阻力训练和神经影像学 (RTNI)

锻炼是一种很有前途的策略，可以减缓或预防认知能力下降和痴呆的进展。 虽然阻力训练 (RT) 是一种流行的运动形式，因其在预防肌肉减少症方面的推定作用而推荐给老年人，但其对大脑健康的影响研究较少。 以前涉及传统协议的 RT 研究强调了对流体认知的强大和持久的好处。 相比之下，对于采用高级周期化技术的高强度 RT 的影响知之甚少。 这样的协议可能会在更短的时间内产生类似的改进，从而提高临床效用。 此外，RT 诱导的认知增强机制尚不清楚。 定义这些保护作用背后的主要神经和生理过程对于解释认知反应的差异和设计针对老龄化人群的最佳治疗策略至关重要。

RT 干预认知健康的有效性可能取决于肌肉力量的最大化收益。 因此，研究人员将力量和调节原理以及先进的神经影像学技术应用于为期 12 周的周期性 RT 干预，以确定神经保护作用。 脑血管 (CV) 功能是大脑健康的主要组成部分，也是有氧训练后认知增强的主要机制。 然而，尚未确定放疗影响这些通路的可能性。 本研究将测试和扩展之前将 RT 与 CV 功能联系起来的横断面证据。 此外，RT 干预已被证明可以独立改善全身血管功能和认知。 因此，研究人员假设 RT 通过肌肉力量和 CV 适应改善认知功能。 该提案的总体目标是调查 23 名 60-80 岁健康老年人的认知和 CV 功能变化，作为他们自己的对照，并探索介导这些影响的机制。 为了实现这一目标，研究人员提出了以下目标：

目标 1：确定 12 周的周期性 RT 是否能改善老年人的液体认知。 将使用 NIH Toolbox® Cognition Battery 来评估执行功能、注意力、情景记忆、处理速度、工作记忆和语言方面的变化。 将计算流体、结晶和整体认知功能的综合分数。

假设：一项为期 12 周的周期性 RT 计划专为最大限度地提高力量而设计，可改善健康老年人的液体认知。

目标 2：评估周期性 RT 对老年人 CV 功能的影响。 动脉自旋标记 (ASL) MRI 技术将用于通过量化对静息脑血流量、颅内血管顺应性和动脉传输时间的影响来评估 CV 功能的变化。 将进行中介分析以确定 CV 功能对认知的中介作用。

假设：高强度 RT 可以改善健康老年人的 CV 功能。

目标 3：探索大脑适应与潜在获益机制之间的关联，包括：1) 身体能力（例如 肌肉力量）、身体成分和功能灵活性； 2) 运动诱发的大脑可塑性的推定血液标志物； 3）心血管危险因素； 4) 大脑形态测量和静息状态下的大脑活动。 将分析显着变化以调解认知功能，以确定构成 RT 保护作用基础的主要途径。

为了本研究的实用性，参与者将作为自己的对照。 所有控制期都将在 RT 干预之前进行，以确保结果不会被 RT 的去训练效果或长期认知益处所混淆。 所有参与者都将在基线、干预前和干预后接受测试。 NIH Toolbox Cognition Battery 将提供一套标准的综合评估工具。 将使用三个测试版本以减少练习效果。 在 MRI 扫描期间，ASL 技术将用于评估 CV 功能，标准序列将用于结构 MRI（例如 T2 加权 FLAIR 和 T1 加权 MP-RAGE）、静息状态功能 MRI (rfMRI) 和弥散张量成像 (DTI)。 将使用运动生理学研究中的标准测试程序评估身体结果，包括血压、身体成分、身体机能、肌肉力量和估计的 VO2max。 将管理有关生活质量、身体活动、睡眠质量和人际支持的经过验证的问卷。

参与者将执行周期性和渐进式全身阻力训练计划，强调下半身和上半身力量的发展。 所有 36 节训练课（每周 3 天，共 12 周）将在 CERC 进行，由运动专家监督。 中周期 I（第 1-4 周）将强调肌肉肥大，以发展肌肉和新陈代谢基础，以便在后期进行更激烈的训练。 训练回合将包括 4-6 次阻力练习，每次练习 2-4 组，每组重复 8-10 次。 中周期 II（第 5-8 周）和 III（第 9-12 周）将强调力量发展。 训练回合将包括 4-6 次阻力练习，每次练习 3-5 组，每组重复 4-6 次，强度随时间线性增加。 与类似的 RT 研究一样，所使用的训练负荷将以安全有效的方式单独进行，以便对神经肌肉系统进行渐进式超负荷/挑战，并尽可能引起训练诱导的神经肌肉适应。