Aerob träning och cerebrovaskulär funktion

För att möta de växande hälsovårdsutmaningarna för en åldrande veteranbefolkning är det viktigt att förstå effektiva rehabiliteringstekniker som mildrar åldersrelaterad komorbiditet och förbättrar livskvaliteten. Hittills är träning en av få beprövade interventioner som dämpar åldersrelaterade försämringar i hjärnans hälsa och funktion. Ett konsekvent men oförklarat fynd i många av dessa studier är en förändring i det kortikala aktiveringsmönstret under uppgiften, bedömd med hjälp av blod-syrenivåberoende (BOLD) signal med fMRI som motsvarar förbättrad uppgiftsprestanda. Två nyckelmått för cerebrovaskulär hälsa och funktion som är underutforskade men som kan påverka de dokumenterade förändringarna i BOLD-svaret som observeras med postaerob aktivitet är: 1) förändringar i vilande eller basalt cerebralt blodflöde (perfusion) till viktiga hjärnregioner; och 2) förändringar i cerebrovasculaturens förmåga att dilatera inför ökad efterfrågan, kallad cerebrovaskulär reaktivitet (CVR). Utredarnas mål är att kvantifiera effekten av aerob träning på cerebrovaskulär funktion och hur både perfusion och CVR bidrar till BOLD-signalen under uppgiftsbaserad fMRI. I överensstämmelse med utredarnas tidigare åldrande- och träningsstudier kommer deltagarna att slutföra ett av två villkor; 1) ett aerobt, intervallträningsingrepp (Spin; n=44), eller 2) ett icke-aerobt, sträckkontrolltillstånd (Kontroll; n=44). Kardiovaskulär kondition, arteriell spin-märkning för basal cerebral perfusion, CVR, uppgiftsbaserad fMRI (kognitiv-exekutiv och motorisk) och beteendemässiga resultat kommer att bedömas före och efter interventionerna. De specifika målen kommer att bestämma effekten av en 12-veckors aerob träningsintervention på förändringar i cerebral perfusion och CVR hos äldre veteraner. Utredarna antar att jämfört med kontrollgruppen kommer den aerobt-tränade gruppen att ha ökad basal perfusion och CVR i områden som visar åldersrelaterad nedgång och som har visat sig vara formbara för aerob träning (sämre frontala och motoriska cortex).

Forskning under de senaste decennierna har drivit på det ständiga främjandet av träning som en av de mest effektfulla interventionerna för det centrala nervsystemets hälsa och funktion. I spetsen för mycket av denna forskning är användningen av uppgiftsbaserad fMRI BOLD för att kvantifiera fördelaktiga förändringar i kortikal funktion efter aerob träning. Även om den är transformativ, är den verkliga effekten av denna forskning begränsad i omfattning tills utredarna kan definiera inflytandet av cerebrovaskulär funktion på den väldokumenterade fördelaktiga förändringen i BOLD-svar. Utredarna vet att äldre vuxna som är fysiskt aktiva har förbättrad vaskulär hälsa men vet inte den fulla effekten av en träningsintervention på cerebrovaskulär hälsa. Om hypoteserna om förbättrad perfusion och CVR stöds skulle det informera aktuella interventionsstrategier och skulle lägga till viktig ytterligare information om träningens potential för att förbättra hjärnans hälsa vid åldrande. Detta skulle få konsekvenser för åldrande Veteraner med risk för neurodegenerativ sjukdom orsakad av cerebrovaskulär dysfunktion.