持久力運動中の脳酸素化に対する精神疲労の影響

研究者らは、無作為化、盲検化、プラセボ対照、カウンターバランス、クロスオーバー設計を使用しています。 研究の本当の目的は、精神的疲労の潜在的な悪影響に気づいていない参加者を募集することによって参加者に隠蔽されることになる。 私たちは、この研究がその後のサイクリングに対するさまざまな認知タスクの影響に関する調査であることを説明する方法で参加者に通知します。 研究者は、認知課題とサイクリング課題に対する認知課題の影響に関して、実験試験と対照試験の両方の参加者全員に同等の期待を与えるよう努めます。 最後の試験の終わりに、研究者は研究の目的についての考えを追跡するために標準的な質問をします。

この実験は、VUB の防音気候室 (20°C、相対湿度 40%) で行われる 3 回の連続試験で構成されます。 参加者は 3 週間連続して帰国するよう求められます。 訓練を受けたスタッフ（博士課程以前の研究者と訓練を受けた修士学生）が実験試験中に立ち会います。 最初の訪問中に、被験者はインフォームドコンセントを読んで署名し、何が期待されているかについて徹底的な説明を受けます。その後、被験者は質問することができます。 署名後、参加者は慣れトライアルを完了します。このトライアルでは、60 分間の認知タスクを除くすべての手順を実験トライアルであるかのように完了します。 60 分間の認知タスクの代わりに、参加者の最大認知能力が決定されます。 したがって、96 個の刺激のブロックに分割されたストループ タスクが使用されます。 各ブロックの後、精度 (ACC) が計算されます。 ACC が 85% より高い場合、刺激提示時間 (SPT) を短くすることでストループ タスクの難易度が上がります。 ACCが85%未満の場合、このブロックは「エラー」とみなされ、被験者はSPTを変更せずにブロックをやり直す必要があります。 最初のブロックには 1500 ミリ秒の SPT があり、タスクに慣れることが主な目的になります。 必要な精度が達成されると、SPT は 1100、900、800、700、650、600、550 ミリ秒の順に減少し、個人の認知負荷が決定されます。 各ブロックの開始前に、被験者は希望に応じて休憩をとることができます。 被験者が連続して 3 回エラーを犯した場合、またはトライアル全体で 5 回エラーを犯した場合、トライアルは完了したとみなされ、終了します。 最後に正常に完了したブロックの SPT は、その個人の最大能力とみなされ、60 分間のストループ タスクの難易度を個別化するために使用されます。 Kurzbanらによって指摘されているように、被験者のモチベーションを高めるためにパフォーマンスの継続的なフィードバックが行われます。タスクへの取り組みには重要です。

次の 2 つの試験、精神疲労試験 (MF) と対照試験 (CON) は、バランスの取れたランダム化された順序で実行されます。 ランダム化は、Web ベースのコンピューター プログラム (www.randomization.com) を使用することによって保証されます。 治療順序を決定するため (MF または CON 試験、詳細については介入を参照)。 完全な回復を確実にするために、すべての試験は少なくとも5日間の間隔をあけて行われます。

実験のために研究室に到着した後、参加者はトイレに行くよう求められ、その後、20°C、40%RHに達した恒温室に入ります。 参加者は気分とモチベーションを推定するために 2 つのアンケート (約 3 分) に記入する必要があります。 NIRS装置が適用されます。 NIRS とオプトードのペアは前方から適用されます。 吸収期間中の血行力学的変化を検証するために、NIRS 測定が開始されます。 生理学的測定値 (HR、SaO2、BP、Hb、呼吸数 (RR)、グルコース、NIRS、換気 (VE)、血中乳酸塩 (BL) が記録されます。

ゴー/ノーゴー。 操作チェックとして、Guo らによって提案されているように、Go/NoGo パラダイム タスクを使用して認知パフォーマンスを評価します。 （2018）およびKato et al。 （2009年）。 参加者は、被験者から約 1 メートル離れた場所にあるコンピューター画面に表示されるさまざまな刺激に反応し、その前に一般的な指示が表示されます。 2 つの異なる刺激、つまり Go または NoGo 刺激、および左または右刺激 (GoRight、GoLeft、NoGoRight、NoGoLeft の 4 つの組み合わせが可能であることを意味します) が同時に存在しました。 Go 刺激が提示された場合、参加者は対応する矢印で左または右の刺激に反応するように指示されます。 ただし、NoGo 刺激が提示された場合、参加者は左右の刺激のどちらにも反応しないように指示されます。 この提案されたパラダイムは、MF によって常に悪影響を受ける注意力、反応抑制、作業記憶、実行機能を測定します。 刺激は 500 ミリ秒間提示され、刺激間の時間は 1100 ～ 1700 ミリ秒の間で変化します。 Go トライアルの結果には反応時間と精度が含まれますが、NoGo トライアルの結果は精度のみです。 Go/NoGo トライアルの比率はそれぞれ 80 ～ 20% になります。 トライアルは 7 つの異なる刺激間時間に関するものであるため、トライアルの 1 サイクルは 56 回の Go トライアルと 14 回の NoGo トライアルで構成されます。 さらに、大きな ERP を一貫して検出するには、30 ～ 40 個の刺激が存在する必要があることが研究によって示唆されています。 したがって、NoGo トライアルで ERP を調査できるようにするには、完了するまでに少なくとも 3 サイクルが必要で、合計タスク期間は約 6.5 分になります (平均トライアル期間 1900 ミリ秒を考慮)。

精神疲労タスク:

約 60 分間の最大テスト (習熟セッション) 中のパフォーマンスに基づいて、336 個の刺激の 6 ブロックに分割された修正ストループ タスクが、精神的疲労タスクとして使用されます。 このタスクでは、4 つの色の単語 (「rood」、「blauw」、「groen」、「geel」) がコンピューター画面に一度に 1 つずつ表示されます。 参加者は、単語自体の意味を無視して、単語の色を指定する必要があります。 ただし、インクの色が赤の場合、押されるボタンはインクの色ではなく、言葉の本当の意味に結びつくボタンとなります。 提示される単語とそのインクの色はコンピューターによってランダムに選択され (100% 不一致)、一致しない単語と色の組み合わせはすべて同じように一般的です (つまり、各ブロックでは、84 個の単語が赤、黄、緑、および青）。 各単語は、最大テストでのパフォーマンスに基づいた刺激間隔で、34 ポイントのフォントで 1000 ミリ秒間画面上に表示されます。 被験者は可能な限り迅速かつ正確に応答するよう指示されます。 パフォーマンスの精度 (ACC) と反応時間 (RT) を評価するために、ブロックごとに収集および平均が行われます。 6 つのブロックのそれぞれは 30 秒の期間で区切られ、その間は刺激が提示され続けますが、研究者はそこで精神疲労視覚アナログ スケール (M-VAS) を評価します。 被験者は、利き手で M-VAS 上に線を引き、利き手ではない手を使用して 4 つの異なる刺激に対して回答を続けるように求められます。 これらの 30 秒間のストループ タスクの結果は考慮されないため、参加者は M-VAS スケールを記入し、そこでストループ タスクに集中することができます。 各ブロック中に、NIRS、HR、RR、および SaO2 データが評価され、平均化されます。

制御タスク:

対照課題では、被験者は実験に使用したものと同じコンピュータ画面で 60 分間ドキュメンタリーを視聴する必要があります。 覚醒不足や過度の覚醒を避けるために、被験者にはNetflixのいくつかのエピソード（One Planet、Frozen Worlds、Jungles、Costal Seas、From Desserts to Grasslands、The公海、淡水と森林）から選択する機会が与えられます。研究チームが提案したドキュメンタリー「Our Planet, 2019」。 コントロールタスク中、生理学的および心理的測定は、精神疲労試験中と同じ時点で評価されます。

疲労までの時間サイクルテスト (TTE):

MF または制御タスクの完了後。 参加者は、（提案されている）サイクルエルゴメーター（オランダ、フローニンゲンのLode Excalibur Sport）を使用するように求められます。 エルゴメーターに 2 分間受動的に座った後、2 分間の NIRS ベースラインが測定されます。 すべてのベースライン測定値が収集されたら、参加者はピーク出力の 40% で 3 分間のウォームアップを実行し、続いて所定の呼吸補償点 (ピーク出力の ±80%) に対応する出力で方形作業負荷を実行します。 ペダル周波数は 60 ～ 100 RPM の間で自由に選択され、毎分記録されました。 TTE は、治療の割り当てを知らない研究助手による標準化された口頭での励ましにもかかわらず、長方形の作業負荷の開始からペダル周波数が 60 RPM 未満になるまで 5 秒以上測定されました。 この TTE タスクは、Marcora らの以前の研究に基づいて選択されました。 (2009) は、精神的な疲労が身体的なパフォーマンスを損なうことを発見しました。 研究者は治療の順守を確保するために被験者の後ろに座ります。 被験者には心拍数（HR）を継続的に追跡するための心拍数モニターが装備されます。 主観的な心理評価は、M-VAS スケール、米国航空宇宙局のタスク負荷指数 (NASA-TLX)、マシューズらによって開発および検証された成功動機および内発的動機付けのスケール、カロリンスカ眠気スケール (KSS) を使用して行われます。 ）と退屈のための視覚的なアナログスケール（B-VAS）。