Trénink se dvěma úkoly u starších dospělých

Aby se člověk mohl funkčně pohybovat ve své komunitě, je životně důležité umět vykonávat simultánní motorické a kognitivní úkoly (kognitivně-motorický duální úkol). To nám umožňuje mluvit s jinou osobou, skenovat okolí pro protijedoucí provoz a vyhýbat se objektům, které jsou v naší cestě při chůzi. To dokonce umožňuje sportovní účast na vysoké úrovni, jako je předpovídání soupeřovy cesty při sprintu a řezání za účelem vstřelení gólu. Stárnutí je bohužel spojeno se zvýšenými obtížemi při provádění kognitivně-motorických úkolů. Klasickým příkladem je, když starší dospělí přestanou chodit, aby mohli mluvit s jinou osobou. Několik studií prokázalo, že zvýšení věku je spojeno se zvýšenými kognitivními zdroji potřebnými k provádění normálních automatických motorických úkolů. Deficity kognitivně-motorických dvojúlohových schopností byly pozorovány nejen u starších dospělých, ale také u pacientů s neuromuskulárním oslabením v důsledku faktorů, jako je mrtvice a Parkinsonova choroba, a dokonce i se změněnou kognitivní funkcí u mírné kognitivní poruchy a poruchy pozornosti.

Ačkoli tato raná šetření naznačují vztah mezi fyzickými a kognitivními schopnostmi, je málo známo o vhodné úrovni obtížnosti kognitivního úkolu, která povede ke zlepšení nebo zpoždění při učení motorického úkolu. V několika studiích, které zkoumaly tento směr výzkumu, jsou zaznamenány protichůdné výsledky. Některé podporují, že souběžný kognitivní úkol poskytuje kontext, který usnadňuje motorické učení, zatímco jiné ukazují, že kognitivní zátěž brání jednotlivcům plně se naučit motorický úkol. Kromě toho existuje jen velmi málo studií, které zkoumají vliv kognitivní zátěže na přenos motorického učení do nových pracovních podmínek pro aktivity spojené s nesením váhy. První důkazy naznačují, že zobecnitelnost učení se snižuje, čím dále jsou účastníci od počátečních podmínek úkolu. Zajímavé je, že kognice hraje zásadní roli v motorickém učení, výkonu a schopnosti dvou úkolů. Bylo prokázáno, že kapacita pracovní paměti nebo proces, který umožňuje udržování a manipulaci s informacemi v krátkém časovém období, silně souvisí s rychlostí, jakou se mladší dospělí učí motorické sekvence, a středně souvisí s motorickým učením starších dospělých. Výkonná funkce nebo vlastnosti kognitivní flexibility, řešení problémů a udržování odpovědí také hrají roli v motorickém učení a výkonu. Ukázalo se, že snížení exekutivní funkce předchází omezení mobility a může dokonce předpovídat zvýšení mobility z fyzického zásahu. Výkonná funkce může také předpovídat velkou část variability v kontextu současného kognitivního zatížení. Stále chybí pochopení toho, jaká kognitivní kapacita je potřebná k provádění současných pohybových a kognitivních úkolů s nejmenším rizikem zranění a jaká dávka intervence ve fyzické i kognitivní oblasti je nezbytná k vyvolání zlepšení funkce obou systémů. .

Účel: Zjistit dopad intervence využívající simultánní kognitivní a motorické úkoly na schopnost zdravých dospělých zlepšit funkční mobilitu a kognici.

Výzkumná otázka: Ovlivňuje kognitivně-motorická intervence funkční mobilitu a kognici zdravých starších dospělých?

Po získání souhlasu od subjektu bude testování probíhat třikrát týdně po dobu 8 týdnů. Subjekty jsou náhodně přiřazeny do jedné z každé ze tří skupin: kontrolní skupina, jednoduchá kognitivní skupina nebo komplexní kognitivní skupina.

Subjekty budou informovány, že jsou náhodně zařazeny do jedné ze tří možných skupin. Subjekty budou poté požádány, aby provedly buď pouze vizuomotorický úkol (kontrolní skupina), nebo vizuomotorický úkol se simultánním kognitivním úkolem (jednoduchá kognitivní skupina a komplexní kognitivní skupina). Vizuomotorický úkol je stejný bez ohledu na skupinové přiřazení. Rozdíl v intervencích mezi skupinami je založen na simultánním úkolu, který bude jednotlivec provádět: kontrolní skupina nebude provádět žádný kognitivní úkol, jednoduchá kognitivní skupina bude plnit úkol spočívající v počítání definovaného písmene, které se objeví na obrazovce, a komplexní kognitivní skupině bude přidělen úkol spočítat dvě přiřazená písmena, která se objeví na obrazovce. Vizuomotorický úkol spočívá v provedení pochodu ve stoje na místě, zvedání střídavých kolen do 60 stupňů flexe v kyčli, osm cyklů na každé noze. Vlastní počítačový program zobrazuje video jednotlivce v reálném čase na obrazovce s překryvnými značkami indikujícími počítačovou detekci (Microsoft Kinect) kolenního kloubu. Předepsaná rychlost pochodu je určena elipsou na obrazovce, která předepisuje posunutí (stupně flexe kyčle) a rychlost pohybu (rychlost), kterými se má pohybovat. Subjektům bude v případě potřeby umožněn lehký dotyk, aby bylo dosaženo rovnováhy. Mezi zkouškami bude poskytována jedna minuta odpočinku v sedě s možností delšího odpočinku dle potřeby. Video subjektu se ukládá v neidentifikovaném formátu, který se skládá z pohledu jednotlivce na obrazovce a cílového úkolu pouze po dobu trvání každého jednotlivého pokusu. Kognitivní úkol se zobrazí na stejné obrazovce jako motorický úkol. Na obrazovce se objevují a mizí písmena různých orientací a barev. Každé z 24 sezení bude zahrnovat provedení přibližně 20 pokusů vizuomotorického a kognitivního úkolu (kontrolní skupina: pouze vizuomotorický úkol, intervenční skupiny: vizuomotorický + kognitivní úkol).

Další podrobnosti týkající se vizuomotorických a kognitivních úkolů jsou následující. První den, 13. a 24. den provedou subjekty 20 tréninkových pokusů při střední rychlosti pochodového úkolu (trénink), následovaných 5 pokusy s různou rychlostí pochodu (testování) změnou rychlosti (nikoli amplitudy) pochodu. cílová elipsa, která se pohybuje na obrazovce. Poté budou subjekty požádány, aby provedly jednu zkoušku každého jednoduchého a složitého kognitivního úkolu bez provedení pochodového úkolu (pouze kognitivní úkol). Ve dnech 13 a 24 budou subjekty také provádět 5 testovacích pokusů v rámci přiřazení kognitivního úkolu každé z ostatních skupin (např. subjekt zařazený do skupiny jednoduchých kognitivních úkolů by nejprve provedl 5 tréninkových a 5 testovacích pokusů při provádění jednoduchého kognitivní úkol, pak by provedli 5 testovacích pokusů s komplexním kognitivním úkolem, po nichž by následovalo 5 pokusů, přičemž by prováděli pouze motorický úkol). Během všech ostatních dnů z 24 intervencí provedou subjekty 20 pokusů středně rychlého vizuomotorického úkolu, přičemž provedou pouze kognitivní úkol požadovaný od jejich přidělené skupiny.

Navíc 1., 13. a 24. den vyšetřovatelé změří výšku, váhu a použijí váhu, která měří procento tělesného tuku účastníka (tak, že se postaví na váhu naboso). Subjekty budou požádány o vyplnění dotazníků, které budou obsahovat informace o zdravotním, fyzickém a sociálním životě, kognici, úrovni aktivity, kvalitě spánku a míře bolesti (viz přiložené formuláře). Subjekty pak budou požádány, aby podstoupily počítačové testování obecných kognitivních funkcí a vnímaného zdraví prostřednictvím NIH Toolbox Cognition Battery a PROMIS (prostřednictvím aplikace pro iPad) a papírové hodnocení kognice (Montreal Cognitive Assessment). Během testu NIH Toolbox Cognition Battery budou subjekty pohodlně sedět na židli s paží opřenou o stůl a provedou čtyři testy: Flanker Inhibitory Control and Attention Test (FLCAT), The List Sorting Working memory Test (LSWMT), The List Sorting Working memory Test. Test třídění karet pro změnu rozměrů (DCCST) a Test rychlosti zpracování (PST). Testy FLCAT, DCCST a PST vyžadují, aby uživatel co nejrychleji vybral objekt na obrazovce prstem; LSWMT nebude vyžadovat žádný pohyb, ale recitovat předměty zvířat a ovoce, které se objeví na obrazovce iPadu. Subjekty mohou volně přeskočit jakékoli otázky nebo testy, na které by raději neodpovídaly nebo je nevyplňovaly. Provádí se test rovnováhy, při kterém se jednotlivec postaví na podložku citlivou na tlak (Zeno Mat), aby se zaznamenaly tlaky nohou a míra houpání těla. Budou požádáni, aby stáli na místě s 1) otevřenýma očima, 2) zavřenýma očima a 3) prováděli kognitivní úkol ve stoje na každé noze (postoj jedné končetiny). Subjekty pak budou požádány, aby provedly test Timed Up and Go (TUG) za podmínek provádění kognitivního úkolu (TUG Cognitive) a bez sekundárního úkolu (TUG). Test TUG se skládá z co nejrychlejšího pohybu ze stoje ze sedu, chůze 3 metry, otočení se a návratu o tři metry zpět do výchozí polohy vsedě. Každý test je obvykle proveden do 30 sekund. Subjekty budou poté požádány, aby provedly test chůze na 10 metrů, kdy uprostřed 8 metrů chůze, kterou si sami zvolili, projdou po podložce citlivé na tlak (ZenoMat), aby se zjistily vlastnosti chůze. Test chůze na 10 m bude proveden se současným kognitivním úkolem a bez něj rychlostí, kterou považují za normální, a poté tak rychle, jak mohou bezpečně chodit.

Ve dnech 1, 2, 13 a 24 budou vyšetřovatelé používat bezdrátové elektrody s jednorázovým adhezivním rozhraním, které budou umístěny na alkoholem potřenou kůži svalů dolních končetin, aby shromáždili povrchovou elektromyografii. Po umístění elektrod budou subjekty požádány, aby provedly tři maximální volní izometrické kontrakce (MVIC) pro každý sval. Každý MVIC je dosažen tak, že experimentátor aplikuje manuální odpor v sérii s ručním dynamometrem na nejvzdálenější části segmentu (nohy), ke kterému se sval připojuje. Subjekt je pak slovně povzbuzován, aby pohyboval testovanou končetinou v primárním směru pohybu svalů (např. U čtyřhlavého stehenního svalu je během extenze kolena aplikován odpor na distální tibii na úrovni těsně proximálně k malleolům). Mezi každým maximálním úsilím bude poskytnut 1 minutový odpočinek, aby se zabránilo únavě.