Effekter af aerob træningsintervention hos unge med opmærksomhedsunderskud/hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD)

Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) er den mest udbredte neuropsykiatriske lidelse, der rammer 5-10% af børn på verdensplan (7~8% i Taiwan) karakteriseret ved et vedvarende mønster af uopmærksomhed og/eller hyperaktivitet/impulsivitet. Nylig undersøgelse vurderede, at omkring 57 % af børn med ADHD vil fortsætte med at have vedvarende symptomer i teenagere og i voksenalderen. På grund af den dynamiske neurokognitive udviklingsproces og overgangen og dannelsen af ​​uddannelsesmæssige og sociale relationer repræsenterer unge (13-17 år) kritiske perioder i livsfasen. Ny litteratur har foreslået, at de vigtigste betingelser for ADHD er relateret til kognitive funktionssvækkelser såsom hæmmende kontrol, arbejdshukommelse og kognitiv planlægning. Disse underskud forstyrrer uddannelsesprocessen, skader akademiske og sociale funktioner og reducerer alvorligt livskvaliteten for unge med ADHD.

For nylig er ikke-invasive hjernestimuleringsteknikker overvejet til at undersøge den neurale mekanisme af neuroudviklingsforstyrrelser, herunder ADHD. Tidligere undersøgelser, der anvender transkraniel magnetisk stimulation (TMS) i kombination med motorisk fremkaldte potentialer (MEP'er; muskelsammentrækning som reaktion på TMS) har rapporteret underskud i specifikke hæmmende funktioner af motorsløjfen ved ADHD. I tråd med dette fandt vores tidligere undersøgelse nedsat intrakortikal hæmning og forbedret intrakortikal facilitering hos ADHD-personer sammenlignet med sund kontrol (under gennemgang). Disse fund indebar, at ADHD-årsager stammer fra forstyrrelser i store hjernenetværk. Derfor er det vigtigt at forstå den neurofysiologiske mekanisme i ADHD, og ​​desuden udvikle effektive interventioner baseret på dette grundlag.

Aerob træning er blevet foreslået som en sikker og billig supplerende terapi for ADHD og er kendt for at have gavnlige effekter på kognition og adfærdspræstation hos børn og unge. Den underliggende mekanisme afhænger i det mindste delvist af neuroplasticitetsmekanismer. Dyredata tyder på, at neuronal excitabilitet forbedres ved aerob træning via undertrykkelse af gamma-aminosmørsyre (GABA)-ergisk hæmning og facilitering af aktiveringen af ​​N-methyl-D-aspartat (NMDA) receptorer. Desuden forbedrede aerob træning induktionen af ​​langtidspotentiering (LTP), som menes at spille en nøglerolle i de cellulære mekanismer for indlæring og hukommelse. Disse resultater stemmer overens med menneskelige data. Vores og andre undersøgelser har vist, at aerob træning kan øge kortikal excitabilitet ved at øge intracortical facilitering og reducere hæmning hos raske forsøgspersoner ved TMS. På det kognitive domæne har dyremodeller vist, at aerob træning fremtrædende påvirker forskellige kognitive funktioner, herunder indlæring og hukommelse. På samme måde fremmer en enkelt omgang aerob træning med let intensitet i den menneskelige undersøgelse udførelsen af ​​en visuomotorisk nøjagtighedssporingsopgave og verbal hukommelse. Meta-analytisk forskning har vist gavnlige virkninger af aerob træning med moderat til kraftig intensitet på kognitiv præstation hos mennesker. Specifikt for ADHD-populationen viste tidligere resultater signifikant forbedring i hæmmende kontrol, bearbejdningshastighed og opmærksomhed efter akut aerob træning (30 min cykling: 5 min opvarmning, 20 min kernetræning og 5 min nedkøling) kl. moderat intensitet. Tilsammen tyder disse undersøgelser på, at virkningen af ​​aerob træning muligvis ikke er begrænset til det motoriske domæne. Derudover kan de positive virkninger af aerob træning på kognitive processer og kliniske resultater være forårsaget af dens medierende virkninger på neurale mekanismer.

Ifølge vores erfarne forskning er vi interesserede i det neurofysiologiske grundlag for virkningen af ​​de akutte virkninger af kontrollerede aerobe træningsintensiteter hos unge med ADHD, dets involvering i kognitive processer og kliniske resultater. Kombineret anvendelse af neurofysiologiske registreringsværktøjer, herunder ikke-invasiv hjernestimulering, er velegnede til at udforske virkningen af ​​aerob træning på kortikal fysiologi af motorisk og præfrontal cortex og den funktionelle sammenhæng mellem kognition og klinisk ydeevne hos mennesker. Vi vil anvende TMS til at opnå fremkaldte potentialer optaget enten med elektromyografi (EMG) eller EEG til kortikal excitabilitet, også med hensyn til bidragene fra specifikke transmittere og neuromodulatorer, såsom glutamat og GABA, over opgaverelevante målområder såsom motoriske og præfrontale cortex. Desuden vil vi kombinere kognitive opgaver (f.eks. hæmmende kontrol, arbejdshukommelse og kognitive planlægningsopgaver) for at udforske sammenhængen mellem de neurofysiologiske effekter af aerob træning og respektive kognitive og kliniske ændringer. Undersøgelsen vil være af afgørende betydning for at sætte en konceptuel ramme for udvikling af alternativ behandling ved ADHD, især for aerob træningsintervention. Derudover bidrager resultaterne af undersøgelsen til at lægge grunden til både videnskabelig og klinisk anvendelse hos unge med ADHD.