Entraînement en résistance et neuroimagerie (RTNI)

L'exercice est une stratégie prometteuse pour ralentir ou prévenir la progression du déclin cognitif et de la démence. Bien que l'entraînement en résistance (RT) soit une forme d'exercice populaire recommandée aux personnes âgées pour son rôle présumé dans la protection contre la sarcopénie, ses effets sur la santé du cerveau ont été moins bien étudiés. Des études antérieures sur la RT impliquant des protocoles traditionnels mettent en évidence des avantages solides et durables pour la cognition fluide. En revanche, on sait peu de choses sur les effets de la RT à haute intensité avec des techniques de périodisation avancées. De tels protocoles peuvent produire des améliorations similaires dans des durées plus courtes, améliorant ainsi l'utilité clinique. De plus, les mécanismes de l'amélioration cognitive induite par la RT ne sont pas bien compris. Définir les processus neuronaux et physiologiques dominants qui sous-tendent ces effets protecteurs est essentiel pour expliquer la variance des réponses cognitives et pour concevoir des stratégies de traitement optimales pour la population vieillissante.

L'efficacité des interventions de radiothérapie pour la santé cognitive dépend probablement de la maximisation des gains de force musculaire. Par conséquent, les chercheurs appliqueront les principes de force et de conditionnement et des techniques de neuroimagerie avancées à une intervention de RT périodisée de 12 semaines pour déterminer les contributions neuroprotectrices. La fonction cérébrovasculaire (CV) est une composante majeure de la santé du cerveau et un mécanisme principal d'amélioration cognitive après un entraînement aérobie. Cependant, le potentiel de la RT à influencer ces voies n'a pas été déterminé. Cette étude testera et étendra les preuves transversales antérieures reliant la RT à la fonction CV. De plus, il a été démontré que les interventions de RT améliorent indépendamment la fonction vasculaire systémique et la cognition. Ainsi, les chercheurs émettent l'hypothèse que la RT améliore la fonction cognitive grâce à la force musculaire et aux adaptations CV. L'objectif global de cette proposition est d'étudier les changements dans la cognition et la fonction CV chez 23 personnes âgées en bonne santé âgées de 60 à 80 ans, servant de leurs propres témoins, et d'explorer les mécanismes qui interviennent dans ces effets. Pour répondre à cet objectif, les chercheurs proposent les objectifs suivants :

Objectif 1 : Déterminer si 12 semaines de RT périodisée améliorent la cognition liquidienne chez les personnes âgées. La batterie cognitive NIH Toolbox® sera administrée pour évaluer les changements dans la fonction exécutive, l'attention, la mémoire épisodique, la vitesse de traitement, la mémoire de travail et le langage. Des scores composites seront calculés pour les fonctions cognitives fluides, cristallisées et globales.

Hypothèse : Un programme de RT périodisé de 12 semaines conçu spécifiquement pour maximiser les gains de force améliore la cognition des fluides chez les personnes âgées en bonne santé.

Objectif 2 : Évaluer les effets de la RT périodisée sur la fonction CV chez les personnes âgées. Des techniques d'IRM de marquage de spin artériel (ASL) seront utilisées pour évaluer les changements dans la fonction CV en quantifiant les effets sur le débit sanguin cérébral au repos, la compliance vasculaire intracrânienne et le temps de transit artériel. Des analyses de médiation seront effectuées pour déterminer les effets médiateurs de la fonction CV sur la cognition.

Hypothèse : La RT à haute intensité peut améliorer la fonction CV chez les personnes âgées en bonne santé.

Objectif 3 : Explorer les associations entre les adaptations cérébrales et les mécanismes potentiels de bénéfice, y compris : 1) la capacité physique (par ex. force musculaire), la composition corporelle et la mobilité fonctionnelle ; 2) des marqueurs sanguins putatifs de la plasticité cérébrale induite par l'exercice ; 3) facteurs de risque cardiovasculaires ; et 4) la morphométrie cérébrale et l'activité cérébrale à l'état de repos. Les changements significatifs seront analysés pour la médiation de la fonction cognitive afin d'identifier les principales voies qui sous-tendent les effets protecteurs de la RT.

Pour l'aspect pratique de cette étude, les participants serviront de leurs propres contrôles. Toutes les périodes de contrôle auront lieu avant l'intervention de RT pour s'assurer que les résultats ne sont pas faussés par des effets de désentraînement ou des avantages cognitifs à long terme de la RT. Tous les participants subiront des tests au départ, avant l'intervention et après l'intervention. La NIH Toolbox Cognition Battery fournira un ensemble standard d'outils d'évaluation complets. Trois versions de test seront utilisées pour réduire les effets de la pratique. Au cours des examens IRM, des techniques ASL seront utilisées pour évaluer la fonction CV et des séquences standard seront utilisées pour l'IRM structurelle (par ex. FLAIR pondéré en T2 et MP-RAGE pondéré en T1), IRM fonctionnelle à l'état de repos (rfMRI) et imagerie du tenseur de diffusion (DTI). Les résultats physiques seront évalués à l'aide de procédures de test standard dans la recherche sur la physiologie de l'exercice, y compris la pression artérielle, la composition corporelle, la fonction physique, la force musculaire et la VO2max estimée. Des questionnaires validés sur la qualité de vie, l'activité physique, la qualité du sommeil et le soutien interpersonnel seront administrés.

Les participants effectueront un programme d'entraînement de résistance périodisé et progressif de tout le corps mettant l'accent sur le développement de la force du bas et du haut du corps. Les 36 séances d'entraînement (3 jours par semaine pendant 12 semaines) seront effectuées au CERC, supervisées par un spécialiste de l'exercice. Le mésocycle I (semaines 1 à 4) mettra l'accent sur l'hypertrophie musculaire pour développer une base musculaire et métabolique pour un entraînement plus intense dans les phases ultérieures. Les séances d'entraînement consisteront en 4 à 6 exercices de résistance avec 2 à 4 séries par exercice et 8 à 10 répétitions par série. Les mésocycles II (semaines 5 à 8) et III (semaines 9 à 12) mettront l'accent sur le développement de la force. Les séances d'entraînement consisteront en 4 à 6 exercices de résistance avec 3 à 5 séries par exercice, 4 à 6 répétitions par série et des augmentations linéaires de l'intensité au fil du temps. Comme dans des études RT similaires, les charges d'entraînement utilisées seront individuellement progressées de manière sûre et efficace afin d'employer une surcharge/un défi progressif du système neuromusculaire et de susciter les plus grandes adaptations neuromusculaires induites par l'entraînement possibles.