Effetti dell'intervento di esercizio aerobico negli adolescenti con disturbo da deficit di attenzione/iperattività (ADHD)

Il disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) è il disturbo neuropsichiatrico più diffuso che colpisce il 5-10% dei bambini in tutto il mondo (7~8% a Taiwan) caratterizzato da un modello persistente di disattenzione e/o iperattività/impulsività. Un recente sondaggio ha stimato che circa il 57% dei bambini con ADHD continuerà ad avere sintomi persistenti nell’adolescenza e nell’età adulta. A causa del dinamico processo di sviluppo neurocognitivo, e della transizione e formazione delle relazioni educative e sociali, gli adolescenti (13-17 anni) rappresentano periodi critici nella fase della vita. La letteratura emergente ha proposto che le principali condizioni dell'ADHD siano legate a disturbi delle funzioni cognitive come il controllo inibitorio, la memoria di lavoro e la pianificazione cognitiva. Questi deficit interrompono il processo educativo, danneggiano le funzioni accademiche e sociali e riducono seriamente la qualità della vita degli adolescenti con ADHD.

Recentemente, vengono prese in considerazione tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva per studiare il meccanismo neurale dei disturbi dello sviluppo neurologico, incluso l'ADHD. Precedenti studi che utilizzavano la stimolazione magnetica transcranica (TMS) in combinazione con i potenziali motori evocati (MEP; contrazione muscolare in risposta alla TMS) hanno riportato deficit in specifiche funzioni inibitorie del circuito motorio nell'ADHD. In linea con ciò, il nostro studio precedente ha riscontrato una diminuzione dell’inibizione intracorticale e una maggiore facilitazione intracorticale nei soggetti con ADHD rispetto al controllo sano (in fase di revisione). Questi risultati implicano che le cause dell’ADHD derivano da disturbi nelle reti cerebrali su larga scala. Pertanto, è essenziale comprendere il meccanismo neurofisiologico dell’ADHD e inoltre sviluppare interventi efficaci basati su queste basi.

L’esercizio aerobico è stato suggerito come terapia aggiuntiva sicura ed a basso costo per l’ADHD ed è noto per avere effetti benefici sulle prestazioni cognitive e comportamentali nei bambini e negli adolescenti. Il meccanismo sottostante dipende almeno in parte da meccanismi di neuroplasticità. I dati sugli animali suggeriscono che l’eccitabilità neuronale è migliorata dall’esercizio aerobico sopprimendo l’inibizione allergica dell’acido gamma-aminobutirrico (GABA) e facilitando l’attivazione dei recettori N-metil-D-aspartato (NMDA). Inoltre, l’esercizio aerobico ha potenziato l’induzione del potenziamento a lungo termine (LTP) che si ritiene svolga un ruolo chiave nei meccanismi cellulari dell’apprendimento e della memoria. Questi risultati sono in linea con i dati umani. Il nostro e altri studi hanno dimostrato che l’esercizio aerobico può migliorare l’eccitabilità corticale aumentando la facilitazione intracorticale e riducendo l’inibizione da parte della TMS in soggetti sani. A livello cognitivo, modelli animali hanno dimostrato che l’esercizio aerobico influenza in modo prominente diverse funzioni cognitive, tra cui l’apprendimento e la memoria. Allo stesso modo, nello studio sull’uomo, un singolo periodo di esercizio aerobico a intensità leggera promuove l’esecuzione di un compito di rilevamento della precisione visuomotoria e della memoria verbale. La ricerca meta-analitica ha mostrato effetti benefici dell’esercizio aerobico di intensità da moderata a vigorosa sulle prestazioni cognitive negli esseri umani. Specifici per la popolazione con ADHD, i risultati precedenti hanno mostrato un miglioramento significativo nel controllo inibitorio, nella velocità di elaborazione e nell'attenzione dopo esercizio aerobico acuto (30 minuti di ciclismo: 5 minuti di riscaldamento, 20 minuti di esercizio di base e 5 minuti di defaticamento) a intensità moderata. Nel loro insieme, questi studi suggeriscono che l’impatto dell’esercizio aerobico potrebbe non essere limitato al dominio motorio. Inoltre, gli effetti positivi dell’esercizio aerobico sui processi cognitivi e sui risultati clinici potrebbero essere causati dai suoi effetti di mediazione sui meccanismi neurali.

Secondo la nostra esperienza di ricerca, siamo interessati al fondamento neurofisiologico dell’impatto degli effetti acuti dell’intensità controllata dell’esercizio aerobico negli adolescenti con ADHD, al suo coinvolgimento nei processi cognitivi e ai risultati clinici. L’applicazione combinata di strumenti di registrazione neurofisiologica, inclusa la stimolazione cerebrale non invasiva, è adatta per esplorare l’impatto dell’esercizio aerobico sulla fisiologia corticale della corteccia motoria e prefrontale e l’associazione funzionale tra cognizione e prestazione clinica negli esseri umani. Applicheremo la TMS per ottenere potenziali evocati registrati sia con l'elettromiografia (EMG) che con l'EEG all'eccitabilità corticale, anche per quanto riguarda i contributi di trasmettitori e neuromodulatori specifici, come glutammato e GABA, su aree target rilevanti per il compito come quelle motorie e prefrontali. corteccia. Inoltre, combineremo compiti cognitivi (ad esempio, controllo inibitorio, memoria di lavoro e compiti di pianificazione cognitiva) per esplorare l'associazione tra gli effetti neurofisiologici dell'esercizio aerobico e le rispettive alterazioni cognitive e cliniche. Lo studio sarà di fondamentale importanza nel definire un quadro concettuale per lo sviluppo di un trattamento alternativo nell’ADHD, in particolare per l’intervento con esercizio aerobico. Inoltre, i risultati dello studio contribuiscono a gettare le basi per l’applicazione scientifica e clinica negli adolescenti con ADHD.