Resistenssikoulutus ja neuroimaging (RTNI)

Liikunta on lupaava strategia kognitiivisen heikkenemisen ja dementian etenemisen hidastamiseksi tai estämiseksi. Vaikka vastustusharjoittelu (RT) on suosittu liikuntamuoto, jota suositellaan iäkkäille aikuisille sen oletetun roolin vuoksi sarkopeniaa vastaan, sen vaikutuksia aivojen terveyteen on tutkittu vähemmän. Aiemmat RT-tutkimukset, joissa on käytetty perinteisiä protokollia, korostavat vankkoja ja pysyviä hyötyjä nesteen kognitiolle. Sitä vastoin korkean intensiteetin RT:n vaikutuksista kehittyneillä periodisointitekniikoilla tiedetään vähän. Tällaiset protokollat ​​voivat tuottaa samanlaisia ​​parannuksia lyhyemmällä kestoajalla, mikä parantaa kliinistä käyttökelpoisuutta. Lisäksi RT:n aiheuttaman kognitiivisen tehostumisen mekanismeja ei ymmärretä hyvin. Näiden suojaavien vaikutusten taustalla olevien hallitsevien hermostollisten ja fysiologisten prosessien määrittäminen on välttämätöntä kognitiivisten vasteiden vaihtelun selittämiseksi ja ikääntyvän väestön optimaalisten hoitostrategioiden suunnittelemiseksi.

RT-interventioiden tehokkuus kognitiivisen terveyden kannalta riippuu todennäköisesti lihasvoiman lisääntymisestä. Siksi tutkijat soveltavat vahvuus- ja kuntoutusperiaatteita ja kehittyneitä neurokuvantamistekniikoita 12 viikon periodisoituun RT-interventioon määrittääkseen hermoja suojaavan vaikutuksen. Aivoverenkierto (CV) on tärkeä osa aivojen terveyttä ja ensisijainen kognitiivisen tehostamisen mekanismi aerobisen harjoittelun jälkeen. RT:n mahdollisuutta vaikuttaa näihin reitteihin ei kuitenkaan ole määritetty. Tämä tutkimus testaa ja laajentaa aiempia poikkileikkaustodisteita, jotka yhdistävät RT:n CV-toimintoon. Lisäksi RT-interventioiden on osoitettu parantavan systeemistä verisuonitoimintaa ja kognitiota itsenäisesti. Siten tutkijat olettavat, että RT parantaa kognitiivista toimintaa lihasvoiman ja CV-sopeutuksen kautta. Tämän ehdotuksen yleisenä tavoitteena on tutkia muutoksia kognition ja CV:n toiminnassa 23 terveellä ikääntyneellä 60-80-vuotiaalla aikuisella, jotka toimivat heidän omana kontrollinaan, ja tutkia näitä vaikutuksia välittäviä mekanismeja. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi tutkijat ehdottavat seuraavia tavoitteita:

Tavoite 1: Selvittää, parantaako 12 viikkoa jaksotettua RT-hoitoa nesteen kognitiota vanhemmilla aikuisilla. NIH Toolbox® Cognition Batterya käytetään arvioimaan muutoksia toimeenpanotoiminnassa, huomiossa, episodisessa muistissa, käsittelynopeudessa, työmuistissa ja kielessä. Yhdistelmäpisteet lasketaan nestemäisistä, kiteytyneistä ja globaaleista kognitiivisista toiminnoista.

Hypoteesi: 12 viikon periodisoitu RT-ohjelma, joka on suunniteltu erityisesti maksimoimaan voimanlisäys, parantaa nesteen kognitiota terveillä iäkkäillä aikuisilla.

Tavoite 2: Arvioida periodisoidun RT:n vaikutuksia sydän- ja verisuonitoimintaan iäkkäillä aikuisilla. Valtimon spin-leimaus (ASL) MRI-tekniikoita käytetään arvioimaan muutoksia sydän- ja verisuonitautitoiminnassa kvantitatiivisesti määrittämällä vaikutukset lepoaivojen verenkiertoon, kallonsisäiseen verisuonten mukautumiseen ja valtimoiden kulkuaikaan. Välitysanalyysit suoritetaan CV-toiminnan välittävien vaikutusten määrittämiseksi kognitioon.

Hypoteesi: Korkean intensiteetin RT voi parantaa CV-toimintaa terveillä iäkkäillä aikuisilla.

Tavoite 3: Tutkia aivojen mukautumisen ja mahdollisten hyötymekanismien välisiä yhteyksiä, mukaan lukien: 1) fyysinen kapasiteetti (esim. lihasvoima), kehon koostumus ja toiminnallinen liikkuvuus; 2) oletetut veren merkkiaineet harjoituksen aiheuttamasta aivojen plastisuudesta; 3) kardiovaskulaariset riskitekijät; ja 4) aivojen morfometria ja lepotilan aivotoiminta. Merkittäviä muutoksia analysoidaan kognitiivisten toimintojen välittämiseksi, jotta voidaan tunnistaa tärkeimmät reitit, jotka ovat RT:n suojaavien vaikutusten taustalla.

Tämän tutkimuksen käytännöllisyyden vuoksi osallistujat toimivat omana kontrollinaan. Kaikki kontrollijaksot suoritetaan ennen RT-interventiota, jotta varmistetaan, etteivät RT:n harjoittelua heikentävät vaikutukset tai pitkäaikaiset kognitiiviset hyödyt häiritse tuloksia. Kaikki osallistujat testataan lähtötilanteessa, ennen interventiota ja sen jälkeen. NIH Toolbox Cognition Battery tarjoaa vakiosarjan kattavia arviointityökaluja. Harjoitteluvaikutusten vähentämiseksi käytetään kolmea testiversiota. MRI-skannausten aikana käytetään ASL-tekniikoita CV-toiminnan arvioimiseen ja standardisekvenssejä rakenteelliseen magneettikuvaukseen (esim. T2-painotettu FLAIR ja T1-painotettu MP-RAGE, lepotilan funktio MRI (rfMRI) ja diffuusiotensorikuvaus (DTI). Fyysisiä tuloksia arvioidaan harjoitusfysiologian tutkimuksessa tavanomaisilla testausmenetelmillä, mukaan lukien verenpaine, kehon koostumus, fyysinen toiminta, lihasvoima ja arvioitu VO2max. Validoituja elämänlaatua, fyysistä aktiivisuutta, unen laatua ja ihmisten välistä tukea koskevia kyselylomakkeita käsitellään.

Osallistujat suorittavat jaksoittaisen ja progressiivisen koko kehon vastusharjoitusohjelman, jossa painotetaan ala- ja ylävartalon voiman kehittämistä. Kaikki 36 harjoitusta (3 päivää viikossa 12 viikon ajan) suoritetaan CERC:ssä liikuntaasiantuntijan valvonnassa. Mesosykli I (viikot 1-4) korostaa lihasten liikakasvua kehittääkseen lihas- ja aineenvaihdunnan perustan intensiivisempään harjoitteluun myöhemmissä vaiheissa. Harjoitusottelut koostuvat 4-6 vastusharjoituksesta 2-4 sarjaa per harjoitus ja 8-10 toistoa per sarja. Mesosyklit II (viikot 5-8) ja III (viikot 9-12) korostavat voiman kehittämistä. Harjoitusottelut koostuvat 4-6 vastusharjoituksesta, joissa on 3-5 sarjaa harjoitusta kohti, 4-6 toistoa per sarja ja lineaarinen intensiteetin lisäys ajan myötä. Kuten vastaavissa RT-tutkimuksissa, käytettyjä harjoituskuormia kehitetään yksilöllisesti turvallisella ja tehokkaalla tavalla, jotta neuromuskulaariselle järjestelmälle saadaan asteittainen ylikuormitus/haaste ja mahdollisimman suuret harjoittelun aiheuttamat neuromuskulaariset mukautukset saadaan aikaan.