Ellenállási tréning és neuroimaging (RTNI)

A testmozgás ígéretes stratégia a kognitív hanyatlás és a demencia progressziójának lassítására vagy megelőzésére. Míg az ellenállási tréning (RT) egy népszerű edzésforma, amelyet idősebb felnőttek számára ajánlanak a szarkopénia elleni védelemben játszott szerepe miatt, az agy egészségére gyakorolt ​​hatását kevésbé vizsgálták. A hagyományos protokollokat alkalmazó korábbi RT-vizsgálatok a folyadékkogníció robusztus és tartós előnyeit emelik ki. Ezzel szemben keveset tudunk a nagy intenzitású RT fejlett periodizációs technikák hatásairól. Az ilyen protokollok hasonló javulást eredményezhetnek rövidebb ideig, így javítva a klinikai használhatóságot. Ezen túlmenően, az RT-indukált kognitív javulás mechanizmusai nem teljesen ismertek. A védőhatások hátterében álló domináns idegi és fiziológiai folyamatok meghatározása elengedhetetlen a kognitív válaszok eltéréseinek magyarázatához és az idősödő népesség optimális kezelési stratégiáinak kidolgozásához.

Az RT-beavatkozások kognitív egészségre gyakorolt ​​hatékonysága valószínűleg az izomerő maximalizálásától függ. Ezért a kutatók erősségi és kondicionálási elveket, valamint fejlett neuroimaging technikákat alkalmaznak egy 12 hetes időszakos RT-beavatkozás során, hogy meghatározzák a neuroprotektív hozzájárulást. A cerebrovaszkuláris (CV) funkció az agy egészségének egyik fő összetevője, és az aerob edzés utáni kognitív fejlesztés elsődleges mechanizmusa. Mindazonáltal nem határozták meg, hogy az RT képes-e befolyásolni ezeket az útvonalakat. Ez a tanulmány megvizsgálja és kiterjeszti az RT-t a CV-funkcióval összekapcsoló korábbi keresztmetszeti bizonyítékokat. Ezenkívül kimutatták, hogy az RT-beavatkozások egymástól függetlenül javítják a szisztémás vaszkuláris funkciót és a megismerést. Így a kutatók azt feltételezik, hogy az RT javítja a kognitív funkciókat az izomerő és a CV-adaptáció révén. Ennek a javaslatnak az átfogó célja, hogy megvizsgálja a kognitív és CV-funkció változásait 23 egészséges, 60-80 év közötti idősebb felnőttnél, saját kontrolljaként, és feltárja azokat a mechanizmusokat, amelyek ezeket a hatásokat közvetítik. E cél elérése érdekében a nyomozók a következő célokat javasolják:

1. cél: Annak megállapítása, hogy a 12 hetes időszakos RT javítja-e a folyadék megismerését idősebb felnőtteknél. A NIH Toolbox® Kogníciós Akkumulátort a végrehajtó funkciók, a figyelem, az epizodikus memória, a feldolgozási sebesség, a munkamemória és a nyelv változásainak értékelésére alkalmazzák. Összetett pontszámokat számítanak ki a folyékony, a kristályosodott és a globális kognitív funkciókra.

Hipotézis: Egy 12 hetes időszakos RT program, amelyet kifejezetten az erőnövekedés maximalizálására terveztek, javítja a folyadékkogníciót egészséges idősebb felnőtteknél.

2. cél: A periodizált RT hatásának értékelése a CV funkcióra idősebb felnőtteknél. Az artériás spin-címkézés (ASL) MRI technikákat alkalmaznak a CV-funkció változásainak értékelésére, számszerűsítve a nyugalmi agyi véráramlásra, az intracranialis vaszkuláris compliance-re és az artériás tranzitidőre gyakorolt ​​hatásokat. A CV-funkció kognícióra gyakorolt ​​közvetítő hatásainak meghatározására mediációs elemzéseket végeznek.

Hipotézis: A nagy intenzitású RT javíthatja a CV funkciót egészséges idősebb felnőtteknél.

3. cél: Az agy adaptációi és a potenciális haszonmechanizmusok közötti összefüggések feltárása, beleértve: 1) a fizikai kapacitást (pl. izomerő), testösszetétel és funkcionális mobilitás; 2) a gyakorlat által kiváltott agyi plaszticitás feltételezett vérmarkerei; 3) kardiovaszkuláris kockázati tényezők; és 4) az agy morfometriája és a nyugalmi állapot agyi aktivitása. Jelentős változásokat elemeznek a kognitív funkciók közvetítése szempontjából, hogy azonosítsák azokat a főbb útvonalakat, amelyek az RT védőhatásainak hátterében állnak.

A tanulmány gyakorlatiassága érdekében a résztvevők saját kontrolljaként szolgálnak majd. Minden ellenőrzési időszakra az RT beavatkozás előtt kerül sor, hogy az eredményeket ne zavarják össze az RT edzéslevonó hatásai vagy hosszú távú kognitív előnyei. Valamennyi résztvevőt tesztelésnek vetnek alá az alaphelyzetben, a beavatkozás előtt és a beavatkozás után. A NIH Toolbox Cognition Battery az átfogó értékelési eszközök szabványos készletét biztosítja. Három tesztverziót használnak a gyakorlati hatások csökkentésére. Az MRI-vizsgálatok során ASL-technikákat alkalmaznak a CV-funkció értékelésére, a standard szekvenciákat pedig a szerkezeti MRI-hez (pl. T2 súlyozott FLAIR és T1 súlyozott MP-RAGE, nyugalmi állapot függvény MRI (rfMRI) és diffúziós tenzor képalkotás (DTI). A fizikai eredményeket a gyakorlatok élettani kutatásában szokásos tesztelési eljárásokkal értékelik, beleértve a vérnyomást, a testösszetételt, a fizikai funkciót, az izomerőt és a becsült VO2max-ot. Validált kérdőíveket adunk ki az életminőségről, a fizikai aktivitásról, az alvás minőségéről és az interperszonális támogatásról.

A résztvevők időszakos és progresszív teljes test ellenállási edzésprogramot hajtanak végre, amely az alsó és felsőtest erejének fejlesztését hangsúlyozza. Mind a 36 edzést (heti 3 napon keresztül, 12 héten keresztül) a CERC-ben végzik, gyakorlati szakember felügyelete mellett. Az I. mezociklus (1-4. hét) az izomhipertrófiára helyezi a hangsúlyt, hogy izom- és anyagcserealapot alakítson ki az intenzívebb edzéshez a későbbi fázisokban. Az edzések 4-6 ellenállási gyakorlatból állnak, gyakorlatonként 2-4 sorozattal és sorozatonként 8-10 ismétléssel. A II. mezociklus (5-8. hét) és a III. (9-12. hét) az erőfejlesztést fogja hangsúlyozni. Az edzési rohamok 4-6 ellenállási gyakorlatból állnak, gyakorlatonként 3-5 sorozattal, sorozatonként 4-6 ismétléssel, és az intenzitás lineáris növelésével az idő múlásával. A hasonló RT vizsgálatokhoz hasonlóan az alkalmazott edzési terheléseket egyénileg, biztonságosan és hatékonyan továbbfejlesztik annak érdekében, hogy a neuromuszkuláris rendszer progresszív túlterhelését/kihívását alkalmazzák, és a lehető legnagyobb edzés által kiváltott neuromuszkuláris adaptációt váltsák ki.