Harjoittelun vaikutus fyysisiin, kognitiivisiin ja käyttäytymistoimintoihin ihmisillä, joilla on TBI

Tavoite

Tämän tutkimuksen laajana tavoitteena on tutkia kohtalaisen ja intensiivisemmän aerobisen harjoituksen vaikutuksia kognitiiviseen suorituskykyyn, fyysiseen toimintaan ja terveyteen liittyvään elämänlaatuun potilailla, joilla on krooninen (yli 12 kuukautta vamman jälkeen) traumaattinen aivovaurio. (TBI). Tärkeää on, että aivojen rakenteellisia ja biologisia muutoksia mitataan sen selvittämiseksi, liittyvätkö toiminnalliset tulokset harjoituksen aiheuttamiin mukautuksiin. Oletuksena on, että TBI-potilaiden kroonisessa vaiheessa paranevat: 1) kognitiivinen toiminta, 2) fyysinen kunto ja väsymyksen vakavuus, 3) motorinen suorituskyky ja tasapaino sekä 4) mieliala ja masennusoireet. harjoitusinterventio verrattuna kontrolliryhmään. On myös oletettu, että nämä toiminnalliset parannukset liittyvät harjoituksen intensiteettiin, parantuneeseen aivokuoren yhteyksiin, dopamiinin välitysgeenipisteisiin ja veren biomarkkereihin, jotka liittyvät neuro- ja angiogeneesiin.

Tutkimusväestö

Mukaan otetaan 80 avohoidossa olevaa aikuista, joilla on läpäisemätön TBI. Tutkittavat rekrytoidaan NIH:sta, liitännäissairaaloista/klinikoista ja yhteisöstä.

Design

Kaikki koehenkilöt suorittavat perusarviointeja, mukaan lukien kognitiivinen ja käyttäytymiskyky, aivojen kuvantaminen, kunto-, motoriikka- ja tasapainotestit sekä valikoidut veri- ja geneettiset testit. Tämän jälkeen koehenkilöt satunnaistetaan joko jonotuslistalle tai jompaankumpaan kahdesta harjoitustilanteesta: 1) 30 minuuttia nopeaan tahtiin, kohtalaisen intensiteetin vauhtiin (rapidresistive exercise; RET); 2) 30 minuuttia korkeammalla intensiteetillä (aerobinen harjoitus; AET). Molemmat harjoitusryhmät tekevät harjoituksen elliptisellä lenkillä 3 kertaa viikossa, harjoituksen kesto 45 minuuttia sisältäen lämmittelyn ja jäähdytyksen. RET-ryhmä keskittyy nopeaan vastavuoroiseen liikkeeseen minimaalisella vastuksella, kun taas AET-ryhmä harjoittelee korotetulla intensiteetillä, jonka tiedetään tuottavan aerobista vaikutusta. 12 viikon kuluttua kaikki ryhmät toistavat perusarvioinnit (3 kuukauden seuranta). Tämän arvioinnin jälkeen jonotuslistan kontrolliryhmä satunnaistetaan joko RET- tai AET-ryhmiin ja harjoitusryhmät lopettavat viralliset valvotut harjoitukset. Kolmas arviointikäynti tehdään vielä 12 viikon kuluttua (6 kuukauden seuranta).

Tulostoimenpiteet

Kognitiivinen suorituskyky testataan ja tulkitaan normeihin verrattuna. Suorituskykyä moottori- ja tasapainotehtävissä arvioidaan Smart Balance Measurement System - ja GAITRIte System -järjestelmällä. Fyysinen kunto määräytyy hapen huippukulutuksen ja aerobisen kynnyksen perusteella, joka mitataan keuhkojen kaasunvaihdolla juoksumatolla suoritettavan rasitustoleranssitestin aikana. Aivojen rakenteelliset tilavuudet määritetään magneettikuvauksella (MRI) ja aivokuoren liitettävyys kvantifioidaan käyttämällä lepotilan toiminnallista MRI:tä ja diffuusiotensorikuvausta (DTI), jotta voidaan arvioida valkoisen aineen reaktioiden eheyttä ja muutoksia vasteena harjoitukselle. Veri kerätään biomarkkerien (kuten VEGF, BDNF ja IGF-1) ja dopamiinin leviämisen kvantifioimiseksi. Myös muita elämänlaadun, väsymyksen vakavuuden, masennuksen ja unen laadun mittareita kerättäisiin.