Skutki interwencji w zakresie ćwiczeń aerobowych u młodzieży z zespołem nadpobudliwości psychoruchowej (ADHD)

Zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD) to najczęstsze zaburzenie neuropsychiatryczne dotykające 5–10% dzieci na całym świecie (7–8% na Tajwanie), charakteryzujące się utrzymującym się wzorcem nieuwagi i/lub nadpobudliwości/impulsywności. W niedawnym badaniu oszacowano, że u około 57% dzieci z ADHD objawy będą nadal występowały w okresie dojrzewania i w wieku dorosłym. Ze względu na dynamiczny proces rozwoju neurokognitywnego oraz przechodzenie i kształtowanie się relacji edukacyjnych i społecznych, młodzież (13-17 lat) stanowi okres krytyczny w fazie życia. W pojawiającej się literaturze sugeruje się, że główne schorzenia ADHD są związane z upośledzeniem funkcji poznawczych, takich jak kontrola hamowania, pamięć robocza i planowanie poznawcze. Deficyty te zakłócają proces edukacyjny, szkodzą funkcjom akademickim i społecznym oraz poważnie obniżają jakość życia młodzieży z ADHD.

Ostatnio rozważa się nieinwazyjne techniki stymulacji mózgu w celu zbadania mechanizmów neuronalnych zaburzeń neurorozwojowych, w tym ADHD. Poprzednie badania wykorzystujące przezczaszkową stymulację magnetyczną (TMS) w połączeniu z motorycznymi potencjałami wywołanymi (MEP; skurcz mięśni w odpowiedzi na TMS) wykazały deficyty specyficznych funkcji hamujących pętli motorycznej w ADHD. Zgodnie z tym nasze poprzednie badanie wykazało zmniejszone hamowanie wewnątrzkorowe i zwiększone usprawnianie wewnątrzkorowe u osób z ADHD w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną (w trakcie przeglądu). Odkrycia te sugerują, że przyczyny ADHD wynikają z zaburzeń w wielkoskalowych sieciach mózgowych. Dlatego istotne jest zrozumienie mechanizmu neurofizjologicznego ADHD, a następnie opracowanie skutecznych interwencji opartych na tych podstawach.

Sugeruje się, że ćwiczenia aerobowe są bezpieczną i tanią terapią wspomagającą ADHD i wiadomo, że mają korzystny wpływ na funkcje poznawcze i zachowanie u dzieci i młodzieży. Mechanizm leżący u podstaw tego zjawiska zależy przynajmniej częściowo od mechanizmów neuroplastyczności. Dane na zwierzętach sugerują, że pobudliwość neuronów zwiększa się pod wpływem ćwiczeń aerobowych poprzez tłumienie hamowania kwasu gamma-aminomasłowego (GABA)-ergicznego i ułatwianie aktywacji receptorów N-metylo-D-asparaginianu (NMDA). Co więcej, ćwiczenia aerobowe wzmagają indukcję długotrwałego wzmocnienia (LTP), które, jak się uważa, odgrywa kluczową rolę w komórkowych mechanizmach uczenia się i pamięci. Odkrycia te pokrywają się z danymi ludzkimi. Nasze i inne badania wykazały, że ćwiczenia aerobowe mogą zwiększać pobudliwość kory poprzez zwiększenie usprawnień wewnątrzkorowych i zmniejszenie hamowania u zdrowych osób przez TMS. W dziedzinie funkcji poznawczych modele zwierzęce wykazały, że ćwiczenia aerobowe w znaczący sposób wpływają na różnorodne funkcje poznawcze, w tym na uczenie się i pamięć. Podobnie w badaniu na ludziach pojedyncza sesja ćwiczeń aerobowych o małej intensywności sprzyja wykonaniu zadania polegającego na monitorowaniu dokładności wzrokowo-motorycznej i pamięci werbalnej. Badania metaanalityczne wykazały korzystny wpływ ćwiczeń aerobowych o umiarkowanej lub intensywnej intensywności na funkcje poznawcze u ludzi. Specyficzne dla populacji ADHD, poprzednie wyniki wykazały znaczną poprawę kontroli hamowania, szybkości przetwarzania i uwagi po intensywnych ćwiczeniach aerobowych (30 minut jazdy na rowerze: 5 minut rozgrzewki, 20 minut ćwiczeń podstawowych i 5 minut odpoczynku) o godz. umiarkowana intensywność. Podsumowując, badania te sugerują, że wpływ ćwiczeń aerobowych może nie ograniczać się do domeny motorycznej. Ponadto pozytywny wpływ ćwiczeń aerobowych na procesy poznawcze i wyniki kliniczne może wynikać z ich pośredniczącego wpływu na mechanizmy nerwowe.

Z naszych doświadczeń wynika, że ​​interesują nas neurofizjologiczne podstawy wpływu ostrych skutków kontrolowanej intensywności ćwiczeń aerobowych u młodzieży z ADHD, ich zaangażowania w procesy poznawcze i wyniki kliniczne. Połączone zastosowania narzędzi do rejestracji neurofizjologicznej, w tym nieinwazyjnej stymulacji mózgu, nadają się do badania wpływu ćwiczeń aerobowych na fizjologię kory ruchowej i kory przedczołowej oraz funkcjonalne powiązanie funkcji poznawczych i wyników klinicznych u ludzi. Zastosujemy TMS do uzyskania potencjałów wywołanych zarejestrowanych za pomocą elektromiografii (EMG) lub EEG do pobudliwości korowej, również w odniesieniu do udziału określonych przekaźników i neuromodulatorów, takich jak glutaminian i GABA, w obszarach docelowych istotnych dla zadania, takich jak ruch i przedczołowy kora. Ponadto połączymy zadania poznawcze (np. kontrolę hamowania, pamięć roboczą i planowanie poznawcze), aby zbadać związek między neurofizjologicznymi skutkami ćwiczeń aerobowych a odpowiednimi zmianami poznawczymi i klinicznymi. Badanie będzie miało kluczowe znaczenie dla ustalenia ram koncepcyjnych dla opracowania alternatywnych metod leczenia ADHD, zwłaszcza w zakresie interwencji w postaci ćwiczeń aerobowych. Ponadto wyniki badania przyczyniają się do przygotowania podstaw do zastosowań naukowych i klinicznych u młodzieży z ADHD.