De effecten van lichaamsbeweging op slaap en hersengezondheid

Er bestaat een kritieke behoefte aan de ontwikkeling van biomarkers van hersenleeftijd en aan wetenschappelijk bewezen interventies om de gezondheid van de hersenen te verbeteren. Eerder werd een machine learning-algoritme, de Brain Age Index (BAI), ontwikkeld om de hersenleeftijd (BA) te voorspellen op basis van 510 kenmerken die zijn afgeleid van een nachtelijk slaap-EEG. Het algoritme rapporteert hoe oud de slapende hersenactiviteit van een persoon "eruitziet", de "hersenleeftijd" (BA) genoemd, en vergelijkt dit met de chronologische leeftijd (CA). Het verschil is de BAI: BAI = BA-CA. Eerder werk suggereert dat patiënten met significante neurologische of psychiatrische aandoeningen of hypertensie en diabetes een gemiddelde overmatige hersenleeftijd, of "brain age index" (BAI), vertonen van 4 en 3,5 jaar ten opzichte van gezonde controles. Bovendien is aangetoond dat een hoge BAI een onafhankelijke voorspeller is van sterfte. Elk extra jaar BAI levert een relatieve toename van 3,3% op in het risico op overlijden. Werk van andere groepen suggereert dat lichaamsbeweging mogelijk effectief is voor het bevorderen van "succesvolle hersenveroudering".

Studies naar de effecten van lichaamsbeweging op de cognitie omvatten een metanalyse van 18 eerdere onderzoeken die de resultaten van lichaamsbeweging op de cognitieve functie bij oudere volwassenen analyseerden. Er werd vastgesteld dat aërobe fitnesstraining de prestaties verbeterde in verschillende cognitieve domeinen, waaronder executieve functies, cognitieve controle, ruimtelijke verwerking en verwerkingssnelheid, met een gemiddelde verbetering over studies en over alle domeinen van 0,5 standaarddeviaties ten opzichte van controles. De verbetering was het grootst bij uitvoerende en controlerende processen. De mate van verbetering hing ook samen met de duur van de fitnesstraining, de duur van de trainingssessies en het geslacht (vrouwen leken er meer baat bij te hebben). Studies naar de effecten van inspanning op de hersenstructuur omvatten een eerdere studie waarbij 35 oudere volwassenen (14 met milde cognitieve stoornissen, 16 gezonde controles) deelnamen aan een 12 weken durend wandelprogramma met matige intensiteit. De VO2max van proefpersonen nam toe met gemiddeld 8,49%. De mate waarin de cardiorespiratoire fitheid (V̇O2peak) verbeterde als gevolg van de interventie, was sterk positief gecorreleerd met wijdverspreide veranderingen in de dikte van de cortex. Alles bij elkaar suggereren deze en andere studies dat aërobe oefening een effectieve interventie kan zijn om corticale atrofie als gevolg van veroudering en ziekte tegen te gaan en bescherming kan bieden tegen toekomstige cognitieve achteruitgang bij oudere volwassenen die risico lopen.

Deze studie veronderstelt dat cognitieve prestaties zullen toenemen na 12 weken regelmatige lichaamsbeweging (1a), EEG-gebaseerde BAI zal lager zijn na 12 weken regelmatige lichaamsbeweging (1b), en verbeteringen van cognitieve metingen zijn voorspelbaar door veranderingen in BAI (1c). Bovendien wordt verondersteld dat een te hoge BAI zal correleren met een slechte slaapkwaliteit, hogere reeds bestaande comorbiditeiten, slechte voeding en een klein sociaal netwerk (2). Sedentaire proefpersonen die het 12 weken durende oefentrainingsprogramma ondergaan, zullen naar verwachting meetbare verbeteringen vertonen in EEG-gebaseerde hersenleeftijd en cognitieve functie, en dat de mate van verbetering gerelateerd zal zijn aan de mate van verbetering in aerobe conditie. Deze studie zal voorlopige gegevens opleveren ter ondersteuning van een grotere en langere longitudinale studie die is ontworpen om 1) nieuwe, goedkope en patiëntvriendelijke EEG-gebaseerde biomarkers voor de gezondheid van de hersenen klinisch te valideren; en 2) Beoordeel de effectiviteit van interventies gericht op het behouden en verbeteren van de hersengezondheid en uiteindelijk het verlengen van de gezondheidsspanne.