Aerobinen harjoitus ja aivoverenkierto

Ikääntyvän veteraaniväestön kasvaviin terveydenhuollon haasteisiin vastaamiseksi on tärkeää ymmärtää tehokkaita kuntoutustekniikoita, jotka vähentävät ikääntymiseen liittyviä rinnakkaissairauksia ja parantavat elämänlaatua. Tähän mennessä liikunta on yksi harvoista todistetuista interventioista, jotka vaimentavat ikääntymiseen liittyvää aivojen terveyden ja toiminnan heikkenemistä. Johdonmukainen mutta selittämätön havainto monissa näistä tutkimuksista on muutos aivokuoren aktivaatiokuviossa tehtävän aikana, arvioituna käyttämällä fMRI:llä tehtyä veren happitasosta riippuvaa (BOLD) signaalia, joka vastaa parantuneen tehtävän suorituskyvyn. Kaksi aivoverenkierron terveyttä ja toimintaa koskevaa keskeistä mittaria, joita ei ole tutkittu, mutta jotka voivat vaikuttaa BOLD-vasteen dokumentoituihin muutoksiin, joita havaitaan postaerobisen toiminnan yhteydessä, ovat: 1) muutokset aivoverenkierrossa (perfuusio) lepotilassa tai aivojen avainalueille; ja 2) muutokset aivoverenkierron kyvyssä laajentua lisääntyneen kysynnän edessä, jota kutsutaan aivoverenkierron reaktiivisuudeksi (CVR). Tutkijoiden tavoitteena on kvantifioida aerobisen harjoituksen vaikutus aivoverenkiertoon ja kuinka sekä perfuusio että CVR vaikuttavat BOLD-signaaliin tehtäväpohjaisen fMRI:n aikana. Tutkijoiden aikaisempien ikääntymis- ja liikuntatutkimusten mukaisesti osallistujat täyttävät toisen kahdesta ehdosta; 1) aerobinen, intervalliharjoitteluinterventio (Spin; n= 44) tai 2) ei-aerobinen, venytyksenhallintatila (Control; n=44). Kardiovaskulaarista kuntoa, valtimoiden spin-merkintää perusaivojen perfuusiota varten, CVR, tehtäväpohjainen fMRI (kognitiivinen-executive ja motorinen) ja käyttäytymistuloksia arvioidaan ennen ja jälkeen interventioita. Tarkat tavoitteet määrittävät 12 viikon aerobisen harjoituksen vaikutuksen aivojen perfuusion ja CVR:n muutoksiin vanhemmilla veteraanilla. Tutkijat olettavat, että vertailuryhmään verrattuna aerobisesti koulutetulla ryhmällä on lisääntynyt perusperfuusio ja CVR alueilla, jotka osoittavat ikääntymiseen liittyvää heikkenemistä ja joiden on osoitettu olevan taipuisia aerobiseen harjoitteluun (alempi etu- ja motorinen aivokuori).

Muutaman viime vuosikymmenen tutkimus on edistänyt liikunnan jatkuvaa edistämistä yhtenä vaikuttavimmista keskushermoston terveyteen ja toimintaan vaikuttavista toimenpiteistä. Suurimman osan tästä tutkimuksesta eturintamassa on tehtäväpohjaisen fMRI BOLD:n käyttö aivokuoren toiminnan hyödyllisten muutosten kvantifioimiseksi aerobisen harjoituksen jälkeen. Vaikka tämän tutkimuksen todellinen vaikutus on transformatiivinen, sen laajuus on rajallinen, kunnes tutkijat voivat määritellä aivoverenkierron toiminnan vaikutuksen hyvin dokumentoituun hyödylliseen muutokseen BOLD-vasteessa. Tutkijat tietävät, että vanhemmat aikuiset, jotka ovat fyysisesti aktiivisia, ovat parantaneet verisuonten terveyttä, mutta he eivät tiedä harjoituksen koko vaikutusta aivoverenkierron terveyteen. Jos hypoteesit parantuneesta perfuusiosta ja CVR:stä tuetaan, se antaisi tietoa nykyisistä interventiostrategioista ja lisäisi tärkeää lisätietoa liikunnan mahdollisuuksista parantaa aivojen terveyttä ikääntyessä. Tämä vaikuttaisi ikääntyviin veteraaneihin, jotka ovat vaarassa sairastua aivoverenkiertohäiriöiden aiheuttamiin hermostoa rappeutuviin sairauksiin.