Die Auswirkungen einer schulinternen körperlichen Aktivitätsintervention auf die Gehirnstruktur und -funktion von Jugendlichen

Körperliche Aktivität hat positive Auswirkungen auf die kognitive und Gehirngesundheit gezeigt. Studien haben insbesondere gezeigt, dass körperliche Aktivität das Volumen des vorderen Teils des Hippocampus erhöhen kann, einer Gehirnstruktur, die an Lernen und Gedächtnis beteiligt ist. Die Teilstudie „Fit to Study – Bildgebung des Gehirns“ wird durchgeführt, um die Auswirkungen einer körperlichen Aktivitätsintervention im Schulsportunterricht auf das vordere Hippocampusvolumen sowie auf die Kognition, die psychische Gesundheit und die Gehirnorganisation besser zu verstehen.

Ziel der Hauptstudie „Fit to Study“ ist es, die Wirkung einer schulbasierten körperlichen Aktivitätsintervention auf die schulische Leistung (sowie auf kognitive und körperliche Maßnahmen) bei Schülern der 8. Klasse in 100 weiterführenden Schulen zu testen. Eine vollständige Beschreibung des Hauptpfads „Fit to Study“, einschließlich seiner Ergebnismessungen, wurde im Rahmen der Registrierung bei ClinicalTrials.gov bereitgestellt (NCT03286725).

Die Teilstudie „Fit to Study – Bildgebung des Gehirns“ richtet sich an eine Teilstichprobe von Teilnehmern der groß angelegten Studie, um vor und nach dem Eingriff Veränderungen des vorderen Hippocampusvolumens sowie der kognitiven Leistung, der psychischen Gesundheit und der Gehirnorganisation zu testen . Die Beurteilungen finden vor dem Eingriff, unmittelbar nach dem Eingriff und 12 Monate nach dem Eingriff statt und umfassen strukturelle und funktionelle Magnetresonanztomographie (MRT)-Scans.

Teilnehmer der Hauptstudie „Fit to Study“ gelten als für die Teilstudie zur Bildgebung des Gehirns geeignet. Die Teilstudie zur Bildgebung des Gehirns besteht aus zwei Teilproben, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Studie rekrutiert werden:

1. Die erste Kohorte von 60 Teilnehmern hat die Beurteilungen vor der Intervention abgeschlossen, wird nach der Intervention identische Beurteilungen durchführen, um Änderungen vor und nach der Intervention zu untersuchen, und wird zur Teilnahme an Folgebeurteilungen eingeladen.
2. Eine zweite Kohorte von ca. 50 Teilnehmern wird für Beurteilungen nach der Intervention rekrutiert, die den Beurteilungen der ersten Gruppe ähneln, aber nicht mit diesen identisch sind, sowie für Nachuntersuchungen nach einem Jahr. Diese Kohorte ermöglicht eine Querschnittsanalyse der Unterschiede zwischen Gruppen (Intervention-Kontrolle) in einer größeren Stichprobe.

Die Einschätzungen sind ähnlich, aber nicht identisch für die beiden Kohorten. Die wichtigsten Bewertungen sind hier aufgeführt und Einzelheiten finden Sie im Abschnitt „Ergebnismessungen“.

1. Kohorte 1

   • Magnetresonanztomographie (vor und nach dem Eingriff)
   • Computerbasierte kognitive Aufgaben (vor und nach der Intervention und Nachsorge)
   • Fragebögen zur psychischen Gesundheit (vor und nach der Intervention und Nachsorge)
   • Beurteilung der körperlichen Aktivität (vor und nach dem Eingriff sowie bei der Nachuntersuchung)
   • Fitnessbewertungen (vor und nach dem Eingriff)
   • Gangbeurteilungen (vor und nach dem Eingriff)

2. Kohorte 2

   • Magnetresonanztomographie (nur nach dem Eingriff)
   • Computergestützte kognitive Aufgaben (nach der Intervention und Nachsorge)
   • Fragebögen zur psychischen Gesundheit (nach der Intervention und Nachuntersuchung)
   • Beurteilung der körperlichen Aktivität (nach dem Eingriff und bei der Nachuntersuchung)
   • Gangbeurteilungen (nur nach dem Eingriff)

Die Hauptziele der Studie sind:

1. Untersuchung der Querschnittsbeziehungen zwischen dem Volumen des vorderen Hippocampus und der körperlichen Aktivität und Fitness zu Studienbeginn (Kohorte 1)
2. Es sollte untersucht werden, ob Veränderungen im vorderen Hippocampusvolumen in der Interventionsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe größer sind (d. h. die Interaktion zwischen Gruppe und Zeit wurde in Kohorte 1 getestet).

Sekundäre Ziele sind:

1. Untersuchung der Querschnittsbeziehungen zwischen Gehirnstruktur und -funktion sowie körperlicher Aktivität und Fitness zu Studienbeginn (Kohorte 1)
2. Es sollte untersucht werden, ob Veränderungen in der Gehirnorganisation, der psychischen Gesundheit, der kognitiven Leistung und der Fitness in der Interventionsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe größer sind (d. h. Gruppen-nach-Zeit-Interaktion, getestet in Kohorte 1).
3. Es sollte untersucht werden, ob sich die Gehirnorganisation, die psychische Gesundheit, die kognitive Leistung und die Fitness nach der Intervention in der Interventionsgruppe von der Kontrollgruppe unterscheiden
4. Identifizierung von MRT-Markern, die den PA-Interventionseffekt prädisponieren