Тренировки с отягощениями и нейровизуализация (RTNI)

Упражнения — многообещающая стратегия для замедления или предотвращения прогрессирования снижения когнитивных функций и деменции. Хотя тренировка с отягощениями (RT) является популярной формой упражнений, рекомендуемой для пожилых людей из-за ее предполагаемой роли в защите от саркопении, ее влияние на здоровье мозга изучено хуже. Предыдущие исследования RT с использованием традиционных протоколов подчеркивают надежные и длительные преимущества жидкостного мышления. Напротив, мало что известно об эффектах высокоинтенсивной лучевой терапии с передовыми методами периодизации. Такие протоколы могут давать аналогичные улучшения за более короткие промежутки времени, тем самым повышая клиническую полезность. Кроме того, механизмы когнитивного улучшения, вызванного лучевой терапией, изучены недостаточно. Определение доминирующих нервных и физиологических процессов, лежащих в основе этих защитных эффектов, имеет важное значение для объяснения различий в когнитивных реакциях и разработки оптимальных стратегий лечения стареющего населения.

Эффективность вмешательств RT для когнитивного здоровья, вероятно, зависит от максимального увеличения мышечной силы. Таким образом, исследователи будут применять принципы силы и физической подготовки, а также передовые методы нейровизуализации к 12-недельному периодическому вмешательству ЛТ, чтобы определить вклад нейропротекции. Цереброваскулярная (ЦВ) функция является основным компонентом здоровья мозга и основным механизмом улучшения когнитивных функций после аэробных тренировок. Однако способность ЛТ влиять на эти пути не определена. Это исследование проверит и расширит предыдущие перекрестные данные, связывающие RT с сердечно-сосудистой функцией. Кроме того, было продемонстрировано, что вмешательства ЛТ независимо улучшают системную сосудистую функцию и когнитивные функции. Таким образом, исследователи предполагают, что ЛТ улучшает когнитивные функции за счет мышечной силы и адаптации сердечно-сосудистой системы. Общая цель этого предложения состоит в том, чтобы исследовать изменения в познании и функции сердечно-сосудистой системы у 23 здоровых пожилых людей в возрасте 60-80 лет, выступающих в качестве их собственного контроля, и изучить механизмы, которые опосредуют эти эффекты. Для решения этой задачи исследователи предлагают следующие задачи:

Цель 1: определить, улучшают ли 12 недель периодизированной ЛТ когнитивную функцию жидкости у пожилых людей. Батарея познания NIH Toolbox® будет применяться для оценки изменений исполнительной функции, внимания, эпизодической памяти, скорости обработки информации, рабочей памяти и языка. Составные баллы будут рассчитаны для текучей, кристаллизованной и глобальной когнитивной функции.

Гипотеза: 12-недельная периодизированная программа ЛТ, разработанная специально для максимизации прироста силы, улучшает познание жидкости у здоровых пожилых людей.

Цель 2: оценить влияние периодизированной ЛТ на сердечно-сосудистую функцию у пожилых людей. Методы МРТ с маркировкой артериального спина (ASL) будут использоваться для оценки изменений сердечно-сосудистой функции путем количественной оценки влияния на мозговой кровоток в покое, податливость внутричерепных сосудов и время артериального транзита. Будет проведен анализ посредничества, чтобы определить посреднические эффекты функции CV на познание.

Гипотеза: высокоинтенсивная ЛТ может улучшить сердечно-сосудистую функцию у здоровых пожилых людей.

Цель 3: изучить связи между адаптацией мозга и потенциальными механизмами пользы, включая: 1) физические способности (например, мышечная сила), состав тела и функциональная подвижность; 2) предполагаемые кровяные маркеры пластичности мозга, вызванной физической нагрузкой; 3) сердечно-сосудистые факторы риска; и 4) морфометрия мозга и активность мозга в состоянии покоя. Значительные изменения будут проанализированы для опосредования когнитивной функции, чтобы определить основные пути, лежащие в основе защитных эффектов ЛТ.

Для практичности этого исследования участники будут служить их собственным контролем. Все контрольные периоды будут проводиться до вмешательства ЛТ, чтобы гарантировать, что результаты не будут искажены детренирующими эффектами или долгосрочными когнитивными преимуществами ЛТ. Все участники будут проходить тестирование на исходном уровне, до вмешательства и после вмешательства. NIH Toolbox Cognition Battery предоставит стандартный набор всесторонних инструментов оценки. Будут использованы три тестовых версии, чтобы уменьшить влияние практики. Во время МРТ будут использоваться методы ASL для оценки сердечно-сосудистой функции, а стандартные последовательности будут использоваться для структурной МРТ (например, T2-взвешенный FLAIR и T1-взвешенный MP-RAGE), МРТ с функцией состояния покоя (rfMRI) и визуализация тензора диффузии (DTI). Физические результаты будут оцениваться с использованием стандартных процедур тестирования в исследованиях физиологии упражнений, включая артериальное давление, состав тела, физическую функцию, мышечную силу и предполагаемое значение VO2max. Будут проводиться утвержденные опросники по качеству жизни, физической активности, качеству сна и межличностной поддержке.

Участники будут выполнять периодическую и прогрессивную программу тренировок с отягощениями для всего тела, уделяя особое внимание развитию силы нижней и верхней частей тела. Все 36 тренировок (3 дня в неделю в течение 12 недель) будут проводиться в CERC под наблюдением специалиста по физическим упражнениям. Мезоцикл I (недели 1-4) делает упор на мышечную гипертрофию для развития мышечной и метаболической базы для более интенсивных тренировок на более поздних этапах. Тренировочные схватки будут состоять из 4-6 упражнений с отягощениями по 2-4 подхода в каждом упражнении и 8-10 повторений в подходе. Мезоциклы II (недели 5-8) и III (недели 9-12) делают упор на развитие силы. Тренировочные схватки будут состоять из 4-6 упражнений с отягощениями с 3-5 подходами в каждом упражнении, 4-6 повторениями в подходе и линейным увеличением интенсивности с течением времени. Как и в аналогичных исследованиях RT, используемые тренировочные нагрузки будут индивидуально увеличиваться безопасным и эффективным образом, чтобы использовать прогрессивную перегрузку / вызов для нервно-мышечной системы и вызвать максимально возможную нервно-мышечную адаптацию, вызванную тренировкой.