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Fitness on White Matter and Cognition in Aging

16. Dezember 2018 aktualisiert von: Ryan Mace, Suffolk University

Neuroprotective Effects of Cardiorespiratory Fitness on White Matter Integrity and Cognition Across the Adult Lifespan

Cardiorespiratory fitness (CRF) is associated with decreased risk for mild cognitive impairment (MCI) and dementia. CRF is linked with more conserved gray and white matter (WM) volume, improved WM microstructural integrity, and better cognitive performance among healthy older adults. Additional research is needed to determine: (1) which WM tracts are most strongly related to CRF, (2) whether CRF-related benefits on WM translate to enhanced cognitive functioning, and (3) factors that mediate and moderate CRF effects. Higher CRF was hypothesized to be associated with stronger WM integrity, both globally and locally in WM tracts that connect frontal brain regions. The neuroprotective effects were hypothesized to be age-dependent, such that the association between CRF and WM integrity would be stronger in old age compared to younger age. Finally, higher CRF was hypothesized to predict stronger performance on tests of executive functioning (EF), partially mediated by frontal WM integrity. Delineation of specific neurocognitive effects of CRF may serve clinicians in individually tailoring wellness interventions to meet patients' specific cognitive concerns with aging.

Studienübersicht

Detaillierte Beschreibung

Sample: Participant data from the "Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study" of the Nathan Kline Institute - Rockland Sample (NKI-RS) will be analyzed for the present study. Zip code-based recruitment and monitoring enrollment for key demographic variables (e.g., age, sex, ethnicity) were used to maintain adequate representation of Rockland County and prevent sampling biases (e.g., cohort effects). NKI-RS eligibility was designed for inclusivity.

Procedure: All participants completed a medical evaluation, psychiatric interview, self-report questionnaires, standardized battery of cognitive tests, and neuroimaging at NKI. Complete details about the MRI measurement parameters can be located on the NKI-RS website for DTI and MPRAGE and protocols. Quality assurance of raw data, inclusive of monitoring standard operating procedures, error-handling, and compiling the data dictionary, is maintained by NKI-RS. Raw neuroimaging data was acquired by NKI-RS and processed at Suffolk University using TRACULA and FreeSurfer 5.3.

Statistical Plan: Analyses will be performed on de-identified phenotypic and neuroimaging data from adult NKI-RS participants available at the start of this study (October 2016). Analyses will evaluate the potential for CRF to modulate decline in WM integrity and EF observed with aging. Mixed-effects modeling will investigate the extent to which CRF predicts WM integrity, as both a global measurement of fractional anisotropy (FA) and FA within nine major WM tracts. Structural equation modeling will examine whether higher FA within frontal WM tracts partially mediates a positive relationship between CRF and EF. The role of age and clinical characteristics (e.g., cardiovascular risk factors, depression) will also be explored as covariates in the link between CRF, WM, and EF.

Studientyp

Beobachtungs

Einschreibung (Tatsächlich)

645

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

20 Jahre bis 85 Jahre (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Probenahmeverfahren

Nicht-Wahrscheinlichkeitsprobe

Studienpopulation

Participants are community-dwelling adults from the "Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study" of the Nathan Kline Institute - Rockland Sample (NKI-RS)-a large cross-sectional sample of adult brain development. NKI prospectively recruited community-dwelling residents of Rockland County, New York-a region that is socioeconomically comparable to United States demographics.

Beschreibung

NKI-RS eligibility criteria was designed for inclusivity. Nearly half of recruited individuals met criteria for at least one Diagnostic Statistical Manual - 4th Edition diagnosis based on a semi-structured clinical interview.

Inclusion Criteria (present study):

  • diffusion tensor imaging (DTI) without significant artifacts
  • T1-weighted structural imaging (Magnetization-Prepared Rapid Gradient-Echo; MPRAGE) without significant artifacts
  • CRF data from a standardized cycle ergometer test (commonly used for predicting maximal oxygen uptake; VO2 max).

Exclusion Criteria (per NKI-RS protocol):

  • severe psychiatric illness (bipolar disorder, schizophrenia disorder, schizoaffective disorder)
  • severe developmental disorders (autism spectrum disorders, intellectual disabilities)
  • current suicidal or homicidal ideation
  • severe cerebral trauma (stroke, moderate to severe traumatic brain injury, ischemic attack in the past two years)
  • severe neurodegenerative disorders (Parkinson's disease, Huntington's Disease, dementia)
  • a history of substance dependence in the past two years (with an exception for cannabis)
  • a lifetime history of psychiatric hospitalization
  • current pregnancy
  • MRI contraindications

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

Kohorten und Interventionen

Gruppe / Kohorte
Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
white matter (WM) microstructure integrity
Zeitfenster: Measured between 9:00 and 10:00 am on the single assessment day.
fractional anisotropy (FA) diffusion tensor imaging (DTI)
Measured between 9:00 and 10:00 am on the single assessment day.
executive function (EF)
Zeitfenster: Measured between 12:30 and 2:30 pm on the single assessment day.
Delis-Kaplan Executive Function System (D-KEFS) subtests will include the Trail Making Test, Design Fluency Test, Color-Word Interference Test, and Tower Tests. Scores from each subtest will be transformed into z-scores to yield the same units of measurement. Then, structural equation modeling (SEM) will aggregate these values quantify a construct of overall EF.
Measured between 12:30 and 2:30 pm on the single assessment day.
executive function (EF)
Zeitfenster: Measured between 11:00 am and 12:00 pm on the single assessment day.
Penn Computerized Neurocognitive Battery (CNB) subtests will include the CNB Letter N-back Test and Conditional Exclusion Test. Scores from each subtest will be transformed into z-scores to yield the same units of measurement. Then, structural equation modeling (SEM) will aggregate these values quantify a construct of overall EF.
Measured between 11:00 am and 12:00 pm on the single assessment day.

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

1. März 2012

Primärer Abschluss (Tatsächlich)

1. Juli 2016

Studienabschluss

1. Juli 2016

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

29. November 2018

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

11. Dezember 2018

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

14. Dezember 2018

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

19. Dezember 2018

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

16. Dezember 2018

Zuletzt verifiziert

1. Dezember 2018

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

  • NKI-RS
  • R01MH094639-01 (US NIH Stipendium/Vertrag)

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

JA

Beschreibung des IPD-Plans

The Nathan Kline Institute - Rockland Sample is a public, open-access data repository that is available upon approval of the NKI data usage agreement.

R code for all study analyses will be made available for reproducibility with open-access NKI-RS data.

Art der unterstützenden IPD-Freigabeinformationen

  • STUDIENPROTOKOLL
  • SAFT
  • ANALYTIC_CODE

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

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