認知スキルと心臓血管の健康に対する自転車介入の影響 (BIKE)
2018年1月26日 更新者：Michelle W. Voss、University of Iowa
運動が認知機能の低下を遅らせ、アルツハイマー病のリスクを軽減することは知られていますが、運動が老化した脳をどのように保護するかについては理解が不足しています。
提案された研究は、慢性的な運動トレーニングによって影響を受けるのと同じ脳領域に運動の急性の直接的な影響があるという概念をテストすることにより、この問題に対して新しいアプローチを採用しています。
研究者らが成功すれば、急性パラダイムにより、たった1回の運動量を使用して人間の脳機能を調節する重要な運動パラメータを決定できるようになるだろう。
調査の概要
詳細な説明
世界中で高齢者の割合が増加し、加齢に伴い脳機能が徐々に低下していることを考慮すると、老化した脳を保護する新たな介入の開発が急務となっています。
脳機能を改善するために運動トレーニングを実施するための主なアプローチは、心血管のフィットネスを向上させることです。
ただし、このアプローチの有効性については、さまざまな経験的裏付けがあります。
さらに、1 回の運動セッションの終了から 1 時間以内の運動にも急性の影響があります。
これらの影響はフィットネスに関連する適応が起こる前に起こり、動物実験では長期の運動トレーニングの恩恵を受ける同じ脳領域で起こることが示されています。
したがって、研究者らは、急性パラダイムは、老化した脳に対する運動トレーニングの長期的な利益を最大化する最善の方法を決定するために、運動からのこの初期の直接的な反応を調査するツールであると提案しています。
このことは、老化した脳に対する運動の急性効果と長期効果の間のメカニズムの関係を解明するという重要な必要性を示しています。
私たちの長期的な目標は、運動が老化の悪影響から脳をどのように保護するかを解明することです。
次に、この R21 提案における私たちの具体的な目的は、単一の運動セッションが、同じ脳システムで蓄積された運動トレーニング効果に関連する、臨床的に関連する脳ネットワークの機能的同期性の急激な増加を引き起こすという概念を支持または否定することです。
私たちの中心的な仮説は、12 週間の中強度の運動トレーニング プログラムと同じように、中強度の運動の効果により、海馬とデフォルト モード ネットワーク、および前頭前皮質とフロント実行ネットワークの機能的同調性が高まるというものです。 。
この仮説は、動物における運動の長期効果を示すのと同じ脳領域におけるニューロンの可塑性と興奮性に関連する因子に対する運動の急性効果を示すデータに基づいています。
提案された研究の貢献は、急性運動パラダイムが定期的な運動が老化の悪影響からどのように脳を保護するかについての洞察をどの程度提供できるかを決定するため、重要です。
提案された研究は、研究者らが同じ個人の急性および慢性の運動に関連する重複する神経系と結果を初めて調査するため、革新的です。
全体として、このプロジェクトの成功により、モードや強度などのさまざまな運動パラメーターが運動によって引き起こされる脳機能の変化とその効果の時間経過、さらには運動の直接的な効果に関連する神経生物学的メカニズムにどのような影響を与えるかについて、将来の研究が可能になるでしょう。老化した脳。
研究の種類
介入
入学 (実際)
33
段階
- 適用できない
連絡先と場所
このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。
研究場所
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Iowa
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Iowa City、Iowa、アメリカ、52245
- HBC Lab
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参加基準
研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。
適格基準
就学可能な年齢
60年～80年 (大人、高齢者)
健康ボランティアの受け入れ
はい
受講資格のある性別
全て
説明
包含基準:
- 身体活動準備アンケートに基づく有酸素運動介入への参加資格があり、矯正視力が 20/40 であること。
- 私たちの高齢者サンプルは 40 歳以上であるため、詳細な健康歴アンケートへの回答も必要となります。また、運動介入の資格は、最大の有酸素フィットネス中に心電図 (ECG) 反応を監視した医師の承認後に決定されます。このテストは、以下で説明する 2 回目の調査訪問の一部です。
除外基準:
- 60歳以上80歳未満でないこと
- 英語が流暢ではない
- モントリオール認知評価 (MoCA) のスコア < 26 (30 点中)
- 実験の指示に従わない
- 米国スポーツ医学会の公表基準により、急性心血管イベントの「高リスク」と認定される
- 左利き
- -以前に神経学的、代謝性、または精神医学的状態の診断を受けており、意識喪失を伴う脳損傷の過去がない
- MRI検査を完了できない
研究計画
このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：基礎科学
- 割り当て：ランダム化
- 介入モデル：並列代入
- マスキング：独身
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的：定常状態の中強度サイクリング
中強度の運動トレーニングは、研究チームが直接監督する 12 週間の監視付きサイクリング プログラムになります。
参加者全員はまず、健康な高齢者向けの運動プログラムを監視するゲイリー・ピアース博士の訓練を受けた運動トレーニング専門家と1対1のオリエンテーションを受けます。
トレーニングは、5 分間のウォームアップから始まり、20 分間の中強度サイクリングと 30 分間のパッシブ サイクリング、セッションごとに 5 分間のクールダウンを週 3 セッション行います。
追加の週ごとに、セッションごとに中強度のサイクリングを 6 分間追加し、第 5 週の開始までに中強度の合計時間が 1 セッションあたり 50 分になるまで続けます (追加の 5 分間のウォームアップと 5 分間のクールダウン)。 。
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実験グループは、週に 3 回、1 セッションあたり 50 分間の中程度の強度でサイクリングするまでのトレーニングを含む、3 か月間にわたる運動プログラムを完了します。
比較グループは、週に 3 回、1 セッションあたり 50 分間の断続的なサイクリング (受動的運動と中程度の強度を交互に行う) を含む 3 か月間運動プログラムを完了します。
どちらのグループもスペンス研究所の研究室で運動を行い、高齢者や特別な人々を扱う訓練を受けた運動トレーナーの監督を受けます。
他の名前：
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アクティブコンパレータ：断続的なサイクリング
断続的なサイクリングのグループは、毎週同じ期間と頻度でエクササイズ ラボに来て、エアロバイクのモーターが彼らの代わりにペダルを動かすなど、主に受動的なサイクリングを完了します。
この介入への関心を維持するために、中程度の強度のアクティビティを短時間で行う予定です。
中程度の強度のサイクリングの短い試合は、介入期間中の心肺機能の大幅な向上には効果がないように設計されています。
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実験グループは、週に 3 回、1 セッションあたり 50 分間の中程度の強度でサイクリングするまでのトレーニングを含む、3 か月間にわたる運動プログラムを完了します。
比較グループは、週に 3 回、1 セッションあたり 50 分間の断続的なサイクリング (受動的運動と中程度の強度を交互に行う) を含む 3 か月間運動プログラムを完了します。
どちらのグループもスペンス研究所の研究室で運動を行い、高齢者や特別な人々を扱う訓練を受けた運動トレーナーの監督を受けます。
他の名前：
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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機能的脳ネットワークの完全性: デフォルト モード ネットワーク (DMN) と安静時の実行制御ネットワーク (ECN) のさまざまな脳領域における変動する機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) 信号間の相関の強さ
時間枠：12 週間後のベースライン機能ネットワークの整合性からの変化
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安静時の脳ネットワークは、通常の老化に伴って低下しやすいことが知られています
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12 週間後のベースライン機能ネットワークの整合性からの変化
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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運動学習率
時間枠：12週間後のベースライン学習率からの変化
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交互連続反応時間タスク (ASRTT) における反応時間の高速化率を表す学習率パラメーター
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12週間後のベースライン学習率からの変化
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明示的なペアアソシエイトの学習率
時間枠：12週間後のベースライン学習率からの変化
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ペアアソシエート学習タスクにおける精度の向上率を表す学習率パラメータ
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12週間後のベースライン学習率からの変化
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実行機能複合尺度
時間枠：12週間後のベースライン実行機能パフォーマンスからの変化
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トレイル A および B、ゴー/ノーゴー デュアル タスク、修正フランカー タスク、および非言語作業記憶 n-back タスクを含む 4 つの実行機能タスクのパフォーマンス (速度と精度) からの複合スコア
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12週間後のベースライン実行機能パフォーマンスからの変化
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サイクルエルゴメーターテストから「Vo2 max」として測定された心血管フィットネス
時間枠：12週間後のベースラインフィットネスからの変化
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働いている筋肉組織に酸素を供給する心臓と肺の能力、および酸素を使用して運動のためのエネルギーを生成する筋肉の能力
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12週間後のベースラインフィットネスからの変化
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協力者と研究者
ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。
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出版物と役立つリンク
研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。
研究記録日
これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。
主要日程の研究
研究開始
2015年7月1日
一次修了 (実際)
2018年1月1日
研究の完了 (実際)
2018年1月1日
試験登録日
最初に提出
2015年4月25日
QC基準を満たした最初の提出物
2015年5月22日
最初の投稿 (見積もり)
2015年5月25日
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
2018年1月30日
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
2018年1月26日
最終確認日
2018年1月1日
詳しくは
本研究に関する用語
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
はい
IPD プランの説明
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