運動が睡眠と脳の健康に及ぼす影響
調査の概要
詳細な説明
脳年齢のバイオマーカーを開発し、脳の健康を改善するための科学的に証明された介入に対する重大な必要性が存在します。 以前は、一晩の睡眠 EEG から得られた 510 の特徴に基づいて脳年齢 (BA) を予測するために、機械学習アルゴリズムである Brain Age Index (BAI) が開発されました。 このアルゴリズムは、「脳年齢」(BA) と呼ばれる、個人の睡眠中の脳活動が「見える」年齢を報告し、これを暦年齢 (CA) と比較します。 違いは BAI です。BAI = BA-CA です。 以前の研究では、重大な神経疾患または精神疾患、または高血圧および糖尿病の患者は、健常対照者と比較して 4 歳および 3.5 歳の平均過剰脳年齢、または「脳年齢指数」(BAI) を示すことが示唆されています。 さらに、高BAIは死亡率の独立した予測因子であることが示されています。 BAI が 1 年増えるごとに、死亡リスクが 3.3% 相対的に増加します。 他のグループの研究は、運動が「成功した脳の老化」を促進するのに潜在的に効果的であることを示唆しています.
認知に対する運動の影響に関する研究には、高齢者の認知機能に対する運動の結果を分析した 18 の先行研究のメタアナリシスが含まれます。 有酸素フィットネストレーニングは、実行機能、認知制御、空間処理、および処理速度を含むいくつかの認知ドメイン全体でパフォーマンスを改善し、研究全体およびすべてのドメイン全体でコントロールと比較して標準偏差 0.5 の平均改善が見られました。 改善は、執行および管理プロセスで最も大きかった。 改善の程度は、フィットネス トレーニングの介入の長さ、トレーニング セッションの期間、および性別にも関連していました (女性の方が効果が高いように見えました)。 脳構造に対する運動の影響に関する研究には、35 人の高齢者 (軽度認知障害のある 14 人、健康な対照者 16 人) を登録して 12 週間の中程度の強度のウォーキング プログラムに参加させた先行研究が含まれます。 被験者の VO2max は平均 8.49% 増加しました。 介入により心肺機能のフィットネス (V̇O2peak) が改善された程度は、皮質の厚さの広範な変化と強く正の相関がありました。 まとめると、これらの研究やその他の研究は、有酸素運動が老化や病気による皮質萎縮に対抗する効果的な介入であり、リスクのある高齢者の将来の認知機能低下に対する保護を提供する可能性があることを示唆しています.
この研究では、12 週間の定期的な運動後に認知能力が向上し (1a)、12 週間の定期的な運動後に EEG ベースの BAI が低下し (1b)、BAI の変化から認知機能の改善が予測できる (1c) という仮説を立てています。 さらに、過剰な BAI は、睡眠の質の低下、既存の併存症の増加、貧しい食生活、小規模な社会的ネットワークと相関すると仮定されています (2)。 12週間の運動トレーニングプログラムを受ける座りがちな被験者は、EEGベースの脳年齢と認知機能の測定可能な改善を示し、改善の程度は有酸素フィットネスの改善の程度に関連すると予想されます. この研究は、次の目的で設計された大規模で長期にわたる縦断的研究をサポートするための予備データを提供します。 2) 脳の健康を維持および改善し、最終的に健康寿命を延ばすことを目的とした介入の有効性を評価します。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Massachusetts
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Boston、Massachusetts、アメリカ、02114
- Massachusetts General Hospital
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- 座りっぱなし (過去 6 か月間、週に 2 回以下の運動セッション)
- 50歳から75歳まで
- 12週間の中程度の強度のウォーキングエクササイズプログラムに参加するために、プライマリケア医または他の個人の医師によって許可されています. クリアランスは、研究調査員の 1 人に口頭または書面で提供できます。
除外基準:
- 神経疾患の病歴（例： 過去 6 か月間に 1 か月に 1 回以上の発作を伴うコントロール不良のてんかん、残存する運動言語障害を伴う脳卒中、多発性硬化症、パーキンソン病、臨床的に診断された認知症 [Mini-Mental State Examination のスコアが 26 未満と定義]、先行する頭部外傷認知症状、脳性麻痺、脳腫瘍、正常圧水頭症、HIV感染、またはハンチントン病の6か月間)
- 未治療の精神障害の診断および統計マニュアル (DSM-IV) 軸 I の障害 (すなわち、重度の抑うつ症状、薬物乱用または依存)
- Lawton and Brody Self-Maintaining and Instrumental Activities of Daily Living Scale によって測定される日常生活動作障害 (ADL)。
- 安全に運動したり、テストを実行したりすることができない
- 英語力が不足しているため、認知テストを実行できない
- -重度の睡眠時無呼吸の既知の診断（無呼吸低呼吸指数≥15 /時間の睡眠）
- 被験者は心肺運動試験（CPET）に不合格、すなわち、CPET試験中に息切れ、胸痛、動悸、立ちくらみ、または失神などの症状を発症する
- -ペースメーカーまたは自動植込み型除細動器を使用している患者。
研究計画
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：防止
- 割り当て：なし
- 介入モデル：単一グループの割り当て
- マスキング：なし（オープンラベル）
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：12週間の中強度エクササイズプログラム
運動介入: 参加者は、12 週間にわたって中程度の強度の運動 (心拍数を追跡しながら歩く) の合計 57 セッションを完了します。 介入の最初の 4 週間は、参加者が毎週 5 つのセッションを完了し、各セッションで心拍数予備 (HRR) の 60 ～ 75% (中程度の強度の運動）、次のように： 1 週目: HRR の 50 ～ 75% で、15 分以上続く 3 つのセッション。 2 週目: HRR の 50 ～ 75% で 20 分以上続く 4 つのセッション。 3 週目: HRR の 50 ～ 75% で、30 分以上続く 5 つのセッション。 4～12週目：HRRの60～75%で30分以上続く5回のセッション |
研究部門の説明を参照してください。
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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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12 週間の有酸素運動プログラム後の EEG ベースの脳年齢 (Brain Age Index アルゴリズムで測定) のベースラインからの変化。
時間枠：ベースライン、12週間
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Brain Age Index (BAI) アルゴリズムは、「脳年齢」(BA) と呼ばれる、個人の睡眠中の脳活動が「見える」年齢を報告し、これを実年齢 (CA) と比較します。 差は、計算された脳年齢 (BA) から暦年齢 (CA) を差し引いて計算される脳年齢指数 (BAI) です: BAI = BA-CA。 BAI が高いほど、臨床転帰が悪い (死亡リスクが高くなるなど) ことを反映している可能性があり、BAI が低いほど、臨床転帰が良好であることを反映している可能性があります。 |
ベースライン、12週間
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12 週間の有酸素運動プログラム後の認知能力のベースラインからの変化 (国立衛生研究所 (NIH) ツールボックス認知バッテリーを介して測定)。
時間枠：ベースライン、12週間
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NIH ツールボックス認知バッテリーは、7 つのテスト [画像語彙 (PV)、リーディング テスト (RT)、フランカー、次元変化カード ソート (DCCS)、画像シーケンス メモリ (PSM)、リスト ソート (LS)、パターン比較 ( PC)] 言語、受容語彙、実行機能、注意力、ワーキング/短期/エピソード記憶、認知的柔軟性、処理速度、事前教育、言語知性の評価。
未修正、年齢修正、および完全修正スコア (それぞれ平均 = 100、100、50 および標準偏差 = 15、15、10) がテストごとに計算されます。
複合スコアは、流体、結晶化、および全体的な認知機能に対して与えられます。
Fluid Composite Score は、std を平均することによって導き出されます。
フランカー、DCCS、PSM、LS、PC テストのスコア。
Crystallized Composite Score は、std を平均することによって導き出されます。
PVとRTのスコア。
認知機能複合スコアは、流体および結晶化標準を平均することによって導き出されます。
スコア。
スコアが高いほど、認知機能のレベルが高いことを示します。
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ベースライン、12週間
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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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脳年齢指数 (BAI) と睡眠の質 (家庭用睡眠 EEG モニタリング デバイスで測定) との関連性。
時間枠：1～12週目
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EEG 信号は、家庭用睡眠モニタリング装置 (Prodigy Sleep System) を介して収集されます。これは、前頭電極を利用するポータブルでワイヤレスの額に取り付けられたモニターです。
EEGから、睡眠の深さと断片化（睡眠の質のマーカー）が測定されます。
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1～12週目
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脳年齢指数 (BAI) と睡眠の質 (呼吸によって測定) との関連。
時間枠：1～12週目
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呼吸パターンは、睡眠段階と深さ (睡眠の質のマーカー) によって変化するため、ウェアラブル呼吸センサー デバイス (AirGo) を介して測定されます。
Airgo デバイスは、患者の胸部の拡張と反動を測定します。
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1～12週目
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脳年齢指数 (BAI) と既存の併存疾患 (Charlson Co-morbidity Index で測定) との関連性。
時間枠：ベースライン
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チャールソン併存疾患指数 (CCI) は、患者の 10 年生存率をまとめて評価する 17 のカテゴリを評価します。
各併存疾患カテゴリには、調整された死亡率またはリソース使用のリスクに基づいて、関連する重み (1 ～ 6) があり、すべての重みの合計が、患者の単一の併存疾患スコアになります。
ゼロのスコアは、併存疾患が見つからなかったことを示します。
スコアが高いほど、予測される結果が死亡率またはリソース使用量の増加につながる可能性が高くなります。
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ベースライン
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脳年齢指数 (BAI) とうつ病 (患者健康アンケート 2 で測定) との関連。
時間枠：ベースライン
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患者健康アンケート スケール (PHQ-2) は、0 から 6 のスコアの範囲の 2 項目のスクリーニング尺度です。
スコアが高いほど、根底にうつ病性障害がある可能性が高くなります。
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ベースライン
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脳年齢指数 (BAI) と不安 (全般性不安障害アンケート 2 で測定) との関連。
時間枠：ベースライン
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全般性不安障害 (GAD-2) は、スコアが 0 から 6 までの 2 項目のスクリーニング尺度です。
スコアが高いほど、根底に不安障害がある可能性が高くなります。
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ベースライン
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脳年齢指数 (BAI) と食事との関連性 (14-Q 地中海食事アンケートで測定)。
時間枠：ベースライン
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14 項目の地中海式ダイエット順守スクリーナー (MEDAS) は、地中海式ダイエットの順守を評価する簡単なアンケートです。
これは、伝統的な地中海式食事の一部として一般的に消費される主要な食品グループを特徴付ける合計 14 の質問で構成されています (食品の摂取頻度に関する 12 の質問、食品摂取習慣に関する 2 つの質問)。
回答は合計で 0 から 14 の範囲の地中海式ダイエットの合計スコアになり、スコアが高いほど順守が高いことを示します。
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ベースライン
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脳年齢指数 (BAI) とソーシャル ネットワーク (ソーシャル ネットワーク インデックスで測定) との関連性。
時間枠：ベースライン
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コーエンのソーシャル ネットワーク インデックス (SNI) は、12 種類の社会的関係にわたって、回答者の現在のソーシャル ネットワークのサイズ、多様性、および複雑さを評価します。
ソーシャル ネットワークのサイズは、患者が定期的に (少なくとも 2 週間に 1 回) 接触している人の総数を測定し、12 の役割を合計して計算されます。
社会的ネットワークの多様性は、患者が少なくとも 1 人と定期的に関係している社会的役割の数を測定します (範囲 0 ～ 12)。
ソーシャル ネットワークの複雑さは、患者が活動しているさまざまなネットワーク ドメインの数を測定します (範囲 0 ～ 8)。
スコアが高いほど、より大規模で多様で複雑なソーシャル ネットワークを表します。
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ベースライン
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脳年齢指数 (BAI) とソーシャル ネットワークとの関連性 (カリフォルニア大学ロサンゼルス校の孤独感尺度で測定)。
時間枠：ベースライン
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カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) の孤独度尺度は、主観的な孤独感と社会的孤立感 (範囲 20-80) を測定するように設計された 20 項目の尺度です。
スコアが高いほど、孤独度が高いことを示します。
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ベースライン
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脳年齢指数 (BAI) と社会経済的地位 (The Hollingshead Four Factor Index of Social Status で測定) との関連性。
時間枠：ベースライン
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ホリングスヘッドの社会的地位の 4 要素指数 (ホリングスヘッド、1975 年) は、教育、職業、性別、婚姻状況を使用して、家族の総合的な社会的地位を決定します。
教育スコア (範囲 1 ～ 7)、職業コード (範囲 1 ～ 9) は、それぞれ 3 と 5 で重み付けされます。
生のスコアは 8 ～ 66 の範囲で、高いスコアは社会経済的地位の高さを反映しています。
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ベースライン
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者：M. Brandon Westover, MD/PhD、Massachusetts General Hospital
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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