レジスタンストレーニングとニューロイメージング (RTNI)

運動は、認知機能の低下や認知症の進行を遅らせたり予防したりするための有望な戦略です。 レジスタンス トレーニング (RT) は、サルコペニアを予防する役割があると考えられているため、高齢者に推奨される人気のある運動ですが、脳の健康への影響についてはあまり研究されていません。 従来のプロトコルを含む以前の RT 研究では、流体認知に対する堅牢で永続的な利点が強調されています。 対照的に、高度なピリオダイゼーション技術を使用した高強度 RT の効果についてはほとんど知られていません。 このようなプロトコルは、より短い期間で同様の改善をもたらす可能性があり、したがって臨床的有用性が向上します。 さらに、RT による認知機能の向上のメカニズムはよくわかっていません。 これらの保護効果の根底にある支配的な神経および生理学的プロセスを定義することは、認知反応の分散を説明し、高齢者集団の最適な治療戦略を設計するために不可欠です。

認知的健康に対する RT 介入の有効性は、筋力の増加を最大化することに依存する可能性があります。 したがって、研究者は、ストレングス アンド コンディショニングの原則と高度な神経画像技術を 12 週間の定期的な RT 介入に適用して、神経保護の寄与を判断します。 脳血管 (CV) 機能は、脳の健康の主要な構成要素であり、有酸素トレーニング後の認知機能向上の主要なメカニズムです。 ただし、RT がこれらの経路に影響を与える可能性は特定されていません。 この研究は、RTと心血管機能を関連付ける以前の横断的証拠をテストし、拡張します。 さらに、RT 介入は、全身の血管機能と認知を独立して改善することが実証されています。 したがって、研究者は、RT が筋力と CV の適応を通じて認知機能を改善すると仮定しています。 この提案の全体的な目標は、60 ～ 80 歳の 23 人の健康な高齢者の認知と心血管機能の変化を調査し、独自のコントロールとして使用し、これらの影響を媒介するメカニズムを調査することです。 この目標に対処するために、研究者は次の目標を提案しています。

目的 1: 12 週間の定期的な RT が高齢者の体液認知を改善するかどうかを判断すること。 NIH Toolbox® Cognition Battery は、実行機能、注意力、エピソード記憶、処理速度、作業記憶、および言語の変化を評価するために投与されます。 複合スコアは、流体、結晶化、および全体的な認知機能について計算されます。

仮説: 筋力の増加を最大化するために特別に設計された 12 週間の定期的な RT プログラムは、健康な高齢者の体液認知を改善します。

目的 2: 高齢者の心血管機能に対する定期的な RT の効果を評価すること。 動脈スピンラベリング (ASL) MRI 技術を使用して、安静時脳血流、頭蓋内血管コンプライアンス、および動脈通過時間への影響を定量化することにより、CV 機能の変化を評価します。 認知に対するＣＶ機能の媒介効果を決定するために、媒介分析が実施される。

仮説：高強度放射線療法は、健康な高齢者の心血管機能を改善する可能性があります。

目的 3: 脳の適応と利益の潜在的なメカニズムとの関連性を調査すること: 1) 身体能力 (例: 筋力）、体組成、および機能的可動性。 2) 運動誘発性脳可塑性の推定血液マーカー。 3) 心血管リスク要因; 4) 脳の形態計​​測と安静時の脳活動。 RTの保護効果の根底にある主要な経路を特定するために、認知機能の媒介について重要な変化が分析されます。

この研究の実用性のために、参加者は独自のコントロールとして機能します。 すべての制御期間は、RT 介入の前に行われ、RT のトレーニング効果や長期的な認知的利点によって結果が混乱しないようにします。 すべての参加者は、ベースライン、介入前、および介入後にテストを受けます。 NIH Toolbox Cognition Battery は、包括的な評価ツールの標準セットを提供します。 3 つのテスト バージョンは、練習効果を減らすために使用されます。 MRI スキャン中、心血管機能を評価するために ASL 技術が使用され、構造 MRI には標準シーケンスが使用されます (例: T2 強調 FLAIR および T1 強調 MP-RAGE)、静止状態関数 MRI (rfMRI)、および拡散テンソル イメージング (DTI)。 身体的結果は、血圧、体組成、身体機能、筋力、推定 VO2max など、運動生理学研究の標準的な検査手順を使用して評価されます。 生活の質、身体活動、睡眠の質、および対人サポートに関する検証済みのアンケートが実施されます。

参加者は、下半身と上半身の強さの発達に重点を置いた、定期的かつ漸進的な全身レジスタンス トレーニング プログラムを実行します。 全 36 回のトレーニング セッション (週 3 日、12 週間) はすべて CERC で実施され、エクササイズの専門家が監督します。 メソサイクル I (1 ～ 4 週) は、後の段階でより激しいトレーニングを行うための筋肉と代謝の基盤を発達させるために、筋肥大を強調します。 トレーニングは 4 ～ 6 回のレジスタンス エクササイズで構成され、1 エクササイズあたり 2 ～ 4 セット、1 セットあたり 8 ～ 10 回の繰り返しが行われます。 メソサイクル II (5 ～ 8 週) および III (9 ～ 12 週) では、筋力の発達が強調されます。 トレーニング バウトは、エクササイズごとに 3 ～ 5 セット、1 セットごとに 4 ～ 6 回の反復を行う 4 ～ 6 回のレジスタンス エクササイズで構成され、時間の経過とともに強度が直線的に増加します。 同様の RT 研究と同様に、使用されるトレーニング負荷は、神経筋システムへの漸進的な過負荷/挑戦を採用し、可能な限り最大のトレーニング誘発性神経筋適応を引き出すために、安全かつ効果的な方法で個別に進められます。