Aerobic trening og cerebrovaskulær funksjon

For å møte de økende helseutfordringene til en aldrende veteranbefolkning er det avgjørende å forstå effektive rehabiliteringsteknikker som reduserer aldersrelatert komorbiditet og forbedrer livskvaliteten. Til dags dato er trening en av få velprøvde intervensjoner som demper aldersrelatert nedgang i hjernens helse og funksjon. Et konsekvent, men uforklarlig funn i mange av disse studiene er en endring i det kortikale aktiveringsmønsteret under oppgaven, vurdert ved bruk av blodoksygennivåavhengig (BOLD) signal med fMRI som samsvarer med forbedret oppgaveytelse. To nøkkeltall for cerebrovaskulær helse og funksjon som er underutforsket, men som kan påvirke de dokumenterte endringene i FET-responsen som observeres med postaerob aktivitet er: 1) endringer i hvilende eller basal cerebral blodstrøm (perfusjon) til sentrale hjerneregioner; og 2) endringer i cerebrovaskulaturens evne til å utvide seg i møte med økt etterspørsel, kalt cerebrovaskulær reaktivitet (CVR). Etterforskernes mål er å kvantifisere effekten av aerob trening på cerebrovaskulær funksjon og hvordan både perfusjon og CVR bidrar til BOLD-signalet under oppgavebasert fMRI. I samsvar med etterforskernes tidligere aldrings- og treningsstudier vil deltakerne fullføre en av to forhold; 1) en aerob intervalltreningsintervensjon (Spin; n= 44), eller 2) en ikke-aerob strekkkontrolltilstand (Kontroll; n=44). Kardiovaskulær kondisjon, arteriell spinnmerking for basal cerebral perfusjon, CVR, oppgavebasert fMRI (kognitiv-eksekutiv og motorisk), og atferdsmessige utfall vil bli vurdert før og etter intervensjonene. De spesifikke målene vil bestemme effekten av en 12-ukers aerobic treningsintervensjon på endringer i cerebral perfusjon og CVR hos eldre veteraner. Etterforskerne antar at sammenlignet med kontrollgruppen, vil den aerobt trente gruppen ha økt basal perfusjon og CVR i områder som viser aldersrelatert nedgang og som har vist seg å være formbare for aerob trening (inferior frontal og motorisk cortex).

Forskning de siste tiårene har drevet kontinuerlig promotering av trening som en av de mest virkningsfulle intervensjonene for sentralnervesystemets helse og funksjon. I forkant av mye av denne forskningen er bruken av oppgavebasert fMRI BOLD for å kvantifisere fordelaktige endringer i kortikal funksjon etter aerob trening. Selv om den er transformativ, er den sanne virkningen av denne forskningen begrenset i omfang inntil etterforskerne kan definere innflytelsen av cerebrovaskulær funksjon på den veldokumenterte fordelaktige endringen i BOLD-respons. Etterforskerne vet at eldre voksne som er fysisk aktive har forbedret vaskulær helse, men vet ikke den fulle effekten av en treningsintervensjon på cerebrovaskulær helse. Hvis hypotesene om forbedret perfusjon og CVR støttes, vil det informere gjeldende intervensjonsstrategier og vil legge til viktig tilleggsinformasjon om potensialet til trening for å forbedre hjernehelsen ved aldring. Dette vil ha implikasjoner for aldrende veteraner med risiko for nevrodegenerativ sykdom forårsaket av cerebrovaskulær dysfunksjon.