Effekter av aerobic treningsintervensjon hos ungdom med oppmerksomhetssvikt/hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD)

Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) er den mest utbredte nevropsykiatriske lidelsen som rammer 5-10 % av barn over hele verden (7-8 % i Taiwan) preget av et vedvarende mønster av uoppmerksomhet og/eller hyperaktivitet/impulsivitet. Nylig undersøkelse anslo at rundt 57 % av barn med ADHD vil fortsette å ha vedvarende symptomer inn i ungdom og voksen alder. På grunn av den dynamiske nevrokognitive utviklingsprosessen, og overgangen og dannelsen av pedagogiske og sosiale relasjoner, representerer ungdom (13-17 år) kritiske perioder i livsfasen. Ny litteratur har foreslått at hovedbetingelsene ved ADHD er relatert til kognitive funksjonssvikt som hemmende kontroll, arbeidsminne og kognitiv planlegging. Disse underskuddene forstyrrer utdanningsprosessen, skader akademiske og sosiale funksjoner og reduserer livskvaliteten alvorlig for ungdom med ADHD.

Nylig er ikke-invasive hjernestimuleringsteknikker vurdert for å undersøke den nevrale mekanismen til nevroutviklingsforstyrrelser inkludert ADHD. Tidligere studier ved bruk av transkraniell magnetisk stimulering (TMS) i kombinasjon med motor-fremkalte potensialer (MEPs; muskelkontraksjon som respons på TMS) har rapportert underskudd i spesifikke hemmende funksjoner av motorløkken ved ADHD. I tråd med dette fant vår tidligere studie redusert intrakortikal hemming og forbedret intrakortikal tilrettelegging hos ADHD-personer sammenlignet med sunn kontroll (under vurdering). Disse funnene antydet at ADHD-årsaker stammer fra forstyrrelser i storskala hjernenettverk. Derfor er det viktig å forstå den nevrofysiologiske mekanismen ved ADHD, og ​​videre utvikle effektive intervensjoner basert på dette grunnlaget.

Aerobic trening har blitt foreslått som en trygg og rimelig tilleggsterapi for ADHD og er kjent for å ha gunstige effekter på kognisjon og atferdsmessig ytelse hos barn og ungdom. Den underliggende mekanismen avhenger i det minste delvis av mekanismer for nevroplastisitet. Dyredata tyder på at nevronal eksitabilitet forbedres ved aerob trening ved å undertrykke gamma-aminosmørsyre (GABA)-ergisk hemming og lette aktiveringen av N-metyl-D-aspartat (NMDA) reseptorer. Videre forbedret aerob trening induksjonen av langsiktig potensering (LTP) som antas å spille en nøkkelrolle i de cellulære mekanismene for læring og hukommelse. Disse funnene stemmer overens med menneskelige data. Våre og andre studier har vist at aerob trening kan øke kortikal eksitabilitet ved å øke intrakortikal tilrettelegging og redusere hemming hos friske forsøkspersoner ved TMS. På det kognitive domenet har dyremodeller vist at aerob trening fremtredende påvirker ulike kognitive funksjoner, inkludert læring og hukommelse. På samme måte, i den menneskelige studien, fremmer et enkelt anfall av aerobic trening med lett intensitet ytelse av en visuomotorisk nøyaktighetssporingsoppgave og verbalt minne. Metaanalytisk forskning har vist gunstige effekter av aerob trening med moderat til kraftig intensitet på kognitiv ytelse hos mennesker. Spesifikt for ADHD-populasjonen viste tidligere resultater signifikant forbedring i hemmende kontroll, prosesseringshastighet og oppmerksomhet etter akutt aerobic trening (30 min sykling: 5 min oppvarming, 20 min kjernetrening og 5 min nedkjøling) kl. moderat intensitet. Til sammen antyder disse studiene at virkningen av aerob trening kanskje ikke er begrenset til motorisk domene. I tillegg kan de positive effektene av aerob trening på kognitive prosesser og kliniske utfall være forårsaket av dens medierende effekter på nevrale mekanismer.

I følge vår erfarne forskning er vi interessert i det nevrofysiologiske grunnlaget for virkningen av de akutte effektene av kontrollerte aerobe treningsintensiteter hos ungdom med ADHD, dets involvering i kognitive prosesser og kliniske utfall. Kombinert bruk av nevrofysiologiske registreringsverktøy, inkludert ikke-invasiv hjernestimulering, er egnet for å utforske virkningen av aerob trening på kortikal fysiologi av motorisk og prefrontal cortex, og den funksjonelle assosiasjonen av kognisjon og klinisk ytelse hos mennesker. Vi vil bruke TMS for å oppnå fremkalte potensialer registrert enten med elektromyografi (EMG) eller EEG til kortikal eksitabilitet, også med hensyn til bidragene fra spesifikke transmittere og nevromodulatorer, som glutamat og GABA, over oppgaverelevante målområder som motorisk og prefrontal cortex. Videre vil vi kombinere kognitive oppgaver (f.eks. hemmende kontroll, arbeidsminne og kognitive planleggingsoppgaver) for å utforske sammenhengen mellom de nevrofysiologiske effektene av aerob trening og respektive kognitive og kliniske endringer. Studien vil være kritisk viktig for å sette et konseptuelt rammeverk for å utvikle alternativ behandling ved ADHD, spesielt for aerob treningsintervensjon. I tillegg bidrar resultatene fra studien til å legge grunnlaget for både vitenskapelig og klinisk anvendelse hos ungdom med ADHD.