高齢者のデュアルタスクトレーニング

自分のコミュニティを機能的に移動するためには、運動タスクと認知タスク (認知運動デュアルタスク) を同時に実行できることが不可欠です。 これにより、他の人と話したり、周囲をスキャンして対向車を探したり、歩いているときに道にある物体を避けたりすることができます. これにより、全力疾走時に相手の進路を予測し、カットしてゴールを決めるなど、ハイレベルなスポーツへの参加も可能になります。 残念なことに、老化は認知運動タスクの実行の困難さの増加と関連しています。 古典的な例は、高齢者が他の人と話すために歩くのをやめたときです。 いくつかの研究は、年齢の増加が、通常は自動運動タスクを実行するために必要な認知資源の増加と関連していることを立証しています. 認知運動デュアルタスク能力の障害は、高齢者だけでなく、脳卒中やパーキンソン病などの要因による神経筋障害のある人、さらには軽度認知障害や注意欠陥障害で認知が変化した人にも観察されています.

これらの初期の調査では、身体能力と認知能力の関係が示唆されていますが、運動課題の学習の改善または遅延につながる認知課題の適切なレベルについてはほとんどわかっていません。 この一連の研究を調査したいくつかの研究では、相反する結果が指摘されています。 同時認知タスクが運動学習を促進するコンテキストを提供することを支持する人もいれば、認知負荷が個人が運動タスクを完全に学習するのを妨げることを示す人もいます. さらに、体重負荷活動のための新しいタスク条件への運動学習の移行に対する認知負荷の影響を調査する研究はほとんどありません。 初期の証拠は、学習の一般化可能性が、参加者が最初のタスク条件から離れているほど減少することを示唆しています。 興味深いことに、認知は、運動学習、パフォーマンス、デュアルタスク能力において重要な役割を果たすことが示唆されています。 作業記憶容量、または短期間で情報の維持と操作を可能にするプロセスは、若い成人が運動シーケンスを学習する速度と強く関連し、高齢者の運動学習とは適度に関連していることが示されています。 実行機能、または認知の柔軟性、問題解決、および応答の維持の特性も、運動学習とパフォーマンスにおいて役割を果たします。 実行機能の低下は可動性の制限に先行することが示されており、身体的介入による可動性の向上を予測することさえあります. 執行機能はまた、認知負荷を同時に受けている状況下では、変動の大部分を予測する可能性があります。 怪我のリスクを最小限に抑えながら移動と認知作業を同時に行うにはどの程度の認知能力が必要か、また両方のシステムの機能を改善するには、身体的領域と認知的領域の両方にどの程度の介入が必要かについての理解が不足し続けています。 .

目的: 健康な成人の機能的可動性と認知を改善する能力に対する同時認知課題と運動課題を使用した介入の影響を判断すること。

研究課題: 認知運動介入は、健康な高齢者の機能的可動性と認知に影響を与えますか?

被験者から同意を得た後、テストは週3回、8週間行われます。 被験者は、対照群、単純認知群、複雑認知群の 3 つのグループのそれぞれにランダムに割り当てられます。

対象者は、3 つの可能なグループのうちの 1 つにランダムに割り当てられることが通知されます。 次に被験者は、視覚運動課題のみ（対照群）、または同時認知課題を伴う視覚運動課題（単純認知群と複雑認知群）のいずれかを実行するように求められます。 視覚運動タスクは、グループの割り当てに関係なく同じです。 グループ間の介入の違いは、個人が実行する同時タスクに基づいています。対照グループは認知タスクを実行せず、単純認知グループは画面に表示される定義された文字を数えるタスクを実行し、複雑な認知タスクは実行します。グループには、画面に表示される 2 つの割り当てられた文字を数えるタスクが割り当てられます。 視覚運動タスクは、その場で立位行進を実行し、交互に膝を 60 度の股関節屈曲まで持ち上げ、各脚で 8 サイクルで構成されます。 カスタム コンピューター プログラムは、膝関節のコンピューター化された検出 (Microsoft Kinect) を示すマーカーのオーバーレイと共に、個人のリアルタイム ビデオを画面に表示します。 所定の行進速度は、移動する変位 (股関節の屈曲度) と移動速度 (速度) を規定する画面上の楕円によって決定されます。 必要に応じて、被験者はバランスをとるために軽く触れることができます。 必要に応じてより長い休憩のオプションを使用して、試験の間に 1 分間の座位休憩が提供されます。 被験者のビデオは、個々の試行の期間中のみ、画面上の個人のビューとターゲット タスクで構成される匿名化された形式で保存されます。 認知課題は、運動課題と同じ画面に表示されます。 画面には、向きや色の異なる文字が現れたり消えたりします。 24 のセッションのそれぞれは、視覚運動と認知タスクの約 20 の試験を実行する必要があります (コントロール グループ: 視覚運動タスクのみ、介入グループ: 視覚運動 + 認知タスク)。

視覚運動および認知タスクに関する追加の詳細は次のとおりです。 1日目、13日目、24日目に、被験者は中速の行進課題で20回の訓練試行を行い（訓練）、続いて速度（振幅ではない）を変えて行進速度を変えて5回試行します（テスト）。画面上を移動するターゲット楕円。 次に、被験者は、マーチング タスク (認知タスクのみ) を実行せずに、単純な認知タスクと複雑な認知タスクのそれぞれの試行を 1 回実行するように求められます。 13 日目と 24 日目に、被験者は他のグループの認知タスク割り当てのそれぞれの下で 5 つのテスト試行も実行します (たとえば、単純な認知タスク グループに割り当てられた被験者は、単純なタスクを実行しながら、最初に 5 つのトレーニングと 5 つのテスト試行を実行します)。次に、複雑な認知課題で 5 回のテスト試行を行い、続いて運動課題のみを実行しながら 5 回の試行を行います)。 24回の介入の他のすべての日、被験者は、割り当てられたグループに必要な認知課題のみを実行しながら、中速視覚運動課題の20回の試行を行います。

さらに、1 日目、13 日目、および 24 日目に、調査員は身長、体重を測定し、参加者の体脂肪率を測定するスケールを使用します (スケールに裸足で立つことによって)。 被験者は、医学的、身体的および社会的生活、認知、活動レベル、睡眠の質、および痛みのレベルに関する情報を含むアンケートに記入するよう求められます（添付のフォームを参照）。 次に被験者は、NIH Toolbox Cognition Battery と PROMIS (iPad アプリ経由) を介して、一般的な認知機能と知覚された健康状態のコンピューター化されたテスト、および認知の紙ベースの評価 (Montreal Cognitive Assessment) を受けるよう求められます。 NIH Toolbox Cognition Battery テストでは、被験者は腕をテーブルに置いて椅子に快適に座り、4 つのテストを行います。寸法変化カードソートテスト (DCCST)、および処理速度テスト (PST)。 FLCAT、DCCST、および PST テストでは、ユーザーは指を使ってできるだけ早く画面上のオブジェクトを選択する必要があります。 LSWMT は動きを必要とせず、iPad の画面に表示される動物や果物のオブジェクトを暗唱します。 被験者は、回答または完了したくない質問またはテストを自由にスキップできます。 個人に感圧マット（Zeno Mat）の上に立ち、足の圧力と体の揺れの量を記録するバランスのテストが行​​われます。 彼らは、1) 目を開けて、2) 目を閉じて、3) それぞれの足で立っている間に認知課題を実行する (片足立ち) 状態でその場に立つように求められます。 次に、被験者は、認知課題 (TUG Cognitive) を実行する条件下で、二次課題 (TUG) なしで Timed Up and Go (TUG) テストを実行するように求められます。 TUG テストは、座った状態から立って、3 メートル歩いてから向きを変え、3 メートル戻って最初の座位に戻るまで、できるだけ速く移動することで構成されます。 通常、各テストは 30 秒未満で実行されます。 次に、被験者は 10 メートルの歩行テストを実行するように求められます。ここでは、8 メートルの自己選択歩行の途中で、歩行の特性を判断するために感圧マット (ZenoMat) の上を歩きます。 10m 歩行テストは、認知課題を同時に行う場合と行わない場合で、通常と感じる速度で行い、安全に歩ける速度で行います。

1、2、13、および 24 日目に、研究者は、表面筋電図を収集するために、下肢の筋肉のアルコールで磨耗した皮膚の上に配置される、使い捨ての接着剤インターフェースを備えたワイヤレス電極を使用します。 電極の配置に続いて、被験者は各筋肉に対して 3 つの最大随意等尺性収縮 (MVIC) を実行するよう求められます。 各 MVIC は、実験者が筋肉が付着するセグメント (脚) の最も遠位の部分にハンドヘルド ダイナモメーターを使用して手動抵抗をシリアルに適用することによって達成されます。 次に、被検者は、テストされる四肢を筋肉運動の主な方向に動かすように口頭で励まされます (例: 大腿四頭筋の場合、抵抗は、膝の伸展中にくるぶしのすぐ近くのレベルで遠位脛骨に適用されます)。 疲労を防ぐために、それぞれの最大限の努力の間に 1 分間の休憩が与えられます。