Aërobe oefening en cerebrovasculaire functie

Om de groeiende gezondheidszorguitdagingen van een vergrijzende veteranenpopulatie aan te pakken, is het van cruciaal belang om effectieve revalidatietechnieken te begrijpen die leeftijdsgerelateerde comorbiditeit verminderen en de kwaliteit van leven verbeteren. Tot op heden is lichaamsbeweging een van de weinige bewezen interventies die leeftijdsgerelateerde achteruitgang van de gezondheid en functie van de hersenen verzacht. Een consistente maar onverklaarbare bevinding in veel van deze onderzoeken is een verandering in het corticale activeringspatroon tijdens de taak, beoordeeld met behulp van een bloed-zuurstofniveau-afhankelijk (BOLD) signaal met fMRI dat overeenkomt met verbeterde taakuitvoering. Twee sleutelstatistieken van cerebrovasculaire gezondheid en functioneren die onvoldoende zijn onderzocht, maar die de gedocumenteerde veranderingen in de BOLD-respons die worden waargenomen bij post-aerobe activiteit kunnen beïnvloeden, zijn: 1) veranderingen in rust of basale cerebrale bloedstroom (perfusie) naar belangrijke hersengebieden; en 2) veranderingen in het vermogen van de cerebrovasculatuur om uit te zetten in het licht van een verhoogde vraag, cerebrovasculaire reactiviteit (CVR) genoemd. Het doel van de onderzoekers is om de impact van aërobe oefening op de cerebrovasculaire functie te kwantificeren en hoe zowel perfusie als CVR bijdragen aan het BOLD-signaal tijdens taakgebaseerde fMRI. In overeenstemming met de eerdere verouderings- en inspanningsstudies van de onderzoekers zullen deelnemers aan een van de volgende twee voorwaarden voldoen; 1) een aerobe, intervaltrainingsinterventie (Spin; n=44), of 2) een niet-aerobe, strekkende controleconditie (Controle; n=44). Cardiovasculaire fitheid, arteriële spin-labeling voor basale cerebrale perfusie, CVR, taakgebaseerde fMRI (cognitief-executief en motorisch) en gedragsresultaten zullen voor en na de interventies worden beoordeeld. De specifieke doelen zullen het effect bepalen van een 12 weken durende aerobe oefeninterventie op veranderingen in cerebrale perfusie en CVR bij oudere veteranen. De onderzoekers veronderstellen dat in vergelijking met de controlegroep de aëroob getrainde groep een verhoogde basale perfusie en CVR zal hebben in gebieden die leeftijdsgerelateerde achteruitgang vertonen en waarvan is aangetoond dat ze kneedbaar zijn voor aërobe oefening (inferieure frontale en motorische cortex).

Onderzoek van de afgelopen decennia heeft geleid tot de voortdurende promotie van lichaamsbeweging als een van de meest invloedrijke interventies voor de gezondheid en functie van het centrale zenuwstelsel. In veel van dit onderzoek staat het gebruik van taakgebaseerde fMRI BOLD centraal om gunstige veranderingen in de corticale functie na aerobe training te kwantificeren. Hoewel transformatief, is de werkelijke impact van dit onderzoek beperkt in reikwijdte totdat de onderzoekers de invloed van de cerebrovasculaire functie op de goed gedocumenteerde gunstige verandering in BOLD-respons kunnen definiëren. De onderzoekers weten wel dat oudere volwassenen die fysiek actief zijn een verbeterde vasculaire gezondheid hebben, maar kennen niet de volledige impact van een oefeninterventie op de cerebrovasculaire gezondheid. Als de hypothesen van verbeterde perfusie en CVR worden ondersteund, zou dit de huidige interventiestrategieën informeren en belangrijke aanvullende informatie toevoegen over het potentieel van lichaamsbeweging om de gezondheid van de hersenen bij veroudering te verbeteren. Dit zou gevolgen hebben voor ouder wordende veteranen die risico lopen op neurodegeneratieve aandoeningen veroorzaakt door cerebrovasculaire disfunctie.