來源

采用Web of Science核心合集數據庫進行高級檢索，檢索式為TS=（Neurodegenerative disease*） AND TS=（exercise therapy*）。文章類型為“Article”和“Review”，檢索語言為“English”，檢索時間為2013年1月1日至2022年12月31日”，共檢索到909篇相關文獻。

1.2 方法

將選中檢索文獻以全記錄與引用參考文獻、純文本格式導出并命名“download_.txt”文件，導入Citespace軟件。剔除重復文獻后得到826篇文獻，主題詞來源與關鍵路徑為系統默認值，分別以發文量、相關學科、國家與機構、文獻共被引及關鍵詞等方面進行可視化分析。

2 結果

2.1 發文量

2013-2022年神經退行性運動干預領域總共發布826篇文獻，近十年發文量總體呈現增長趨勢，見圖1。2013—2018年呈現逐年增長的趨勢，平均每年增加5篇；2018—2020年發文量大幅增加；2020-2022年有所下降但總體發文量居高，2020年發文數量為128篇，達到高峰狀態。這表明運動干預在神經退行性疾病中的應用越來越廣泛，可能成為潛在熱點研究領域。

2.2 學科分布

由表1可知，目前研究領域集中在Neurosciences神經科學和Clinical Neurology臨床神經病學，這些學科作為神經性疾病的基礎領域，占有相當重要的地位。除此之外，Rehabilitation康復學，Sport Sciences體育科學和Nutrition Dietetics營養學交叉學科融入，使今后的研究開展有更多的方向。

2.3 研究影響力分布

2.3.1 國家與機構

以國家與機構為節點得到可視化分析圖譜，表2可得出發文數前三名分別為美國、中國、意大利，從文章的中心性來看，美國、英國、西班牙中心性最高，顯示出這三個國家中研究神經退行性疾病與運動干預效果的中心性最強，在該領域研究中占據著舉足輕重的地位。我國在發文量上雖居于第二，但在該領域研究中的中心性低，在相關領域中的研究成果較少，與歐美國家存在差距。發文總數最高的機構為美國的波士頓大學，其次分別是阿拉巴馬大學伯明翰分校和哈佛醫學院，我國發文量最高的機構為香港理工大學，結果見表3。圖2為相關國家合作的圖譜，可看出以美國為中心，各高產國家間相互聯系展開的學術合作網。

2.3.2 文獻共被引

“文獻共被引”指某篇文獻與其他文獻之間的引用關系，當多篇文獻都同時引用了同一篇文獻時，這些文獻之間就存在“共被引”關系。因此，“文獻共被引”可以幫助了解某篇文獻在學術界的影響力和相關性，以及在相關研究領域內的重要性。表4可得出被引頻率最高文獻為LOURENCO M V于2019年在Nature Medicine上發表的“Exercise-linked FNDC5/irisin rescues synaptic plasticity and memory defects in Alzheimer’s models”（運動誘發的FNDC5/鳶尾素可防止認知功能下降），主要研究發現降低FNDC5/鳶尾素的基因表達會誘發學習記憶減退，恢復其表達可以在小鼠模型中逆轉前述效應。這篇論文提出了一種通過運動及其相關分子FNDC5/irisin來改善阿爾茨海默病模型中突觸可塑性和記憶缺陷的潛在方法。這項研究可能對開發治療阿爾茨海默病的新藥物或治療方法具有重要參考價值。同時，它也提醒人們注意通過運動來預防和減輕阿爾茨海默病等老年認知疾病的重要性。但需要指出的是，此項研究還處于實驗室階段，應用到臨床上尚需更進一步研究確認。

2.4 關鍵詞分析

2.4.1 關鍵詞共現分析

關鍵詞共現指在一篇或多篇文獻中出現頻率較高的關鍵詞之間的關系。通過對這些關鍵詞之間的連接和頻次進行可視化呈現，可以發現研究領域中的重要主題、熱點問題以及研究趨勢等。以關鍵詞為節點進行可視化分析，共得到255個節點，504條連線，高頻率關鍵詞為alzheimers disease（阿爾茨海默病）、parkinsons disease（帕金森病）、exercise（運動）、physical activity（體育活動）、oxidative stress（氧化應激）、physical exercise（體育鍛煉）、mouse model（小鼠模型）、quality of life（生活質量），結果見圖3。

2.4.2 關鍵詞突顯分析

關鍵詞突顯分析指對一個或多個文獻集合中的關鍵詞進行可視化分析，以發現其中的主題和熱點。相比于簡單的詞頻統計等方法，關鍵詞突顯分析更加直觀和全面，能夠幫助深入了解和把握科學研究的特點和趨勢，從而促進知識的創新和發展。進行關鍵詞突顯分析后得到20個關鍵詞，見圖4。2013-2017年主要突顯詞為transgenic mice（轉基因小鼠）、amyotrophic lateral sclerosis（肌萎縮性側索硬化癥）、huntingtons disease（亨廷頓病）、motor neuron disease（運動神經元病）、care（關心）、injury（受傷）、al（鋁）、mice（小鼠）、environmental enrichment（環境豐富度）、transgenic mouse model（轉基因小鼠模型）、randomized controlled trial（隨機對照實驗）、mitochondrial dysfunction（線粒體功能障礙）等。2018—2022年主要突顯詞為treadmill exercise（跑步機鍛煉）、growth factor（生長因子）、mediterranean diet（地中海式飲食）、therapy（治療）、tai chi（太極）、s disease（s疾病）、symptom（癥狀）、nonmotor symptom（帕金森病的非運動癥狀）。由圖4可知前期多是通過小鼠實驗評估，后期多為以患者為研究對象，更多關注于提高患者生活質量。

2.4.3 關鍵詞聚類

關鍵詞聚類指將相似主題或具有相關性的關鍵詞聚合成組，并以圖形方式呈現在同一聚類中。這種可視化方法有助于顯示文獻集合中的多個研究領域和主題，并將復雜的信息以直觀的方式展示出來，更好地理解不同主題之間的聯系以及各自的特點。采用LLR聚類并排除重復聚類，共得到14個關鍵詞，具體結果見圖5。聚類最高關鍵詞主要為multiple sclerosis（多發性硬化）、beta-amyloid protein（β-淀粉樣蛋白）、parkinson disease（帕金森病）、amyotrophic lateral sclerosis（肌萎縮性側索硬化癥）、motor deficit（運動缺失）、american football（美式足球）、hippocampal volume（海馬體）、chronic traumatic encephalopathy（慢性創傷性腦病）、neurocognitive benefit（神經認知）、land-based exercises（陸地運動）、obesity-induced cerebral hypoperfusion（肥胖誘發的腦灌注不足）、pathological cases（病理情況）、sport-related concussion（體育運動相關的腦震蕩）、moderate exercise（適度運動）、cardiovascular disease（心血管病）。從研究內容上看，目前微觀研究較多，對其中的機制、路徑等微觀研究較多，集中于細胞因子、機制、路徑的方向，包括一些常見神經退行性疾病的發病機制微觀分析；干預手段主要集中于有氧運動。

3 討論

3.1 運動改善神經退行性疾病的機制

神經營養因子的誘導被認為是調節體育鍛煉對大腦功能益處的中樞機制。運動可促進腦源性神經營養因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）、胰島素樣生長因子1 （insulin-like growth factor 1，IGF-1）和VEGF等神經營養因子的表達，從而促進神經提高可塑性和成人海馬神經發生。運動如何介導大腦中BDNF表達的潛在機制尚不清楚。Wren及其同事發現，運動通過PGC-1α/FNDC5途徑增加了海馬體中BDNF的表達[12]。他們證明耐力運動誘導海馬體中Fndc5基因的表達，伴隨著過氧化物酶體增殖物激活的受體γ共激活物-1α（PGC-1α）的表達，其與雌激素相關受體α共同調節神經元纖連蛋白III型結構域蛋白5（FNDC5）的表達。此外，FNDC5在外周的過表達增加了海馬中BDNF 的表達，表明運動誘導的海馬體中BDNF的上調是通過神經元PGC-1α/FNDC5通路和血清中肌肉衍生的鳶尾素（FNDC5的分泌形式）介導的。另一方面，證據還表明，運動誘導代謝物樣酮體在海馬體內蓄積，通過改變Bdnf啟動子促進BDNF的表達[13]。

3.2 運動干預阿爾茨海默病

有氧運動增加心排血量，從而增加腦血流量。該機制還包括血管生成、神經發生、突觸發生和神經遞質的合成增加，從而改善記憶和認知功能[14]。多年來，有氧體育運動與阿爾茨海默病患者認知功能改善的相關性得到越來越多的證據，早在2007年，Rolland等人證明了運動對中度阿爾茨海默病患者的一些積極作用。這些患者經過兩年的定期活動后，在行走時間耐力、抑郁減輕、大小便失禁減少、日常生活活動增加等方面均有改善，更普遍的是，該疾病的所有典型癥狀均有改善[15]。Venturelli等人對一組65歲以上被診斷為晚期阿爾茨海默病的患者進行的研究結果表明，這些患者在護理人員的幫助下，接受了24周每天至少30 min的步行運動計劃。通過Barthel指數、MMSE、性能導向運動評估（pooma）指數和行走時恒定氧飽和度（SpO2 ＞ 85%）等評估量表，發現運動可以減緩認知障礙的進展，即使是短時間的運動，也可以改善日常生活的表現[16]。

3.3 運動干預帕金森疾病

帕金森病是一種進行性神經退行性疾病，是僅次于阿爾茨海默病的第二常見疾病。在一項流行病學研究中，Thacker等研究人員對14.3萬人進行了分析調查，發現在10年的隨訪中，從事中等到劇烈體育活動如騎自行車、健美操或網球的人，患帕金森病的風險最低[17]。最近一項關于運動訓練對帕金森患者益處的全面綜述強調了不同類型的運動對運動和認知功能障礙的影響：有氧訓練，特別是騎自行車，可以獨立改善步態和認知功能，同時也可以提高運動學習能力，從而轉化為應用于步態的運動功能的改善[18]。即使是更復雜的體育活動，如舞蹈，也已被證明不僅對改善運動功能有效，而且對實現執行功能也有效，可通過床邊額葉評估測試和心理旋轉任務進行評估[19-20]。此外，太極拳是由類似舞蹈的動作組成的，這些動作以復雜的順序連接在一起，對心理健康和認知功能有益[21]。同樣，瑜伽是一種體育練習，包括姿勢、呼吸和冥想練習，可以改善平衡、心理和情感健康[22]。在針對特定康復目標的項目中，治療性運動與系統性運動相結合，能夠刺激額葉水平的神經可塑性，對抗認知損害[23]。特別是，結合基于目標的運動技能學習的練習通過認知參與提高了帕金森病的運動技能表現。

4 結語

近十年來，有關神經退行性疾病運動干預的研究領域非常廣泛，不同類型的神經退行性疾病（如阿爾茨海默癥、帕金森病等）及其治療方式（如藥物治療、腦刺激、運動干預等）[24]都受到了科學家們的關注。因此，與神經退行性疾病運動干預相關的論文數量是非常龐大的。根據檢索結果，目前已經發表的有關神經退行性疾病運動干預的論文數量在不斷增加。歐美國家是神經退行性疾病運動干預領域的重要研究中心之一，許多知名的科研機構和學者都在該領域展開了深入的研究，因此涉及該領域的論文數量和相關研究機構較多。結合CNKI數據庫，2014年以來，我國與神經退行性疾病運動干預有所關聯的期刊數量增長迅速，主要以動物實驗模型為主，相關出版機構主要為經濟發達地區的醫院和高校等。但是，我國在該領域的影響力與歐美國家有些不同，建議加強國際合作，探索全球范圍內的最新研究成果和方法，以更好地推動中國的神經退行性疾病運動干預研究發展。

參考文獻

[1]劉厚蓮.世界和中國人口老齡化發展態勢[J].老齡科學研究，2021，9（12）：1-16.

[2]APPEL S H，SMITH R G，LE W D.Immune-mediated cell death in neurodegenerative disease[J].Advances inNeurology，1996，69（69）：153.

[3]FOX S，SILVERDALE M，KELLETT M，et al.Non-subtype-selective opioid receptor antagonism in treatment of levodopa-induced motor complications in Parkinson's disease[J].2004，19（5）：554-560.

[4]LEMKE M R.Dopamine agonists in the treatment of non-motor symptoms of Parkinson's disease：depression[J].Blackwell Publishing Ltd，2008，15（s2）：9-14.

[5]李毅，李建興，李凝，等.太極拳對早期帕金森病運動控制的影響[J].中國康復理論與實踐，2011，17（4）：355-358.

[6]JETHWA K D.Antipsychotics for the management of parkinson's disease psychosis[J].InternationalJournal of Geriatric Psychiatry，2017.

[7]""" Mccormack P.Rasagiline：A review of its use in the treatment of idiopathic parkinson's disease[J].Cns Drugs，2014，28（11）：1083-1097.

[8]劉宇，史鐵英，姜桐桐.近10年康復護理研究熱點可視化分析[J].中國康復理論與實踐，2019，25（9）：1112-1116.

[9]LIU Y，YAN T，CHU M T，et al.The beneficial effects of physical exercise in the brain and related pathophysiological mechanisms in neurodegenerative diseases[J].Laboratory Investigation，2019.

[10]陳悅，陳超美，劉則淵，等.CiteSpace知識圖譜的方法論功能[J].科學學研究，2015，33（2）：242-253.

[11]M V LOURENCO，O ARANCIO，S T FERREIRA.Exercise-linked fndc5/irisin corrects synaptic plastcity and me-mory dedects in muse models of alzheimer's disease[J].Alzheimer's and Dementia，2019，15（7）：P637-P638.

[12]WRANN C，WHITE J，SALOGIANNNIS J，et al.ExerciseInduces Hippocampal BDNF through a PGC-1α/FNDC5 Pathway[J].Cell Metabolism，2013，18（5）：649-659.

[13]SLEIMAN S F，JEFFREY H，RAMI A H，et al.Exercise promotes the expression of brain derived neurotrophic factor（BDNF）through the action of the ketone bodyβ-hydroxybutyrate[J].Elife，2016（5）.

[14]ZSOLT，RADAK，NIKOLETTA，et al.Exercise Plays a Preventive Role Against Alzheimer's Disease[J].Jour-nal of Alzheimer's Disease，2010，20（3）.

[15]ROLLAND Y，ANDRIEU S，CANTET C，et al.Wandering Behavior and Alzheimer Disease.The REAL.FR Prospective Study[J].Alzheimer Diseaseamp;Associated Disorders，2007，21（1）：31-38.

[16]VENTURELLI M，SCARSINI R，SCHENA F.Six-month walking program changes cognitive and ADL performance in patients with Alzheimer[J].American Journal of Alzheimers Diseaseamp;Other Dementias，2011，26（5）：381.

[17]THACKER E L，CHEN H，PATEL A V，et al.Recreational physical activity and risk of Parkinson's disease[J].Mov Disord，2010，23（1）：69-74.

[18]YSF A，SDYB C，ZXT A，et al.The benefits and mechanisms of exercise training for Parkinson's disease[J].Life Sciences，2020（1）：245.

[19]HASHIMOTO H，TAKABATAKE S，MIYAGUCHI H，et al.Effects of dance on motor functions，cognitive functions，and mental symptoms of Parkinson's disease：A quasi-randomized pilot trial[J].Complementary Therapies in Medicine，2015，23（2）：210-219.

[20]DE N E R，PAULUS K S，AIELLO E，et al.Dance therapy improves motor and cognitive functions in patients with Parkinson's disease[J].Neurorehabilita-tion，2017，40（1）：141.

[21]NOCERA J R，AMANO S，VALLABHAJOSULA S，et al.Tai Chi Exercise to Improve Non-Motor Symptoms of Parkinson’s Disease[J].Yoga Phys.Ther，2013（3）.

[22]KWOK J J Y Y，KWAN J C Y，AUYEUNG M，et al.The effects of yoga versus stretching and resistance training exercises on psychological distress for people with mild-to-moderate Parkinson's disease：study prxotocol for a randomized controlled trial[J].Trials，2017，18（1）：509.

[23]PETZINGER G M，FISHER B E，MCEWEN S，et al.Exercise-enhanced neuroplasticity targeting motor and cognitive circuitry in Parkinson's disease[J].LancetNeurology，2013，12（7）：716-726.

[24]羅云，汪敏加.基于CiteSpace運動干預帕金森研究概況的可視化分析[J].現代預防醫學，2021，48（24）：4522-4527.