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Fitness on White Matter and Cognition in Aging

2018년 12월 16일 업데이트: Ryan Mace, Suffolk University

Neuroprotective Effects of Cardiorespiratory Fitness on White Matter Integrity and Cognition Across the Adult Lifespan

Cardiorespiratory fitness (CRF) is associated with decreased risk for mild cognitive impairment (MCI) and dementia. CRF is linked with more conserved gray and white matter (WM) volume, improved WM microstructural integrity, and better cognitive performance among healthy older adults. Additional research is needed to determine: (1) which WM tracts are most strongly related to CRF, (2) whether CRF-related benefits on WM translate to enhanced cognitive functioning, and (3) factors that mediate and moderate CRF effects. Higher CRF was hypothesized to be associated with stronger WM integrity, both globally and locally in WM tracts that connect frontal brain regions. The neuroprotective effects were hypothesized to be age-dependent, such that the association between CRF and WM integrity would be stronger in old age compared to younger age. Finally, higher CRF was hypothesized to predict stronger performance on tests of executive functioning (EF), partially mediated by frontal WM integrity. Delineation of specific neurocognitive effects of CRF may serve clinicians in individually tailoring wellness interventions to meet patients' specific cognitive concerns with aging.

연구 개요

상세 설명

Sample: Participant data from the "Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study" of the Nathan Kline Institute - Rockland Sample (NKI-RS) will be analyzed for the present study. Zip code-based recruitment and monitoring enrollment for key demographic variables (e.g., age, sex, ethnicity) were used to maintain adequate representation of Rockland County and prevent sampling biases (e.g., cohort effects). NKI-RS eligibility was designed for inclusivity.

Procedure: All participants completed a medical evaluation, psychiatric interview, self-report questionnaires, standardized battery of cognitive tests, and neuroimaging at NKI. Complete details about the MRI measurement parameters can be located on the NKI-RS website for DTI and MPRAGE and protocols. Quality assurance of raw data, inclusive of monitoring standard operating procedures, error-handling, and compiling the data dictionary, is maintained by NKI-RS. Raw neuroimaging data was acquired by NKI-RS and processed at Suffolk University using TRACULA and FreeSurfer 5.3.

Statistical Plan: Analyses will be performed on de-identified phenotypic and neuroimaging data from adult NKI-RS participants available at the start of this study (October 2016). Analyses will evaluate the potential for CRF to modulate decline in WM integrity and EF observed with aging. Mixed-effects modeling will investigate the extent to which CRF predicts WM integrity, as both a global measurement of fractional anisotropy (FA) and FA within nine major WM tracts. Structural equation modeling will examine whether higher FA within frontal WM tracts partially mediates a positive relationship between CRF and EF. The role of age and clinical characteristics (e.g., cardiovascular risk factors, depression) will also be explored as covariates in the link between CRF, WM, and EF.

연구 유형

관찰

등록 (실제)

645

참여기준

연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.

자격 기준

공부할 수 있는 나이

20년 (성인, 고령자)

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

연구 대상 성별

모두

샘플링 방법

비확률 샘플

연구 인구

Participants are community-dwelling adults from the "Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study" of the Nathan Kline Institute - Rockland Sample (NKI-RS)-a large cross-sectional sample of adult brain development. NKI prospectively recruited community-dwelling residents of Rockland County, New York-a region that is socioeconomically comparable to United States demographics.

설명

NKI-RS eligibility criteria was designed for inclusivity. Nearly half of recruited individuals met criteria for at least one Diagnostic Statistical Manual - 4th Edition diagnosis based on a semi-structured clinical interview.

Inclusion Criteria (present study):

  • diffusion tensor imaging (DTI) without significant artifacts
  • T1-weighted structural imaging (Magnetization-Prepared Rapid Gradient-Echo; MPRAGE) without significant artifacts
  • CRF data from a standardized cycle ergometer test (commonly used for predicting maximal oxygen uptake; VO2 max).

Exclusion Criteria (per NKI-RS protocol):

  • severe psychiatric illness (bipolar disorder, schizophrenia disorder, schizoaffective disorder)
  • severe developmental disorders (autism spectrum disorders, intellectual disabilities)
  • current suicidal or homicidal ideation
  • severe cerebral trauma (stroke, moderate to severe traumatic brain injury, ischemic attack in the past two years)
  • severe neurodegenerative disorders (Parkinson's disease, Huntington's Disease, dementia)
  • a history of substance dependence in the past two years (with an exception for cannabis)
  • a lifetime history of psychiatric hospitalization
  • current pregnancy
  • MRI contraindications

공부 계획

이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

코호트 및 개입

그룹/코호트
Cross-Sectional Lifespan Connectomics Study

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
white matter (WM) microstructure integrity
기간: Measured between 9:00 and 10:00 am on the single assessment day.
fractional anisotropy (FA) diffusion tensor imaging (DTI)
Measured between 9:00 and 10:00 am on the single assessment day.
executive function (EF)
기간: Measured between 12:30 and 2:30 pm on the single assessment day.
Delis-Kaplan Executive Function System (D-KEFS) subtests will include the Trail Making Test, Design Fluency Test, Color-Word Interference Test, and Tower Tests. Scores from each subtest will be transformed into z-scores to yield the same units of measurement. Then, structural equation modeling (SEM) will aggregate these values quantify a construct of overall EF.
Measured between 12:30 and 2:30 pm on the single assessment day.
executive function (EF)
기간: Measured between 11:00 am and 12:00 pm on the single assessment day.
Penn Computerized Neurocognitive Battery (CNB) subtests will include the CNB Letter N-back Test and Conditional Exclusion Test. Scores from each subtest will be transformed into z-scores to yield the same units of measurement. Then, structural equation modeling (SEM) will aggregate these values quantify a construct of overall EF.
Measured between 11:00 am and 12:00 pm on the single assessment day.

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

스폰서

간행물 및 유용한 링크

연구에 대한 정보 입력을 담당하는 사람이 자발적으로 이러한 간행물을 제공합니다. 이것은 연구와 관련된 모든 것에 관한 것일 수 있습니다.

연구 기록 날짜

이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.

연구 주요 날짜

연구 시작 (실제)

2012년 3월 1일

기본 완료 (실제)

2016년 7월 1일

연구 완료

2016년 7월 1일

연구 등록 날짜

최초 제출

2018년 11월 29일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2018년 12월 11일

처음 게시됨 (실제)

2018년 12월 14일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2018년 12월 19일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2018년 12월 16일

마지막으로 확인됨

2018년 12월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

기타 연구 ID 번호

  • NKI-RS
  • R01MH094639-01 (미국 NIH 보조금/계약)

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

IPD 계획 설명

The Nathan Kline Institute - Rockland Sample is a public, open-access data repository that is available upon approval of the NKI data usage agreement.

R code for all study analyses will be made available for reproducibility with open-access NKI-RS data.

IPD 공유 지원 정보 유형

  • 연구_프로토콜
  • 수액
  • ANALYTIC_CODE

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

아니

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