Dual-Task-Training bei älteren Erwachsenen

Um sich funktional durch die eigene Gemeinschaft bewegen zu können, ist es unerlässlich, gleichzeitig motorische und kognitive Aufgaben ausführen zu können (cognitive-motoric dual-task). So können wir mit einer anderen Person sprechen, die Umgebung nach Gegenverkehr scannen und beim Gehen Hindernissen ausweichen, die sich uns in den Weg stellen. Dies ermöglicht sogar eine sportliche Teilnahme auf hohem Niveau, wie z. B. das Vorhersagen des Wegs eines Gegners beim Sprinten und Schneiden, um ein Tor zu erzielen. Leider ist das Altern mit zunehmenden Schwierigkeiten bei der Durchführung kognitiv-motorischer Aufgaben verbunden. Ein klassisches Beispiel ist, wenn ältere Erwachsene stehen bleiben, um mit einer anderen Person zu sprechen. Mehrere Studien haben festgestellt, dass ein zunehmendes Alter mit erhöhten kognitiven Ressourcen verbunden ist, die erforderlich sind, um normalerweise automatische motorische Aufgaben auszuführen. Defizite in kognitiv-motorischen Dual-Task-Fähigkeiten wurden nicht nur bei älteren Erwachsenen beobachtet, sondern auch bei Menschen mit neuromuskulärer Beeinträchtigung aufgrund von Faktoren wie Schlaganfall und Parkinson und sogar mit veränderter Kognition bei leichter kognitiver Beeinträchtigung und Aufmerksamkeitsdefizitstörung.

Obwohl diese frühen Untersuchungen auf eine Beziehung zwischen körperlichen und kognitiven Fähigkeiten hindeuten, ist wenig über den angemessenen Schwierigkeitsgrad kognitiver Aufgaben bekannt, der zu Verbesserungen oder Verzögerungen beim Erlernen einer motorischen Aufgabe führt. In den wenigen Studien, die diese Forschungsrichtung untersucht haben, werden widersprüchliche Ergebnisse festgestellt. Einige befürworten, dass eine gleichzeitige kognitive Aufgabe einen Kontext bietet, der das motorische Lernen erleichtert, während andere zeigen, dass die kognitive Belastung Personen daran hindert, die motorische Aufgabe vollständig zu lernen. Darüber hinaus gibt es nur sehr wenige Studien, die die Wirkung der kognitiven Belastung auf die Übertragung des motorischen Lernens auf neue Aufgabenbedingungen für gewichtstragende Aktivitäten untersuchen. Frühe Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Generalisierbarkeit des Lernens abnimmt, je weiter die Teilnehmer von den anfänglichen Aufgabenbedingungen entfernt sind. Interessanterweise wurde vorgeschlagen, dass die Kognition eine wichtige Rolle beim motorischen Lernen, der Leistung und der Fähigkeit zur Doppelaufgabe spielt. Es hat sich gezeigt, dass die Arbeitsgedächtniskapazität oder der Prozess, der die Aufrechterhaltung und Manipulation von Informationen über einen kurzen Zeitraum ermöglicht, stark mit der Geschwindigkeit zusammenhängt, mit der jüngere Erwachsene motorische Sequenzen lernen, und mit dem motorischen Lernen älterer Erwachsener mäßig in Beziehung steht. Die exekutive Funktion oder die Eigenschaften der kognitiven Flexibilität, Problemlösung und Aufrechterhaltung der Reaktion spielt auch eine Rolle beim motorischen Lernen und der motorischen Leistung. Es hat sich gezeigt, dass eine Abnahme der Exekutivfunktion Mobilitätseinschränkungen vorausgeht und sogar einen Mobilitätsgewinn durch eine körperliche Intervention vorhersagen kann. Die exekutive Funktion kann auch einen großen Teil der Variabilität vorhersagen, wenn sie im Zusammenhang mit einer gleichzeitigen kognitiven Belastung steht. Es besteht weiterhin ein Mangel an Verständnis dafür, welche kognitiven Fähigkeiten erforderlich sind, um gleichzeitig Mobilität und kognitive Aufgaben mit dem geringsten Verletzungsrisiko auszuführen, und welche Interventionsdosis sowohl im physischen als auch im kognitiven Bereich erforderlich ist, um eine Verbesserung der Funktion beider Systeme zu bewirken .

Zweck: Bestimmung der Auswirkung einer Intervention unter Verwendung gleichzeitiger kognitiver und motorischer Aufgaben auf die Fähigkeit gesunder Erwachsener, ihre funktionelle Mobilität und Kognition zu verbessern.

Forschungsfrage: Beeinflusst eine kognitiv-motorische Intervention die funktionelle Mobilität und Kognition gesunder älterer Erwachsener?

Nach Einholung der Zustimmung des Probanden wird der Test 8 Wochen lang dreimal wöchentlich durchgeführt. Die Probanden werden nach dem Zufallsprinzip einer der drei Gruppen zugeordnet: Kontrollgruppe, einfache kognitive Gruppe oder komplexe kognitive Gruppe.

Die Probanden werden darüber informiert, dass sie nach dem Zufallsprinzip einer von drei möglichen Gruppen zugeteilt werden. Die Probanden werden dann gebeten, entweder nur eine visuomotorische Aufgabe (Kontrollgruppe) oder eine visuomotorische Aufgabe mit einer gleichzeitigen kognitiven Aufgabe (einfache kognitive Gruppe und komplexe kognitive Gruppe) durchzuführen. Die visuomotorische Aufgabe ist unabhängig von der Gruppenzuordnung dieselbe. Der Unterschied in der Intervention zwischen den Gruppen basiert auf der gleichzeitigen Aufgabe, die das Individuum ausführen wird: Die Kontrollgruppe führt keine kognitive Aufgabe aus, die einfache kognitive Gruppe führt eine Aufgabe aus, einen definierten Buchstaben zu zählen, der auf dem Bildschirm erscheint, und die komplexe kognitive Gruppe Gruppe erhält die Aufgabe, zwei zugewiesene Buchstaben zu zählen, die auf dem Bildschirm erscheinen. Die visuomotorische Aufgabe besteht darin, einen Marsch im Stehen durchzuführen, wobei die Knie abwechselnd auf 60 Grad Hüftflexion angehoben werden, acht Zyklen auf jedem Bein. Ein benutzerdefiniertes Computerprogramm zeigt ein Echtzeitvideo der Person auf dem Bildschirm mit einer Überlagerung von Markierungen an, die die computergestützte Erkennung (Microsoft Kinect) des Kniegelenks anzeigen. Eine vorgeschriebene Marschgeschwindigkeit wird durch eine Ellipse auf dem Bildschirm bestimmt, die die Verschiebung (Grad der Hüftbeugung) und die Bewegungsgeschwindigkeit (Geschwindigkeit) vorschreibt, mit der man sich bewegen soll. Die Probanden dürfen sich bei Bedarf leicht berühren, um das Gleichgewicht zu halten. Zwischen den Versuchen wird eine Minute Ruhe im Sitzen gewährt, mit der Option, bei Bedarf länger zu ruhen. Das Video des Probanden wird in einem nicht identifizierten Format gespeichert, das aus der Ansicht der Person auf dem Bildschirm und der Zielaufgabe besteht, nur während der Dauer jedes einzelnen Versuchs. Die kognitive Aufgabe wird auf demselben Bildschirm wie die motorische Aufgabe angezeigt. Buchstaben unterschiedlicher Ausrichtung und Farbe erscheinen und verschwinden auf dem Bildschirm. Jede der 24 Sitzungen beinhaltet die Durchführung von etwa 20 Versuchen der visuomotorischen und kognitiven Aufgabe (Kontrollgruppe: nur visuomotorische Aufgabe, Interventionsgruppen: visuomotorische + kognitive Aufgabe).

Weitere Details zu den visuomotorischen und kognitiven Aufgaben sind wie folgt. Am ersten, 13. und 24. Tag führen die Probanden 20 Trainingsversuche bei mittlerer Geschwindigkeit der Marschaufgabe (Training) durch, gefolgt von 5 Versuchen mit unterschiedlichen Marschgeschwindigkeiten (Testen), indem sie die Geschwindigkeit (nicht die Amplitude) von ändern eine Zielellipse, die sich auf dem Bildschirm bewegt. Dann werden die Probanden gebeten, jeweils einen Versuch mit den einfachen und komplexen kognitiven Aufgaben durchzuführen, ohne die Marschaufgabe auszuführen (nur kognitive Aufgabe). An den Tagen 13 und 24 führen die Probanden auch die 5 Testversuche unter jeder der kognitiven Aufgabenzuweisung der anderen Gruppen durch (z kognitive Aufgabe, würden sie dann 5 Testversuche mit der komplexen kognitiven Aufgabe durchführen, gefolgt von 5 Versuchen, während sie nur die motorische Aufgabe ausführen). An allen anderen Tagen der 24 Interventionen führen die Probanden 20 Versuche der visuomotorischen Aufgabe mit mittlerer Geschwindigkeit durch, wobei sie nur die kognitive Aufgabe ausführen, die für ihre zugewiesene Gruppe erforderlich ist.

Zusätzlich messen die Ermittler am 1., 13. und 24. Tag Größe, Gewicht und verwenden eine Waage, die den Körperfettanteil des Teilnehmers misst (indem sie barfuß auf der Waage stehen). Die Probanden werden gebeten, Fragebögen auszufüllen, die Informationen über das medizinische, körperliche und soziale Leben, Kognition, Aktivitätsniveau, Schlafqualität und Schmerzniveau enthalten (siehe beigefügte Formulare). Die Probanden werden dann gebeten, sich computergestützten Tests der allgemeinen kognitiven Funktion und der wahrgenommenen Gesundheit über die NIH Toolbox Cognition Battery und PROMIS (über die iPad-App) sowie einer papierbasierten Bewertung der Kognition (Montreal Cognitive Assessment) zu unterziehen. Während des NIH Toolbox Cognition Battery-Tests sitzen die Probanden bequem auf einem Stuhl, wobei ihr Arm auf einem Tisch ruht, und führen vier Tests durch: den Flanker Inhibitory Control and Attention Test (FLCAT), den List Sorting Working Memory Test (LSWMT), The Dimensional Change Card Sort Test (DCCST) und der Processing Speed ​​Test (PST). Bei den FLCAT-, DCCST- und PST-Tests muss der Benutzer so schnell wie möglich ein Objekt auf dem Bildschirm mit seinem Finger auswählen; Das LSWMT erfordert keine Bewegung, sondern rezitiert Objekte von Tieren und Früchten, die auf dem Bildschirm des iPad erscheinen. Den Probanden steht es frei, Fragen oder Tests zu überspringen, die sie lieber nicht beantworten oder abschließen möchten. Es wird ein Gleichgewichtstest durchgeführt, bei dem die Person aufgefordert wird, auf einer druckempfindlichen Matte (Zeno-Matte) zu stehen, um den Fußdruck und das Ausmaß der Körperschwankung aufzuzeichnen. Sie werden gebeten, mit 1) offenen Augen, 2) geschlossenen Augen und 3) einer kognitiven Aufgabe zu stehen, während sie auf jedem Bein stehen (Einzelbeinhaltung). Die Probanden werden dann gebeten, einen Timed Up and Go (TUG)-Test unter Bedingungen der Durchführung einer kognitiven Aufgabe (TUG Cognitive) und ohne eine sekundäre Aufgabe (TUG) durchzuführen. Der TUG-Test besteht darin, sich aus dem Sitzen so schnell wie möglich durch das Stehen zu bewegen, 3 Meter zu gehen, sich umzudrehen und drei Meter zurückzugehen, um in die sitzende Ausgangsposition zurückzukehren. Jeder Test wird normalerweise in weniger als 30 Sekunden durchgeführt. Die Probanden werden dann gebeten, einen 10-Meter-Gehtest durchzuführen, bei dem sie in der Mitte der 8 Meter des selbstgewählten Gehens über eine druckempfindliche Matte (ZenoMat) gehen, um die Gangeigenschaften zu bestimmen. Der 10-Meter-Gehtest wird mit und ohne gleichzeitige kognitive Aufgabe in einer Geschwindigkeit durchgeführt, die sie als normal empfinden, und dann so schnell, wie sie sicher gehen können.

An den Tagen 1, 2, 13 und 24 verwenden die Ermittler drahtlose Elektroden mit einer Einweg-Klebeschnittstelle, die über der alkoholabgeschürften Haut der Muskeln der unteren Extremitäten platziert werden, um die Oberflächen-Elektromyographie zu erfassen. Nach der Platzierung der Elektroden werden die Probanden gebeten, für jeden Muskel drei maximal willkürliche isometrische Kontraktionen (MVIC) durchzuführen. Jeder MVIC wird erreicht, indem der Experimentator manuellen Widerstand in Reihe mit einem handgehaltenen Dynamometer am distalsten Teil des Segments (Bein) anwendet, an dem der Muskel ansetzt. Der Proband wird dann verbal ermutigt, die zu testende Extremität in die primäre Richtung der Muskelbewegung zu bewegen (z. Bei den Quadrizeps-Muskeln wird während der Kniestreckung Widerstand auf die distale Tibia auf der Ebene unmittelbar proximal zu den Knöcheln ausgeübt). Zwischen jeder maximalen Anstrengung wird eine 1-minütige Pause eingelegt, um Ermüdung vorzubeugen.