Эффекты вмешательства аэробных упражнений у подростков с синдромом дефицита внимания/гиперактивности (СДВГ)

Синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) — наиболее распространенное нервно-психическое расстройство, которым страдают 5–10% детей во всем мире (7–8% на Тайване), характеризующееся стойкой невнимательностью и/или гиперактивностью/импульсивностью. Недавнее исследование показало, что около 57% детей с СДВГ будут продолжать иметь стойкие симптомы в подростковом и взрослом возрасте. В связи с динамичным процессом нейрокогнитивного развития, переходом и формированием образовательных и социальных отношений подростки (13-17 лет) представляют собой критические периоды фазы жизни. В новой литературе предполагается, что основные состояния СДВГ связаны с нарушениями когнитивных функций, таких как тормозной контроль, рабочая память и когнитивное планирование. Эти недостатки нарушают образовательный процесс, вредят академическим и социальным функциям и серьезно снижают качество жизни подростков с СДВГ.

В последнее время рассматриваются методы неинвазивной стимуляции мозга для исследования нервных механизмов нарушений нервного развития, включая СДВГ. Предыдущие исследования с использованием транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) в сочетании с двигательными вызванными потенциалами (МВП; сокращение мышц в ответ на ТМС) сообщили о дефиците специфических тормозных функций двигательного цикла при СДВГ. В соответствии с этим, наше предыдущее исследование выявило снижение внутрикоркового торможения и усиление внутрикортикальной фасилитации у субъектов с СДВГ по сравнению со здоровым контролем (на рассмотрении). Эти результаты подразумевают, что причины СДВГ связаны с нарушениями в крупномасштабных сетях мозга. Поэтому важно понять нейрофизиологический механизм СДВГ и, кроме того, разработать эффективные вмешательства, основанные на этом фундаменте.

Аэробные упражнения были предложены в качестве безопасного и недорогого дополнительного метода лечения СДВГ и, как известно, оказывают благотворное влияние на когнитивные и поведенческие способности у детей и подростков. Основной механизм зависит, по крайней мере частично, от механизмов нейропластичности. Данные на животных показывают, что возбудимость нейронов повышается при аэробных упражнениях за счет подавления эргического торможения гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и облегчения активации рецепторов N-метил-D-аспартата (NMDA). Кроме того, аэробные упражнения усиливают индукцию долговременной потенциации (ДП), которая, как считается, играет ключевую роль в клеточных механизмах обучения и памяти. Эти результаты согласуются с человеческими данными. Наши и другие исследования показали, что аэробные упражнения могут повысить возбудимость коры головного мозга за счет увеличения внутрикорковой фасилитации и уменьшения торможения у здоровых людей под действием ТМС. В когнитивной сфере модели на животных показали, что аэробные упражнения заметно влияют на различные когнитивные функции, включая обучение и память. Аналогичным образом, в исследовании на людях один сеанс аэробных упражнений легкой интенсивности способствует выполнению задач по отслеживанию зрительно-моторной точности и вербальной памяти. Метааналитические исследования показали благотворное влияние аэробных упражнений средней и высокой интенсивности на когнитивные функции у людей. Специально для популяции с СДВГ предыдущие результаты показали значительное улучшение тормозного контроля, скорости обработки информации и внимания после острых аэробных упражнений (30-минутная езда на велосипеде: 5-минутная разминка, 20-минутная основная тренировка и 5-минутная заминка) при умеренная интенсивность. В совокупности эти исследования показывают, что влияние аэробных упражнений может не ограничиваться двигательной сферой. Кроме того, положительное влияние аэробных упражнений на когнитивные процессы и клинические результаты может быть вызвано их опосредующим воздействием на нервные механизмы.

Согласно опыту наших исследований, нас интересуют нейрофизиологические основы влияния острых эффектов контролируемой интенсивности аэробных упражнений на подростков с СДВГ, их участие в когнитивных процессах и клинических результатах. Комбинированное применение инструментов нейрофизиологической регистрации, включая неинвазивную стимуляцию мозга, подходит для изучения влияния аэробных упражнений на корковую физиологию моторной и префронтальной коры, а также функциональную связь познания и клинической деятельности у людей. Мы будем применять ТМС для получения вызванных потенциалов, регистрируемых либо с помощью электромиографии (ЭМГ), либо ЭЭГ, для определения возбудимости коры, а также с учетом вклада конкретных трансмиттеров и нейромодуляторов, таких как глутамат и ГАМК, в целевые области, соответствующие задаче, такие как двигательная и префронтальная. кора. Кроме того, мы объединим когнитивные задачи (например, тормозной контроль, рабочую память и задачи когнитивного планирования), чтобы изучить связь между нейрофизиологическими эффектами аэробных упражнений и соответствующими когнитивными и клиническими изменениями. Исследование будет иметь решающее значение для создания концептуальной основы для разработки альтернативного лечения СДВГ, особенно для аэробных упражнений. Кроме того, результаты исследования закладывают основу для научного и клинического применения у подростков с СДВГ.