L'effet de la fatigue mentale sur l'oxygénation cérébrale pendant l'exercice d'endurance

Les enquêteurs utilisent une conception croisée randomisée, en aveugle, contrôlée par placebo, contrebalancée. Le véritable objectif de l'étude sera de retenir les participants en recrutant des participants qui ne sont pas conscients des effets négatifs possibles de la fatigue mentale. Nous informerons les participants d'une manière qui explique l'étude comme une enquête sur l'influence de différentes tâches cognitives sur un cycle ultérieur. les enquêteurs s'efforceront d'avoir des attentes égales pour tous les participants à la fois dans l'essai expérimental et dans l'essai de contrôle concernant l'influence de la tâche cognitive sur la tâche cognitive et cyclable. À la fin du dernier essai, les enquêteurs poseront une question standardisée pour donner suite à leurs réflexions sur l'objectif de l'étude.

L'expérience consistera en 3 essais consécutifs réalisés dans une enceinte climatique insonorisée (20°C et 40% HR) à la VUB. Les participants seront invités à revenir 3 semaines consécutives. Des personnels formés (chercheurs pré-doctoraux et étudiants en master formés) seront présents lors des essais expérimentaux. Lors de la première visite, les sujets liront et signeront le consentement éclairé et recevront une explication détaillée de ce qui est attendu d'eux, après quoi ils auront la possibilité de poser des questions. Après la signature, les participants effectuent un essai de familiarisation dans lequel ils effectueront toutes les procédures comme s'il s'agissait d'un essai expérimental, à l'exception de la tâche cognitive de 60 minutes. Au lieu de la tâche cognitive de 60 minutes, la capacité cognitive maximale des participants sera déterminée. Par conséquent, une tâche de Stroop divisée en blocs de 96 stimuli sera utilisée. Après chaque bloc, la précision (ACC) sera calculée. Lorsque l'ACC est supérieur à 85 %, la difficulté de la tâche de Stroop sera augmentée en diminuant le temps de présentation du stimulus (SPT). Si l'ACC est inférieur à 85 %, ce bloc sera considéré comme une « erreur » et le sujet devra refaire le bloc sans changer le SPT. Le premier bloc aura un SPT de 1500 ms et aura pour objectif principal de se familiariser avec la tâche. Lorsque la précision requise est atteinte, le SPT va décroître dans l'ordre suivant : 1100, 900, 800, 700, 650, 600, 550 ms… pour déterminer la charge cognitive individuelle. Avant le début de chaque bloc, les sujets pourront faire une pause s'ils le souhaitent. Lorsque le sujet fait trois erreurs consécutives, ou cinq erreurs pendant tout l'essai, l'essai est considéré comme terminé et sera terminé. Le SPT du dernier bloc terminé avec succès sera considéré comme la capacité maximale de cet individu et sera utilisé pour individualiser la difficulté de la tâche Stroop de 60 minutes. Il y aura un retour continu de la performance pour motiver les sujets, comme cela a été souligné par Kurzban et al. être important pour l'engagement dans la tâche.

Les deux prochains essais seront effectués dans un ordre randomisé contrebalancé, un essai de fatigue mentale (MF) et un essai de contrôle (CON). La randomisation sera assurée à l'aide d'un programme informatique basé sur le Web (www.randomization.com) pour déterminer l'ordre de traitement (essai MF ou CON ; voir l'intervention pour plus de détails). Tous les essais seront séparés d'au moins 5 jours pour assurer une récupération complète.

Après leur arrivée au laboratoire pour les essais expérimentaux, les participants seront invités à se rendre aux toilettes, après quoi ils entreront dans l'enceinte climatique qui a atteint 20°C et 40%HR. Les participants devront remplir 2 questionnaires (~3min) pour estimer leur humeur et leur motivation. L'équipement NIRS sera appliqué. Le couple NIRS-optode sera appliqué en préfrontal. La mesure NIRS commencera à vérifier les changements hémodynamiques pendant la période d'absorption. Les mesures physiologiques (HR, SaO2, BP, Hb, Fréquence respiratoire (RR), Glucose, NIRS, ventilation (VE), Lactate sanguin (BL) seront enregistrées.

Va ne va pas. En tant que contrôle de manipulation, la tâche de paradigme Go/NoGo sera utilisée pour évaluer les performances cognitives comme suggéré par Guo et al. (2018) et Kato et al. (2009). Les participants doivent réagir à différents stimuli affichés sur un écran d'ordinateur placé à environ 1 mètre du sujet, précédé d'un écran avec des instructions générales. Deux stimuli différents étaient présents en même temps : un stimulus Go ou NoGo, et un stimulus gauche ou droit (ce qui signifie que quatre combinaisons sont possibles : GoRight, GoLeft, NoGoRight et NoGoLeft). Si un Go-stimulus est présenté, les participants sont invités à réagir aux stimuli gauche ou droit avec les flèches correspondantes. Cependant, si un stimulus NoGo est présenté, les participants sont priés de s'abstenir de réagir aux stimuli gauche ou droit. Ce paradigme proposé mesure l'attention, l'inhibition de la réponse et la mémoire de travail, les fonctions exécutives qui sont toutes systématiquement affectées négativement par la MF. Les stimuli seront présentés pendant 500 ms, avec un temps interstimulus variant entre 1100 et 1700 ms. Les résultats des essais Go incluent le temps de réaction et la précision, tandis que le résultat des essais NoGo n'est que la précision. Le rapport des essais Go/NoGo sera respectivement de 80 à 20 %. Les essais portant sur sept temps interstimulus différents, 1 cycle d'essais est composé de 56 essais Go et 14 essais NoGo. De plus, pour détecter de manière cohérente les grands ERP, la recherche a suggéré qu'entre 30 et 40 stimuli devraient être présents. Par conséquent, pour pouvoir étudier les ERP dans les essais NoGo, au moins 3 cycles sont nécessaires pour terminer, ce qui conduit à une durée totale de la tâche d'environ 6,5 min (en tenant compte d'une durée moyenne d'essai de 1900 ms).

Tâche de fatigue mentale :

Une tâche de Stroop modifiée, basée sur leur performance lors du test max (session de familiarisation) d'environ 60 min, partitionnée en 6 blocs de 336 stimuli, sera utilisée comme tâche de fatigue mentale. Dans cette tâche, quatre mots de couleur ("rood", "blauw", "groen" et "geel") seront présentés un à la fois sur un écran d'ordinateur. Les participants devront indiquer la couleur du mot, ignorant le sens du mot lui-même. Si, au contraire, la couleur de l'encre est rouge, le bouton à appuyer sera le bouton lié au sens réel du mot, et non la couleur de l'encre. Le mot présenté et sa couleur d'encre seront sélectionnés au hasard par l'ordinateur (100 % incongrus), toutes les combinaisons mot-couleur incongrues étant également courantes (ce qui signifie que, dans chaque bloc, 84 mots seront présentés dans les couleurs rouge, jaune, vert et bleu). Chaque mot sera présenté à l'écran dans une police de 34 points pendant 1000 ms avec un intervalle inter-stimulus basé sur leurs performances au test max. Les sujets seront invités à répondre aussi rapidement et précisément que possible. Pour évaluer la précision des performances (ACC) et le temps de réaction (RT) seront collectés et moyennés à chaque bloc. Chacun des 6 blocs sera séparé par une période de 30 secondes pendant laquelle des stimuli continueront à se présenter, mais où les chercheurs évalueront l'échelle visuelle analogique de fatigue mentale (M-VAS). Les sujets seront invités à tracer une ligne avec leur main dominante sur le M-VAS et à continuer à répondre en utilisant leur main non dominante pour les quatre stimuli différents. Les résultats de la tâche Stroop de ces périodes de 30 secondes ne seront pas pris en compte afin que les participants puissent remplir l'échelle M-VAS et se concentrer à nouveau sur la tâche Stroop. Au cours de chaque bloc, les données NIRS, HR, RR et SaO2 seront évaluées et moyennées.

Tâche de contrôle :

Dans la tâche de contrôle, les sujets devront regarder un documentaire pendant 60 min sur le même écran d'ordinateur que celui utilisé pour l'essai expérimental. Afin d'éviter la sous-excitation et la surexcitation, les sujets auront la possibilité de choisir entre plusieurs épisodes (One Planet, Frozen Worlds, Jungles, Costal Seas, From Desserts to Grasslands, The High Seas, Fresh Water and Forests) du Netflix documentaire "Notre Planète, 2019" tel que proposé par l'équipe de recherche. Au cours de la tâche de contrôle, les mesures physiologiques et psychologiques seront évaluées aux mêmes moments que lors de l'essai de fatigue mentale.

Test de cycle jusqu'à l'épuisement (TTE) :

Après avoir terminé la tâche MF ou de contrôle. Les participants seront invités à prendre place sur le vélo ergomètre (proposé) (Lode Excalibur Sport, Groningen, Pays-Bas). Après 2 minutes d'assise passive sur l'ergomètre, une ligne de base NIRS de 2 minutes sera mesurée. Lorsque toutes les mesures de base ont été recueillies, les participants effectueront un échauffement de 3 minutes à 40 % de la puissance de sortie de pointe, suivi d'une charge de travail rectangulaire à une puissance de sortie correspondant à leur point de compensation respiratoire prédéterminé (± 80 % de puissance de sortie de pointe). La fréquence des pédales a été librement choisie entre 60 et 100 RPM et a été enregistrée toutes les minutes. Le TTE a été mesuré depuis le début de la charge de travail rectangulaire jusqu'à ce que la fréquence de pédalage soit inférieure à 60 RPM pendant plus de 5 s malgré les encouragements verbaux standardisés fournis par un assistant de recherche aveugle à l'attribution du traitement. Cette tâche TTE a été choisie, sur la base d'une étude précédente de Marcora et al. (2009), qui ont constaté que la fatigue mentale altère les performances physiques. Un chercheur s'assiéra derrière le sujet pour s'assurer de l'observance du traitement. Les sujets seront équipés d'un moniteur de fréquence cardiaque pour suivre en permanence la fréquence cardiaque (FC). L'évaluation psychologique subjective aura lieu avec une échelle M-VAS, le National Aeronautics and Space Administration Task Load Index (NASA-TLX), les échelles de motivation de réussite et de motivation intrinsèque développées et validées par Matthews et al., Karolinska Sleepiness Scale (KSS ) et échelle visuelle analogique pour l'ennui (B-VAS).