Effekterna av träning på sömn och hjärnans hälsa

Det finns ett kritiskt behov av att utveckla biomarkörer för hjärnans ålder och av vetenskapligt bevisade insatser för att förbättra hjärnans hälsa. Tidigare har en maskininlärningsalgoritm, Brain Age Index (BAI), utvecklats för att förutsäga hjärnans ålder (BA) baserat på 510 egenskaper som härrör från ett EEG för en nattsömn. Algoritmen rapporterar hur gammal en individs sovande hjärnaktivitet "ser ut", kallad "hjärnåldern" (BA), och jämför detta med den kronologiska åldern (CA). Skillnaden är BAI: BAI = BA-CA. Tidigare arbete tyder på att patienter med signifikant neurologisk eller psykiatrisk sjukdom eller hypertoni och diabetes uppvisar en genomsnittlig förhöjd hjärnålder, eller "brain age index" (BAI), på 4 och 3,5 år i förhållande till friska kontroller. Dessutom har det visat sig att hög BAI är en oberoende prediktor för dödlighet. Varje extra år av BAI ger en 3,3% relativ ökning av risken för dödsfall. Arbete från andra grupper tyder på att träning är potentiellt effektiv för att främja "framgångsrik hjärnåldring".

Studier av träningseffekter på kognition inkluderar en metanalys av 18 tidigare studier som analyserade resultaten av träning på kognitiv funktion hos äldre vuxna. Det visade sig att aerob konditionsträning förbättrade prestation över flera kognitiva domäner, inklusive exekutiva funktioner, kognitiv kontroll, rumslig bearbetning och processhastighet, med en genomsnittlig förbättring över studier och över alla domäner på 0,5 standardavvikelser i förhållande till kontroller. Förbättringen var störst för lednings- och kontrollprocesser. Graden av förbättring var också relaterad till längden på konditionsträningsinterventionen, träningspassens längd och kön (kvinnor verkade ha större nytta av). Studier av träningseffekter på hjärnans struktur inkluderar en tidigare studie som registrerade 35 äldre vuxna (14 med mild kognitiv funktionsnedsättning, 16 friska kontroller) för att delta i ett 12-veckors promenadprogram med måttlig intensitet. Försökspersonernas VO2max ökade med i genomsnitt 8,49 %. Graden till vilken kardiorespiratorisk kondition (V̇O2peak) förbättrades på grund av interventionen var starkt positivt korrelerad med utbredda förändringar i kortikal tjocklek. Sammantaget tyder dessa och andra studier på att aerob träning kan vara en effektiv intervention för att motverka kortikal atrofi på grund av åldrande och sjukdom och kan ge skydd mot framtida kognitiv försämring hos äldre i riskzonen.

Denna studie antar att kognitiva prestationer kommer att öka efter 12 veckors regelbunden träning (1a), EEG-baserad BAI kommer att vara lägre efter 12 veckors regelbunden träning (1b), och förbättringar av kognitiva mått är förutsägbara från förändringar i BAI (1c). Dessutom antas det att ett överskott av BAI kommer att korrelera med dålig sömnkvalitet, högre redan existerande komorbiditeter, dålig kost och litet socialt nätverk (2). Stillasittande personer som genomgår det 12 veckor långa träningsprogrammet förväntas visa mätbara förbättringar i EEG-baserad hjärnålder och kognitiv funktion, och att graden av förbättring kommer att vara relaterad till graden av förbättring av aerob kondition. Denna studie kommer att tillhandahålla preliminära data för att stödja en större och längre longitudinell studie utformad för att 1) ​​Kliniskt validera nya, billiga och patientvänliga EEG-baserade biomarkörer för hjärnans hälsa; och 2) Bedöma effektiviteten av insatser som syftar till att bevara och förbättra hjärnans hälsa och i slutändan förlänga hälsotillståndet.