Cambiamenti cerebrali e cognitivi dopo il ragionamento o l'allenamento fisico negli anziani cognitivamente normali

Contesto: esiste un potenziale significativo per modificare la struttura e la funzione del cervello umano che invecchia data un'intensa stimolazione mentale e attività fisica. Il declino cognitivo correlato all'età è stato costantemente identificato sulle misure del lobo frontale del controllo esecutivo come il ragionamento. Contemporaneamente, è stata identificata con l'invecchiamento anche una maggiore vulnerabilità delle reti cerebrali frontali, che assolvono alle funzioni di controllo esecutivo. Prove preliminari evidenziano il potenziale dell'allenamento del ragionamento e dell'allenamento fisico per modificare e rafforzare le funzioni cerebrali e cognitive negli anziani. Le prove del nostro laboratorio indicano che il ragionamento frontalmente mediato e basato sull'essenza (definito come la capacità di combinare informazioni dettagliate per costruire significati astratti) offre un dominio cognitivo promettente da addestrare. Estrarre il significato essenziale dall'enorme quantità di informazioni in arrivo è una delle abilità mentali più vitali che una mente sana raggiunge. Scopo: questa proposta è uno studio innovativo per ottenere dati riguardanti i benefici di un (a) nuovo programma di formazione sul ragionamento basato sull'essenza o (b) allenamento fisico sulle misure cognitive mediate dal lobo frontale del controllo esecutivo negli anziani cognitivamente normali. Il progetto impiegherà anche (a) misure cerebrali di nuova concezione per tracciare i cambiamenti nel flusso sanguigno cerebrale e nella connettività combinate con (b) un'attività di attivazione cognitiva specificamente progettata per misurare le regioni del cervello impegnate nel ragionamento essenziale rispetto all'elaborazione dei dettagli. Il progetto esamina anche gli effetti della dose più breve, vale a dire dopo 6 settimane e 12 settimane, rispetto a quelli esaminati in precedenza, nonché le differenze individuali basate su prestazioni elevate e basse per l'essenza e l'allenamento fisico. Metodi: 60 anziani cognitivamente normali di età compresa tra 60 e 75 anni saranno reclutati per lo studio e randomizzati in 1 di 3 gruppi. Ogni gruppo sarà composto da 20 partecipanti ciascuno: un gruppo di controllo addestrato al ragionamento, uno addestrato fisicamente e un gruppo di controllo in lista di attesa. I partecipanti saranno sottoposti a screening completo per assicurarsi che siano cognitivamente normali. Prima dell'intervento, si otterranno l'essenza di base dei partecipanti e la capacità di elaborazione dei dettagli, la batteria delle funzioni cognitive e le misure di fitness. Saranno inoltre ottenute misure cerebrali strutturali e funzionali. I partecipanti saranno sottoposti a 12 settimane di allenamento basato sull'essenza o allenamento fisico con misurazione a metà, 6 settimane di allenamento, endpoint 12 settimane di allenamento e 4 settimane dopo il completamento dell'allenamento. Gli effetti dell'allenamento saranno misurati comportamentalmente nelle aree allenate (ragionamento e fisico) e nelle aree cognitive non allenate. Inoltre, l'imaging cerebrale strutturale e funzionale misurerà i cambiamenti nel flusso sanguigno cerebrale, nel volume cerebrale globale e regionale, nei tratti della sostanza bianca, nell'efficienza, nei modelli di attivazione e nell'ossigenazione del sangue, con particolare attenzione ai cambiamenti nelle regioni frontali. Significato: l'attuale studio cerca di scoprire interventi neuroprotettivi e non farmacologici che potrebbero prevenire il declino mentale e rafforzare la salute cognitiva del cervello negli anziani, con possibili risparmi sociali di miliardi di dollari. Questo sarà uno dei primi studi sulla formazione per esplorare il ragionamento intensivo a breve termine e l'allenamento fisico, ciascuno documentato come fondamentale per la salute cognitiva del cervello con il potenziale per rafforzare le regioni frontali contro le perdite associate all'invecchiamento.