Hjärna och kognitiva förändringar efter resonemang eller fysisk träning hos kognitivt normala seniorer

Bakgrund: Det finns en betydande potential att modifiera strukturen och funktionen hos den åldrande mänskliga hjärnan givet intensiv mental stimulering och fysisk aktivitet. Åldersrelaterad kognitiv försämring har konsekvent identifierats på frontallobsmått för verkställande kontroll, såsom resonemang. Samtidigt har en större sårbarhet hos frontalhjärnnätverk, som betjänar exekutiva kontrollfunktioner, också identifierats med åldrande. Preliminära bevis belyser potentialen av resonemangsträning såväl som fysisk träning för att modifiera och stärka hjärnans och kognitiva funktion hos seniorer. Bevis från vårt labb indikerar att frontalt förmedlat, kärnbaserat resonemang (definierat som förmågan att kombinera detaljinformation för att konstruera abstrakta betydelser) erbjuder en lovande kognitiv domän att träna. Att extrahera den väsentliga betydelsen från den enorma mängden inkommande information är en av de viktigaste mentala färdigheterna ett friskt sinne uppnår. Syfte: Detta förslag är en innovativ studie för att erhålla data om fördelarna med ett (a) nytt resonemangsträningsprogram eller (b) fysisk träning på frontallobsmedierade kognitiva mått på verkställande kontroll hos kognitivt normala seniorer. Projektet kommer också att använda nyutvecklade (a) hjärnmått för att kartlägga förändringar i hjärnans blodflöde och anslutningar kombinerat med (b) en kognitiv aktiveringsuppgift speciellt utformad för att mäta hjärnregioner som är engagerade i resonemang kontra detaljbearbetning. Projektet undersöker även kortare doseffekter, d.v.s. efter 6 veckor och 12 veckor, än tidigare undersökt samt individuella skillnader baserade på hög- och lågpresterande för generell och fysisk träning. Metoder: 60 kognitivt normala seniorer mellan 60 och 75 år kommer att rekryteras för studier och randomiseras till 1 av 3 grupper. Varje grupp kommer att bestå av 20 deltagare vardera: en resonemangstränad, en fysisktränad och en väntelistad kontrollgrupp. Deltagarna kommer att genomgå en omfattande screening för att säkerställa att de är kognitivt normala. Före intervention kommer deltagarnas baslinje- och detaljbearbetningsförmåga, batteri av kognitiva funktioner och konditionsmått att erhållas. Strukturella och funktionella hjärnmått kommer också att erhållas. Deltagarna kommer att genomgå 12 veckors konjunkturbaserad träning eller fysisk träning med mätning i mitten, 6 veckors träning, endpoint 12 veckors träning och 4 veckor efter avslutad träning. Träningseffekter kommer att mätas beteendemässigt i tränade områden (resonemang & fysiska) och otränade kognitiva områden. Dessutom kommer strukturell och funktionell hjärnavbildning att mäta förändringar i cerebralt blodflöde, global och regional hjärnvolym, vita substanser, effektivitet, aktiveringsmönster och blodsyresättning med särskilt fokus på förändringar i frontala regioner. Betydelse: Den aktuella studien syftar till att upptäcka neuroprotektiva, icke-farmakologiska interventioner som kan förhindra mental försämring och stärka kognitiv hjärnhälsa hos seniorer, med möjliga samhälleliga besparingar på miljarder dollar. Detta kommer att vara en av de första träningsstudierna för att utforska kortsiktiga intensiva resonemang och fysisk träning, var och en dokumenterad som avgörande för kognitiv hjärnhälsa med potential att stärka frontala regioner mot förluster i samband med åldrande.