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Fitness on White Matter and Cognition in Aging

16 dicembre 2018 aggiornato da: Ryan Mace, Suffolk University

Neuroprotective Effects of Cardiorespiratory Fitness on White Matter Integrity and Cognition Across the Adult Lifespan

Cardiorespiratory fitness (CRF) is associated with decreased risk for mild cognitive impairment (MCI) and dementia. CRF is linked with more conserved gray and white matter (WM) volume, improved WM microstructural integrity, and better cognitive performance among healthy older adults. Additional research is needed to determine: (1) which WM tracts are most strongly related to CRF, (2) whether CRF-related benefits on WM translate to enhanced cognitive functioning, and (3) factors that mediate and moderate CRF effects. Higher CRF was hypothesized to be associated with stronger WM integrity, both globally and locally in WM tracts that connect frontal brain regions. The neuroprotective effects were hypothesized to be age-dependent, such that the association between CRF and WM integrity would be stronger in old age compared to younger age. Finally, higher CRF was hypothesized to predict stronger performance on tests of executive functioning (EF), partially mediated by frontal WM integrity. Delineation of specific neurocognitive effects of CRF may serve clinicians in individually tailoring wellness interventions to meet patients' specific cognitive concerns with aging.

Panoramica dello studio

Descrizione dettagliata

Sample: Participant data from the "Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study" of the Nathan Kline Institute - Rockland Sample (NKI-RS) will be analyzed for the present study. Zip code-based recruitment and monitoring enrollment for key demographic variables (e.g., age, sex, ethnicity) were used to maintain adequate representation of Rockland County and prevent sampling biases (e.g., cohort effects). NKI-RS eligibility was designed for inclusivity.

Procedure: All participants completed a medical evaluation, psychiatric interview, self-report questionnaires, standardized battery of cognitive tests, and neuroimaging at NKI. Complete details about the MRI measurement parameters can be located on the NKI-RS website for DTI and MPRAGE and protocols. Quality assurance of raw data, inclusive of monitoring standard operating procedures, error-handling, and compiling the data dictionary, is maintained by NKI-RS. Raw neuroimaging data was acquired by NKI-RS and processed at Suffolk University using TRACULA and FreeSurfer 5.3.

Statistical Plan: Analyses will be performed on de-identified phenotypic and neuroimaging data from adult NKI-RS participants available at the start of this study (October 2016). Analyses will evaluate the potential for CRF to modulate decline in WM integrity and EF observed with aging. Mixed-effects modeling will investigate the extent to which CRF predicts WM integrity, as both a global measurement of fractional anisotropy (FA) and FA within nine major WM tracts. Structural equation modeling will examine whether higher FA within frontal WM tracts partially mediates a positive relationship between CRF and EF. The role of age and clinical characteristics (e.g., cardiovascular risk factors, depression) will also be explored as covariates in the link between CRF, WM, and EF.

Tipo di studio

Osservativo

Iscrizione (Effettivo)

645

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

Da 20 anni a 85 anni (Adulto, Adulto più anziano)

Accetta volontari sani

Sessi ammissibili allo studio

Tutto

Metodo di campionamento

Campione non probabilistico

Popolazione di studio

Participants are community-dwelling adults from the "Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study" of the Nathan Kline Institute - Rockland Sample (NKI-RS)-a large cross-sectional sample of adult brain development. NKI prospectively recruited community-dwelling residents of Rockland County, New York-a region that is socioeconomically comparable to United States demographics.

Descrizione

NKI-RS eligibility criteria was designed for inclusivity. Nearly half of recruited individuals met criteria for at least one Diagnostic Statistical Manual - 4th Edition diagnosis based on a semi-structured clinical interview.

Inclusion Criteria (present study):

  • diffusion tensor imaging (DTI) without significant artifacts
  • T1-weighted structural imaging (Magnetization-Prepared Rapid Gradient-Echo; MPRAGE) without significant artifacts
  • CRF data from a standardized cycle ergometer test (commonly used for predicting maximal oxygen uptake; VO2 max).

Exclusion Criteria (per NKI-RS protocol):

  • severe psychiatric illness (bipolar disorder, schizophrenia disorder, schizoaffective disorder)
  • severe developmental disorders (autism spectrum disorders, intellectual disabilities)
  • current suicidal or homicidal ideation
  • severe cerebral trauma (stroke, moderate to severe traumatic brain injury, ischemic attack in the past two years)
  • severe neurodegenerative disorders (Parkinson's disease, Huntington's Disease, dementia)
  • a history of substance dependence in the past two years (with an exception for cannabis)
  • a lifetime history of psychiatric hospitalization
  • current pregnancy
  • MRI contraindications

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

Coorti e interventi

Gruppo / Coorte
Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
white matter (WM) microstructure integrity
Lasso di tempo: Measured between 9:00 and 10:00 am on the single assessment day.
fractional anisotropy (FA) diffusion tensor imaging (DTI)
Measured between 9:00 and 10:00 am on the single assessment day.
executive function (EF)
Lasso di tempo: Measured between 12:30 and 2:30 pm on the single assessment day.
Delis-Kaplan Executive Function System (D-KEFS) subtests will include the Trail Making Test, Design Fluency Test, Color-Word Interference Test, and Tower Tests. Scores from each subtest will be transformed into z-scores to yield the same units of measurement. Then, structural equation modeling (SEM) will aggregate these values quantify a construct of overall EF.
Measured between 12:30 and 2:30 pm on the single assessment day.
executive function (EF)
Lasso di tempo: Measured between 11:00 am and 12:00 pm on the single assessment day.
Penn Computerized Neurocognitive Battery (CNB) subtests will include the CNB Letter N-back Test and Conditional Exclusion Test. Scores from each subtest will be transformed into z-scores to yield the same units of measurement. Then, structural equation modeling (SEM) will aggregate these values quantify a construct of overall EF.
Measured between 11:00 am and 12:00 pm on the single assessment day.

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Pubblicazioni e link utili

La persona responsabile dell'inserimento delle informazioni sullo studio fornisce volontariamente queste pubblicazioni. Questi possono riguardare qualsiasi cosa relativa allo studio.

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Effettivo)

1 marzo 2012

Completamento primario (Effettivo)

1 luglio 2016

Completamento dello studio

1 luglio 2016

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

29 novembre 2018

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

11 dicembre 2018

Primo Inserito (Effettivo)

14 dicembre 2018

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

19 dicembre 2018

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

16 dicembre 2018

Ultimo verificato

1 dicembre 2018

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Altri numeri di identificazione dello studio

  • NKI-RS
  • R01MH094639-01 (Sovvenzione/contratto NIH degli Stati Uniti)

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

Descrizione del piano IPD

The Nathan Kline Institute - Rockland Sample is a public, open-access data repository that is available upon approval of the NKI data usage agreement.

R code for all study analyses will be made available for reproducibility with open-access NKI-RS data.

Tipo di informazioni di supporto alla condivisione IPD

  • STUDIO_PROTOCOLLO
  • LINFA
  • CODICE_ANALITICO

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

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