El efecto de la fatiga mental en la oxigenación cerebral durante el ejercicio de resistencia

Los investigadores utilizan un diseño cruzado aleatorizado, ciego, controlado con placebo y contrabalanceado. El propósito real del estudio será retener a los participantes al reclutar participantes que desconozcan los posibles efectos negativos de la fatiga mental. Informaremos a los participantes de una manera que explique el estudio como una investigación sobre la influencia de diferentes tareas cognitivas en un ciclo posterior. los investigadores se esforzarán por alcanzar las mismas expectativas para todos los participantes tanto en el ensayo experimental como en el de control con respecto a la influencia de la tarea cognitiva en la tarea cognitiva y de ciclismo. Al final del último ensayo, los investigadores harán una pregunta estandarizada para dar seguimiento a sus pensamientos sobre el objetivo del estudio.

El experimento constará de 3 ensayos consecutivos realizados en una cámara climática insonorizada (20°C y 40% HR) en la VUB. Se pedirá a los participantes que regresen 3 semanas sucesivas. Personal capacitado (investigadores predoctorales y estudiantes de maestría capacitados) estará presente durante los ensayos experimentales. Durante la primera visita, los sujetos leerán y firmarán el consentimiento informado y obtendrán una explicación detallada de lo que se espera de ellos, luego tendrán la posibilidad de hacer preguntas. Después de firmar, los participantes completan una prueba de familiarización en la que completarán todos los procedimientos como si fuera una prueba experimental, excepto la tarea cognitiva de 60 minutos. En lugar de la tarea cognitiva de 60 minutos, se determinará la capacidad cognitiva máxima de los participantes. Por tanto, se utilizará una tarea de Stroop dividida en bloques de 96 estímulos. Después de cada bloque, se calculará la precisión (ACC). Cuando el ACC es superior al 85%, la dificultad de la tarea Stroop se incrementará al disminuir el tiempo de presentación del estímulo (SPT). Si el ACC es inferior al 85%, este bloque se considerará como un 'error' y el sujeto deberá volver a hacer el bloque sin cambiar el SPT. El primer bloque tendrá un SPT de 1500 ms y tendrá como objetivo principal familiarizarse con la tarea. Cuando se alcance la precisión requerida, el SPT disminuirá en el siguiente orden: 1100, 900, 800, 700, 650, 600, 550 ms… para determinar la carga cognitiva individual. Antes del inicio de cada bloque, los sujetos podrán hacer una pausa si así lo desean. Cuando el sujeto comete tres errores seguidos, o cinco errores durante todo el ensayo, el ensayo se considera finalizado y se dará por terminado. El SPT del último bloque completado con éxito se considerará como la capacidad máxima de ese individuo y se utilizará para individualizar la dificultad de la prueba Stroop de 60 min. Habrá una retroalimentación continua de la actuación para motivar a los sujetos, tal y como ha sido señalado por Kurzban et al. importante para el compromiso con la tarea.

Los siguientes dos ensayos se realizarán en un orden aleatorio contrapesado, un ensayo de fatiga mental (MF) y un ensayo de control (CON). La aleatorización se asegurará mediante el uso de un programa informático basado en la web (www.randomization.com) para determinar el orden del tratamiento (ensayo MF o CON; ver intervención para más detalles). Todos los ensayos estarán separados por al menos 5 días para garantizar la recuperación total.

Después de llegar al laboratorio para las pruebas experimentales, se les pedirá a los participantes que vayan al baño, luego de lo cual ingresan a la cámara climática que ha alcanzado los 20°C y 40%HR. Los participantes deberán completar 2 cuestionarios (~ 3 min) para estimar el estado de ánimo y la motivación. Se aplicará equipo NIRS. El par NIRS-optode se aplicará de forma prefrontal. La medición NIRS comenzará a verificar los cambios hemodinámicos durante el período de absorción. Se registrarán las medidas fisiológicas (HR, SaO2, BP, Hb, frecuencia respiratoria (RR), glucosa, NIRS, ventilación (VE), lactato en sangre (BL).

Ir no ir. Como control de manipulación, se utilizará la tarea del paradigma Go/NoGo para evaluar el rendimiento cognitivo como lo sugieren Guo et al. (2018) y Kato et al. (2009). Los participantes deben reaccionar a diferentes estímulos que se muestran en una pantalla de computadora ubicada a aproximadamente 1 metro del sujeto, precedida por una pantalla con instrucciones generales. Dos estímulos diferentes estaban presentes al mismo tiempo: un estímulo Go o NoGo y un estímulo izquierdo o derecho (lo que significa que son posibles cuatro combinaciones: GoRight, GoLeft, NoGoRight y NoGoLeft). Si se presenta un estímulo Go, se indica a los participantes que reaccionen a los estímulos izquierdo o derecho con las flechas correspondientes. Sin embargo, si se presenta un estímulo NoGo, se indica a los participantes que se abstengan de reaccionar ante los estímulos izquierdo o derecho. Este paradigma propuesto mide la atención, la inhibición de la respuesta y la memoria de trabajo, funciones ejecutivas que se ven afectadas negativamente de forma constante por la MF. Los estímulos se presentarán durante 500 ms, con un tiempo interestímulo variable entre 1100 y 1700 ms. Los resultados de las pruebas Go incluyen el tiempo de reacción y la precisión, mientras que el resultado de las pruebas NoGo es solo precisión. La proporción de ensayos Go/NoGo será del 80 al 20% respectivamente. Dado que las pruebas se refieren a siete tiempos de interestímulo diferentes, 1 ciclo de pruebas consta de 56 pruebas Go y 14 NoGo. Además, para detectar consistentemente grandes ERP, la investigación ha sugerido que deberían estar presentes entre 30 y 40 estímulos. Por lo tanto, para poder investigar ERP en pruebas NoGo, se necesitan completar al menos 3 ciclos, lo que lleva a una duración total de la tarea de aproximadamente 6,5 min (teniendo en cuenta una duración media de prueba de 1900 ms).

Tarea de fatiga mental:

Una tarea de Stroop modificada, basada en su desempeño durante la prueba máxima (sesión de familiarización) de aproximadamente 60 min, dividida en 6 bloques de 336 estímulos, se utilizará como tarea de fatiga mental. En esta tarea, cuatro palabras de colores ("rood", "blauw", "groen" y "geel") se presentarán una a la vez en la pantalla de una computadora. Los participantes deberán indicar el color de la palabra, ignorando el significado de la palabra misma. Si, por el contrario, el color de la tinta es rojo, el botón a pulsar será el botón vinculado al significado real de la palabra, no el color de la tinta. La palabra presentada y su color de tinta serán seleccionados al azar por la computadora (100% incongruente), siendo todas las combinaciones de palabras y colores incongruentes igualmente comunes (es decir, en cada bloque se presentarán 84 palabras en los colores rojo, amarillo, verde y azul). Cada palabra se presentará en la pantalla en una fuente de 34 puntos durante 1000 ms con un intervalo entre estímulos basado en su desempeño en la prueba máxima. Se indicará a los sujetos que respondan con la mayor rapidez y precisión posible. Para evaluar la precisión del rendimiento (ACC) y el tiempo de reacción (RT), se recopilarán y promediarán cada bloque. Cada uno de los 6 bloques estará separado por un período de 30 s durante el cual los estímulos seguirán presentándose, pero donde los investigadores evaluarán la escala analógica visual de fatiga mental (M-VAS). Se les pedirá a los sujetos que dibujen una línea con su mano dominante en el M-VAS y que continúen respondiendo usando su mano no dominante para los cuatro estímulos diferentes. Los resultados de la Tarea Stroop de estos períodos de 30 s no se tendrán en cuenta para que los participantes puedan completar la escala M-VAS y restablecer su enfoque en la Tarea Stroop. Durante cada bloque, se evaluarán y promediarán los datos de NIRS, HR, RR y SaO2.

Tarea de control:

En la tarea de control los sujetos tendrán que ver un documental durante 60 min en la misma pantalla de ordenador que se utilizó para el ensayo experimental. Para evitar la subexcitación y la sobreexcitación, los sujetos tendrán la oportunidad de elegir entre varios episodios (One Planet, Frozen Worlds, Jungles, Costal Seas, From Desserts to Grasslands, The High Seas, Fresh Water and Forests) de Netflix. documental "Nuestro Planeta, 2019" propuesto por el equipo de investigación. Durante la tarea de control, las medidas fisiológicas y psicológicas se evaluarán en los mismos momentos que durante la prueba de fatiga mental.

Prueba de ciclismo de tiempo hasta el agotamiento (TTE):

Después de completar la tarea de control o MF. Se pedirá a los participantes que se coloquen en el cicloergómetro (propuesto) (Lode Excalibur Sport, Groningen, Países Bajos). Después de 2 minutos de estar sentado pasivamente en el ergómetro, se medirá una línea de base NIRS de 2 minutos. Cuando se hayan recopilado todas las medidas de referencia, los participantes realizarán una entrada en calor de 3 minutos al 40 % de la potencia máxima seguida de una carga de trabajo rectangular a una potencia correspondiente a su punto de compensación respiratoria predeterminado (±80 % de la potencia máxima). La frecuencia de pedaleo se eligió libremente entre 60 y 100 RPM y se registró cada minuto. El TTE se midió desde el inicio de la carga de trabajo rectangular hasta que la frecuencia de pedaleo fue inferior a 60 RPM durante más de 5 s a pesar del estímulo verbal estandarizado proporcionado por un asistente de investigación ciego a la asignación del tratamiento. Se eligió esta tarea de TTE en base a un estudio previo de Marcora et al. (2009), quienes encontraron que la fatiga mental perjudica el rendimiento físico. Un investigador se sentará detrás del sujeto para garantizar el cumplimiento del tratamiento. Los sujetos estarán equipados con un monitor de frecuencia cardíaca para realizar un seguimiento continuo de la frecuencia cardíaca (FC). La evaluación psicológica subjetiva se llevará a cabo con una escala M-VAS, el índice de carga de tareas de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA-TLX), las escalas de motivación intrínseca y motivación para el éxito desarrolladas y validadas por Matthews et al., Karolinska Sleepiness Scale (KSS ) y escala analógica visual para el aburrimiento (B-VAS).