帕金森病（PD）患者的步态特征包括行走速度减慢、步幅短而拖曳、双支撑时间延长以及步时变异性增加。PD中致残性最强的症状是步态冻结（FOG），即一种依赖情境的运动停滞，主要发生在转弯、遇到障碍物或经过狭窄通道时。转弯是一项对运动规划与执行能力要求较高的复杂任务，因此步态冻结在转弯时更为明显。在此，我们基于强化学习（RL）原理，构建了一个受皮质-基底节环路启发的计算模型，以模拟这一现象。在模型中，智能体通过沿一条包含转弯的路径行进，学习获得价值分布。为模拟PD状态，我们对通常与多巴胺能信号相关的时序差分（TD）误差进行了钳制。模型结果显示，与健康对照组（HC）相比，PD非冻结者和PD冻结者的转弯速度与步长均有所降低；在最急转弯处，二者的步宽代偿性增宽也有所减弱，且PD冻结者的减弱更为明显，同时还表现出步时变异性增加。这些运动学损害会随着转弯半径进一步缩小而加重。总体而言，该模型提示，FOG可能源于空间价值估计受损，也可能反映了PD步态障碍中一种较为普遍的缺陷。
帕金森病中转弯诱发的步态冻结可由空间价值估计受损解释：一种受皮质—基底神经节启发的强化学习模型 | bioRxiv
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帕金森病中转弯诱发的步态冻结可由空间价值估计受损解释：一种受皮质—基底神经节启发的强化学习模型
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Neermita Bhattacharya
Sandeep Sathyanandan Nair
V. Srinivasa Chakravarthy
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Vignesh Muralidharan
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.01.755546
Neermita Bhattacharya¹
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帕金森病（PD）患者的步态表现为行走速度降低、步幅短而拖曳、双支撑时间延长以及步时变异性增加。PD 最具致残性的症状是步态冻结（FOG），即一种依赖情境的运动中止，主要发生在遇到转弯、障碍物和狭窄……
通路。冻结步态（FOG）在转弯时更为明显，因为转弯是一项复杂任务，会对运动规划与执行能力构成挑战。在这里，我们基于强化学习（RL）原理，构建了一个受皮层—基底神经节环路启发的计算模型，以模拟这一现象。在模型中，智能体通过沿一条包含转弯的路径行进进行训练，从而学习价值分布。为模拟帕金森病（PD）状态，我们对通常与多巴胺能信号相关的时序差分（TD）误差施加钳制。模型结果显示，与健康对照组（HC）相比，PD 非冻结者和 PD 冻结者均表现出转弯速度和步长降低，同时在最急转弯处的代偿性步宽增大减弱；这一变化在 PD 冻结者中更为明显，且其步时变异性也有所增加。转弯越急，这些运动学损害越严重。总之，该模型提示，FOG 是一种空间价值估计受损的问题，并有可能代表 PD 步态障碍中的一种普遍性缺陷。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
版权
本预印本的版权所有者为作者／资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示许可。
本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。
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发布于 2026 年 10 月 08 日。
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受损的空间价值估计解释了帕金森病中转弯诱发的步态冻结：一种受皮质-基底神经节启发的强化学习模型
Neermita Bhattacharya，
Sandeep Sathyanandan Nair，
V. Srinivasa Chakravarthy，
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bioRxiv
2026.10.01.755546；
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受损的空间价值估计解释了帕金森病中转弯诱发的步态冻结：一种受皮质-基底神经节启发的强化学习模型
Neermita Bhattacharya，
Sandeep Sathyanandan Nair，
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2026.10.01.755546；
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关键词：帕金森病 · 步态冻结 · 空间价值估计 · 强化学习模型 · 皮层-基底神经节环路
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.01.755546v1?rss=1