Οι επιδράσεις της οξείας διαλειμματικής άσκησης υψηλής έντασης στη χρονική δυναμική της μνήμης εργασίας και στη δραστηριότητα ετερόπλευρης καθυστέρησης Μέρος 1

Αφηρημένη

Η παρούσα έρευνα εξέτασε τις οξείες επιδράσεις της υψηλής έντασης intervalexercise (HIIE) σε χρονικές αλλαγές στους συμπεριφορικούς και νευροηλεκτρικούς δείκτες της μνήμης εργασίας. Νεαροί ενήλικες (n = 22) πραγματοποίησαν μια οπτική εργασία ανίχνευσης αλλαγής μνήμης εργασίας ισοπιθανών μεγεθών από 2- έως 5-κουκκίδες, ενώ η δραστηριότητα αντίθετης καθυστέρησης (CDA) και τα στοιχεία N2pc ERP αξιολογήθηκαν σε τρεις διαδοχικές περιόδους ( 40-min, 54-min, and 68-min) μετά από τρεις ξεχωριστές αντισταθμισμένες 9-λεπτές συνεδρίες καθιστή ανάπαυσης, HIIE-aerobic (διαστήματα σε διάδρομο μέτριας και υψηλής έντασης τρεξίματος /περίοδοι βάδισης) και HIIE-αερόβια/αντίσταση (διαστήματα ανάπαυσης και σωματικού βάρους calishenics).

Τα τελευταία χρόνια, με τη βελτίωση του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων και του πολιτιστικού γραμματισμού, όλο και περισσότεροι άνθρωποι έχουν αρχίσει να δίνουν σημασία στη σημασία της σωματικής υγείας και της ψυχικής άσκησης. Η διαλειμματική άσκηση υψηλής έντασης είναι μια νέα μορφή άσκησης που είναι πολύ δημοφιλής στους ανθρώπους. Και η έρευνα δείχνει ότι η διαλειμματική άσκηση υψηλής έντασης μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει τη σωματική υγεία αλλά και να βελτιώσει τη μνήμη.

Η διαλειμματική άσκηση υψηλής έντασης αναφέρεται στην εκτέλεση άσκησης υψηλής έντασης σε σύντομο χρονικό διάστημα, όπως σπριντ, γρήγορη αναρρίχηση σκαλοπατιών κ.λπ., και στη συνέχεια στάση για ξεκούραση πριν από την εκτέλεση του επόμενου γύρου άσκησης, ο οποίος μπορεί να εκτελεστεί πολλές φορές. Αυτό το είδος άσκησης έρχεται σε έντονη αντίθεση με την παραδοσιακή μακροχρόνια αερόβια άσκηση και μπορεί να αυξήσει αποτελεσματικότερα το μεταβολικό επίπεδο του σώματος.

Μελέτες έχουν βρει ότι η υψηλής έντασης διαλειμματική άσκηση μπορεί να προάγει τη σύνθεση πρωτεϊνών στους μύες του ανθρώπινου σώματος, να αυξήσει τον αριθμό των μιτοχονδρίων στο σώμα και, ως εκ τούτου, να ενισχύσει τη μεταβολική ικανότητα του σώματος. Επιπλέον, η διαλείπουσα άσκηση μπορεί να διεγείρει τον ιππόκαμπο στον εγκέφαλο και να προάγει τη δημιουργία και τη σύνδεση νευρώνων, βελτιώνοντας έτσι τη μνήμη.

Για τους εφήβους και τους ηλικιωμένους, τα οφέλη της υψηλής έντασης διαλειμματικής άσκησης είναι ακόμη πιο έντονα. Οι έφηβοι βρίσκονται σε μια κρίσιμη περίοδο σωματικής και πνευματικής ανάπτυξης. Η κατάλληλη διαλειμματική άσκηση υψηλής έντασης μπορεί να τους βοηθήσει να ενισχύσουν τη σωματική τους δύναμη, να χτίσουν καλή στάση, να βελτιώσουν τη σωματική λειτουργία και τη συγκέντρωση, να μειώσουν την κούραση και να διευκολύνουν τη διατήρηση μιας χαρούμενης στάσης. Όταν οι ηλικιωμένοι εκτελούν διαλειμματική άσκηση υψηλής έντασης, μπορούν να αυξήσουν την κατανάλωση θερμίδων, να μειώσουν την περιεκτικότητα σε λίπος, να επιταχύνουν το μεταβολισμό και να διατηρήσουν μια υγιή φυσική κατάσταση. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη μας. Το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη επειδή το Cistanche deserticola είναι ένα παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό υλικό με πολλά μοναδικά αποτελέσματα, ένα από τα οποία είναι η βελτίωση της μνήμης. Η αποτελεσματικότητα του κιμά προέρχεται από τα διάφορα ενεργά συστατικά που περιέχει, όπως οξύ, πολυσακχαρίτες, φλαβονοειδή κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να προάγουν την υγεία του εγκεφάλου με διάφορους τρόπους.

Κάντε κλικ στο Μάθετε 10 τρόπους για να βελτιώσετε τη μνήμη

Τα αποτελέσματα συμπεριφοράς αποκάλυψαν μεγαλύτερη4-ακρίβεια κουκκίδας για HIIE-aerobic/resistance σε σύγκριση με την ανάπαυση σε καθιστή μόνο στα 40-min, διατήρηση 5-dot accuracy διαχρονικά για HIIE-aerobic σε σύγκριση με το HIIE-aerobic/ αντίσταση και καθιστή ανάπαυση και μεγαλύτερη χρονική σταθερότητα στην απόδοση συνολικής ακρίβειας (δηλαδή, συσχέτιση μεταξύ των τάξεων μεταξύ των χρονικά παρακείμενων αξιολογήσεων) και για τις δύο συνθήκες HIIE σε σύγκριση με την ανάπαυση σε καθιστή θέση. Τα αποτελέσματα CDA και N2p δεν αποκάλυψαν καμία αλλαγή στο πλάτος με την πάροδο του χρόνου και μεταξύ HIIE-αερόβιας, HIIE-αερόβιας/αντίστασης και ανάπαυσης σε καθιστή θέση.

Ωστόσο, παρατηρήθηκε μεγαλύτερη χρονική σταθερότητα στο πλάτος CDA για HIIE-aerobic σε σύγκριση με την ανάπαυση σε καθιστή θέση. Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι σύντομες περιόδους HIIE μπορεί να χρησιμεύσουν ως αποτελεσματική μέθοδος για βελτιώσεις και χρονική σταθεροποίηση της συμπεριφοράς με κάποια στοιχεία για τη σταθεροποίηση των νευροηλεκτρικών δεικτών της χωρητικότητας της μνήμης εργασίας. Μαζί, τα δεδομένα αυτά υποδηλώνουν ευρέως ότι σύντομες οξείες περιόδους άσκησης μπορεί να διευκολύνουν βελτιώσεις στις υποκείμενες νοητικές λειτουργίες που είναι υπεύθυνες για τη χρονική σταθερότητα στη γνωστική και νευρογνωστική λειτουργία.

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ

Δραστηριότητα ετερόπλευρης καθυστέρησης, ERP, άσκηση, μνήμη εργασίας, νεαροί ενήλικες.

1|ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Single bouts of exercise have a positive effect on cognitive function with meta-analyses revealing potential moderators for optimal cognitive performance gains including the time window for cognitive assessment following exercise (11- to 20-min), type (continuous aerobic), intensity (light-to-moderate), and duration of exercise (>20-min) (Chang et al., 2012; Etnier et al., 1997; Lambourne& Tomporowski, 2010; Ludyga et al., 2016; McMorris &Hale, 2012; Verburgh et al., 2014).

Ωστόσο, αυτά τα δεδομένα περιπλέκονται από πρόσφατα στοιχεία που αποκαλύπτουν παρόμοιες γνωστικές βελτιώσεις μετά από σύντομες περιόδους ({0}}λεπτά) διαλειμματικής άσκησης υψηλής έντασης (HIIE; Kao et al., 2017; Moreau& Chou, 2019), με πρόσθετα στοιχεία που αποκαλύπτουν συνεχή βελτιώσεις στη μνήμη 24-ώρα μετά τη διακοπή της άσκησης (Sng et al., 2018).

Αυτά τα πρόσφατα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η τρέχουσα κατάσταση της βιβλιογραφίας απέχει πολύ από τον προσδιορισμό μιας σχέσης δόσης-απόκρισης για τα συνολικά γνωστικά αποτελέσματα (Pontifex et al., 2019) και υπογραμμίζουν την ανάγκη περαιτέρω διερεύνησης τέτοιων συντονιστών και των επιπτώσεών τους στη γνωστική απόδοση μετά από οξεία άσκηση. Έτσι, η παρούσα έρευνα επιδιώκει να διευκρινίσει περαιτέρω τον τρόπο άσκησης (δηλαδή, HIIE) και τον χρόνο της γνωστικής αξιολόγησης αξιολογώντας τις επιδράσεις διαφορετικών τρόπων HIIE στη χρονική δυναμική του γνωστικού ελέγχου και της εγκεφαλικής λειτουργίας μετά από οξεία άσκηση σε νεαρούς ενήλικες.

1.1|Γνωστικός έλεγχος και ERP

Ο γνωσιακός έλεγχος αντιπροσωπεύει μια συλλογή στοχευόμενων λειτουργιών που είναι υπεύθυνες για τον συντονισμό της επεξεργασίας από πάνω προς τα κάτω (Botvinick et al., 2001; Norman & Shallice, 1986; Rogers & Monsell, 1995) συμπεριλαμβανομένων ενοποιημένων αλλά διακριτών διαδικασιών της μνήμης εργασίας, του ανασταλτικού ελέγχου και του cogn ευελιξία (Miyake et al., 2000). Ο γνωστικός έλεγχος μπορεί περαιτέρω να αξιολογηθεί χρησιμοποιώντας ψυχοφυσιολογικές τεχνικές, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτροεγκεφαλογραφίας (EEG, άθροιση των διακυμάνσεων της τάσης που προέρχονται από τη μετασυναπτική σχισμή που μετράται στο τριχωτό της κεφαλής) και δυναμικά που σχετίζονται με γεγονότα (ERPs, μέσος χρόνος EEG γεγονότα στο περιβάλλον).

Τα ERP παρέχουν μέτρα χιλιοστών του δευτερολέπτου των νοητικών λειτουργιών που περιλαμβάνουν ένα γεγονός που μπορεί να μην είναι εμφανές μόνο με τα αποτελέσματα συμπεριφοράς (Luck, 2014). Οι αποτελεσματικές μέθοδοι ERP απαιτούν μεγάλο αριθμό δοκιμών για τη σταθεροποίηση ενός συστατικού ERP ενδιαφέροντος (Huffmeijer et al., 2014). Ως εκ τούτου, έρευνες ERP—συμπεριλαμβανομένων μελετών οξείας άσκησης (Hillman et al., 2009; Kamijo et al., 2009; Kao et al., 2017,2018; O'Leary et al., 2011; Pontifex et al., 2013; Scudderet al., 2012)—εφαρμόστε παρατεταμένες γνωστικές αξιολογήσεις οι οποίες στη συνέχεια υπολογίζονται κατά μέσο όρο σε όλο το διάστημα των δοκιμών. Αυτή η παρατεταμένη μέθοδος «στιγμιότυπου» μπορεί να είναι προβληματική για οξείες έρευνες άσκησης, με ανάμεικτα αποτελέσματα σχετικά με τη χρονική πορεία για την επιστροφή στην αρχική γραμμή και στοιχεία που αποκαλύπτουν διακυμάνσεις στη γνωστική λειτουργία με αλλαγές από στιγμή σε στιγμή στους νοητικούς πόρους για την εργασία (Haroush et al., 2010 Kane et al., 2017).

Ως εκ τούτου, ο μέσος όρος σε πολλαπλές παρατεταμένες αξιολογήσεις μπορεί να συλλάβει μόνο μια πεπερασμένη αναπαράσταση της συνεχιζόμενης γνωστικής επεξεργασίας, περιορίζοντας πιθανώς την κατανόησή μας για τις χρονικές διακυμάνσεις στους δείκτες συμπεριφοράς και των νευρώνων που επηρεάζονται από την οξεία άσκηση. Επομένως, μπορεί να είναι πλεονεκτικό να αξιολογούνται πολλαπλά χρονικά σημεία για παρατεταμένη περίοδο στον εγκέφαλο και στη συμπεριφορά μετά από οξεία άσκηση. Αυτή η νέα προσέγγιση μπορεί να προσφέρει περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με τις επιπτώσεις της οξείας άσκησης στη σταθερότητα των ψυχικών λειτουργιών υπερωριών. Έτσι, η παρούσα έρευνα προσπάθησε να χρησιμοποιήσει μεθόδους ERP για να αξιολογήσει τη χρονική δυναμική του γνωστικού ελέγχου -συγκεκριμένα της μνήμης εργασίας- και της νευρογνωστικής λειτουργίας μετά από διαφορετικές μεθόδους οξείας HIIE.

1.2|Μνήμη εργασίας, εργασία ανίχνευσης αλλαγών και δραστηριότητα ετερόπλευρης καθυστέρησης

Η μνήμη εργασίας είναι ένα πολύπλευρο γνωστικό σύστημα που είναι υπεύθυνο για τη διατήρηση ενεργών πληροφοριών στην υπηρεσία ενημέρωσης και χειρισμού αυτών των πληροφοριών (Baddeley& Hitch, 1974; Cowan, 1999; Kane & Engle, 2002). Οι πρόσφατες τάσεις προσπάθησαν να αξιολογήσουν τα όρια χωρητικότητας των ενεργών νοητικών αναπαραστάσεων χρησιμοποιώντας μια εργασία ανίχνευσης αλλαγής οπτικής μνήμης (Luck & Vogel, 2013; Luria et al., 2016).

Αυτή η εργασία απαιτεί από τα άτομα να θυμούνται όσο το δυνατόν περισσότερα στοιχεία σε έναν πίνακα που παρακολουθείται (π.χ. ομάδες μεμονωμένων τετραγώνων που κυμαίνονται σε αριθμό από 2 έως 8 τετράγωνα) και στη συνέχεια, μετά από ένα σύντομο διάστημα, να ανακαλούν εάν άλλαξαν κάποια στοιχεία στον πίνακα που παρακολουθήθηκε (π.χ. χρώμα, προσανατολισμός). Αυτή η εργασία επιτρέπει τη μέτρηση μεμονωμένων διαφορών στα όρια χωρητικότητας για έναν αριθμό στοιχείων που διατηρούνται στην οπτική μνήμη εργασίας που χαρακτηρίζεται από το επίπεδο όταν η απόδοση στην εργασία δεν αλλάζει πλέον με την αύξηση του μεγέθους του συνόλου (ασύμπτωτη).

Είναι ενδιαφέρον ότι αυτές οι μετρήσεις της χωρητικότητας της εργαζόμενης μνήμης συσχετίζονται θετικά με ευρείες μετρήσεις της γνωστικής λειτουργίας και αντιπροσωπεύουν έναν μοναδικό δείκτη ατομικής διαφοράς για την παγκόσμια ρευστή νοημοσύνη, αντιπροσωπεύοντας 43% συνολική διακύμανση στα γνωστικά μέτρα μπαταρίας (Fukuda et al., 2010). Ως εκ τούτου, η χωρητικότητα της μνήμης εργασίας έχει ευρέως διαδεδομένες επιπτώσεις για την αποτελεσματική γνωστική λειτουργία σε άλλους τομείς.

Όσον αφορά την παρούσα έρευνα, η έρευνα που χρησιμοποιεί την εργασία ανίχνευσης αλλαγών αποκαλύπτει υψηλή αξιοπιστία δοκιμής-επανάληψης δοκιμής (Dai et al., 2019) ακόμη και μετά από 1,5 χρόνο μεταξύ των συνεδριών δοκιμών (Johnson et al., 2013) με περαιτέρω στοιχεία που καταδεικνύουν σταθερή μεταβλητότητα εντός των υποκειμένων στην απόδοση σε 30 συνεχόμενες ημέρες, ακόμη και όταν ασκηθεί καλά στην εργασία (Xu et al., 2018). Συνολικά, η εργασία ανίχνευσης αλλαγών είναι κατάλληλη για την παρούσα έρευνα για την αξιολόγηση αλλαγών στη σταθερότητα της μνήμης εργασίας μετά από οξεία άσκηση, δεδομένης της ισχυρής φύσης των προτύπων σταθεροποίησης που παρατηρούνται για αυτό το μέτρο.

Το έργο ανίχνευσης αλλαγών κερδίζει δημοτικότητα στην έρευνα νευροαπεικόνισης δεδομένου ότι η συμπεριφορά καταλήγει σε παράλληλη νευρική ενεργοποίηση κατά τη διάρκεια της περιόδου διατήρησης καθυστέρησης και στις δύο μελέτες πρωτευόντων ενός νευρώνα (Miller et al., 1991) και, πιο πρόσφατα, σε έρευνες ERP (Luck & Vogel, 2013). Η νευρική δραστηριότητα ERP - που προσδιορίζεται ως η δραστηριότητα ετερόπλευρης καθυστέρησης (CDA) - αντιπροσωπεύεται ως αρνητικές θέσεις αργού κύματος πάνω από το οπίσθιο ηλεκτρόδιο που είναι ετερόπλευρα από τα απομνημονευμένα στοιχεία αρχίζοντας ~ 400 ms μετά την έναρξη του ερεθίσματος.

Η νέα έρευνα έδειξε ότι το πλάτος του CDA αυξάνεται με έναν αυξανόμενο αριθμό στοιχείων που πρέπει να απομνημονεύονται έως ότου επιτευχθούν περιορισμοί στη χωρητικότητα (δηλαδή, ασύμπτωτη) με περαιτέρω στοιχεία που δείχνουν ισχυρές θετικές συσχετίσεις αυξημένου πλάτους με καλύτερη απόδοση στην εργασία αλλαγής ανίχνευσης (Vogel et al., 2005; Vogel & Machizawa, 2004). Επομένως, είναι ευρέως αποδεκτό ότι το πλάτος CDA αντιπροσωπεύει έναν δείκτη ορίων χωρητικότητας στη μνήμη εργασίας κατά τη διάρκεια κάθε δοκιμής. Μέχρι σήμερα, η πλειονότητα των ερευνών ERP που αξιολογούν τις οξείες επιδράσεις της άσκησης έχουν επικεντρωθεί κυρίως στο στοιχείο P3 (που σχετίζεται με την κατανομή πόρων προσοχής και το χρόνο των γνωστικών απαιτήσεων) με ευρήματα που αποκαλύπτουν βελτιώσεις στη συμπεριφορά προσοχής και αλλαγές στο πλάτος P3 μετά την άσκηση (Kao et al., 2020).

Είναι ενδιαφέρον ότι οι αλλαγές στη μνήμη εργασίας μπορεί να διευκολυνθούν από διαδικασίες προσοχής που είναι υπεύθυνες για την αποτελεσματική μνήμη εργασίας. Αν και μια λεπτομερής συζήτηση αυτής της προσέγγισης ξεφεύγει από το πεδίο εφαρμογής της παρούσας έρευνας, αξίζει να σημειωθεί ότι του CDA προηγείται η ετερόπλευρη αρνητική ενεργοποίηση (δηλαδή, N2pc) που ξεκινά ~200ms μετά την έναρξη του ερεθίσματος και χρησιμοποιείται ευρέως ως δείκτης οπτικο-χωρικής προσοχής. Δεδομένου ότι η προηγούμενη έρευνα αποκαλύπτει βελτιώσεις σε πτυχές της επεξεργασίας της προσοχής και των σχετικών στοιχείων ERP (P3) μετά από οξεία άσκηση, οι αλλαγές στο N2pc μετά από οξεία HIIE μπορεί να επηρεάσουν τα αποτελέσματα CDA.

Έτσι, η παρούσα έρευνα επιδιώκει να επεκτείνει τα προηγούμενα ευρήματα ενσωματώνοντας μια εργασία που είναι κατάλληλη για τη δημιουργία νευροηλεκτρικών αποκρίσεων στενά συνδεδεμένων με την ικανότητα μνήμης εργασίας, διερευνώντας επίσης το N2pc για να προσδιορίσει εάν οι διαδικασίες χωρικής προσοχής επηρεάζονται από την οξεία HIIE και, με τη σειρά τους, πιθανώς συγχέουν τα αποτελέσματα CDA .

For more information:1950477648nn@gmail.com