Ефектите от острите високоинтензивни интервални упражнения върху времевата динамика на работната памет и контралатералната забавяща активност, част 1

Резюме

Настоящото изследване изследва острите ефекти от интервалните упражнения с висока интензивност (HIIE) върху временните промени в поведенческите и невроелектричните показатели на работната памет. Млади възрастни (n = 22) изпълниха визуална задача за откриване на промяна на работната памет на равновероятни размери на набор от 2- до 5- точки, докато активността на контралатералното забавяне (CDA) и N2pc ERP компонентите бяха оценени в три последователни периода ( 40-мин, 54-мин и 68-мин) след три отделни балансирани 9-минутни сесии на почивка в седнало положение, HIIE-аеробика (интервали на бягаща пътека с умерено и високоинтензивно бягане /периоди на разходка) и HIIE-аеробика/съпротивление (интервали на почивка и гимнастика с телесно тегло).

През последните години, с подобряването на жизнения стандарт на хората и културната грамотност, все повече и повече хора започват да обръщат внимание на важността на физическото здраве и умствените упражнения. Високоинтензивните интервални упражнения са нова форма на упражнения, която е много популярна сред хората. И изследванията показват, че високоинтензивните интервални упражнения могат не само да подобрят физическото здраве, но и да подобрят паметта.

Интервалните упражнения с висок интензитет се отнасят до извършване на упражнения с висок интензитет за кратък период от време, като спринт, бързо изкачване на стълби и т.н., след което спиране за почивка преди изпълнение на следващия кръг от упражнения, който може да се изпълнява многократно. Този тип упражнения са в рязък контраст с традиционните дългосрочни аеробни упражнения и могат по-ефективно да повишат нивото на метаболизма на тялото.

Проучванията са установили, че високоинтензивните интервални упражнения могат да насърчат протеиновия синтез в мускулите на човешкото тяло, да увеличат броя на митохондриите в тялото и по този начин да подобрят метаболитния капацитет на тялото. В допълнение, периодичните упражнения могат да стимулират хипокампуса в мозъка и да насърчат генерирането и свързването на неврони, като по този начин подобряват паметта.

За тийнейджъри и по-възрастни ползите от високоинтензивните интервални упражнения са още по-изразени. Тийнейджърите са в критичен период на физическо и интелектуално развитие. Подходящите интервални упражнения с висока интензивност могат да им помогнат да укрепят физическата си сила, да изградят добра стойка, да подобрят физическата функция и концентрация, да намалят умората и да улеснят поддържането на щастливо отношение. Когато възрастните хора извършват периодични упражнения с висока интензивност, те могат да увеличат консумацията на калории, да намалят съдържанието на мазнини, да ускорят метаболизма и да поддържат здравословно физическо състояние. Вижда се, че трябва да подобрим паметта си. Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola е традиционен китайски лекарствен материал с много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ефикасността на мляното месо идва от различните активни съставки, които съдържа, включително киселина, полизахариди, флавоноиди и др. Тези съставки могат да насърчат здравето на мозъка по различни начини.

Щракнете върху познайте 10 начина за подобряване на паметта

Резултатите от поведението разкриха по-голяма4-точност на точките за HIIE-аеробна/съпротива в сравнение с покой в ​​седнало положение само при 40-min, поддържане на 5-точност на точките във времето за HIIE-аеробна в сравнение с HIIE-аеробна/ съпротивление и почивка в седнало положение, и по-голяма времева стабилност в цялостното представяне на точност (т.е. междукласова корелация между временно съседни оценки) и за двете състояния на HIIE в сравнение с почивка в седнало положение. Резултатите от CDA и N2pc не показват промяна в амплитудата във времето и между HIIE-аеробна, HIIE-аеробна/съпротива и почивка в седнало положение.

Въпреки това, по-голяма времева стабилност в амплитудата на CDA се наблюдава при HIIE-аеробика в сравнение с почивката в седнало положение. Тези открития предполагат, че кратките пристъпи на HIIE могат да служат като ефективен начин за подобрения и временна стабилизация на поведението с някои доказателства за стабилизиране на невроелектричните показатели на капацитета на работната памет. Заедно тези данни като цяло предполагат, че кратките остри пристъпи на упражнения могат да улеснят подобренията в основните умствени операции, отговорни за временната стабилност в когнитивната и неврокогнитивната функция.

КЛЮЧОВИ ДУМИ

Контралатерална забавяща активност, ERP, упражнения, работна памет, млади възрастни.

1|ВЪВЕДЕНИЕ

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).

Тези данни обаче са усложнени от скорошни доказателства, разкриващи подобни когнитивни подобрения след кратки пристъпи (9- минути) на високоинтензивни интервални упражнения (HIIE; Kao et al., 2017; Moreau & Chou, 2019), с допълнителни доказателства, разкриващи продължително подобрения в паметта 24- час след прекратяване на упражненията (Sng et al., 2018).

Тези скорошни открития предполагат, че текущото състояние на литературата е далеч от идентифицирането на връзката доза-отговор за цялостните когнитивни резултати (Pontifex et al., 2019) и подчертават необходимостта от по-нататъшно изследване на такива модератори и техните ефекти върху когнитивните резултати след интензивни упражнения. като такова, настоящото изследване се стреми да изясни допълнително модалността на упражненията (т.е. HIIE) и времето на когнитивната оценка чрез оценка на ефектите от различни модалности на HIIE върху времевата динамика на когнитивния контрол и мозъчната функция след тежки упражнения при млади възрастни.

1.1|Когнитивен контрол и ERP

Когнитивният контрол представлява колекция от целенасочени умствени операции, които са отговорни за координирането на обработката отгоре надолу (Botvinick et al., 2001; Norman & Shallice, 1986; Rogers & Monsell, 1995), включително унифицирани, но различни процеси на работна памет, инхибиторен контрол и когнитивен гъвкавост (Miyake et al., 2000). Когнитивният контрол може допълнително да бъде оценен с помощта на психофизиологични техники, включително електроенцефалография (ЕЕГ; сумиране на колебанията на напрежението, произхождащи от постсинаптичната цепнатина, измерени на скалпа) и потенциали, свързани със събитието (ERPs; средно време на активност на ЕЕГ, заключено към събития в околната среда).

ERP осигуряват мерки за милисекунди на умствени операции, обхващащи събитие, което може да не е очевидно само с резултатите от поведението (Luck, 2014). Ефективните ERP методи изискват голям брой опити за стабилизиране на ERP компонент от интерес (Huffmeijer et al., 2014). Като такива, ERP разследвания – включително проучвания за тежки упражнения (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) — прилагат продължителни когнитивни оценки, които след това се осредняват през интервала на тестване. Този продължителен метод на „моментна снимка“ може да бъде проблематичен за изследвания на остри упражнения, като се дават смесени резултати по отношение на времевия курс за връщане към изходното ниво и доказателства, разкриващи колебания в когнитивните способности с промени от момент до момент в умствените ресурси за задачата (Haroush et al., 2010). ; Кейн и др., 2017).

Следователно, осредняването на множество продължителни оценки може да обхване само ограничено представяне на текущата когнитивна обработка, което вероятно ограничава разбирането ни за времевите колебания в поведенческите и невронните индекси, които са повлияни от интензивни упражнения. Следователно може да е полезно да се оценят множество времеви точки за продължителен период в мозъка и поведението след интензивно упражнение. Този нов подход може да осигури допълнителна представа за ефектите от интензивните упражнения върху стабилността на умствените операции извън работното време. По този начин, настоящото изследване се стреми да използва ERP методи за оценка на времевата динамика на когнитивния контрол - по-специално на работната памет - и неврокогнитивната функция след различни модалности на остър HIIE.

1.2|Работна памет, задача за откриване на промяна и активност на контралатерално забавяне

Работната памет е многостранна когнитивна система, която е отговорна за поддържането на активна информация в услуга на актуализиране и манипулиране на тази информация (Baddeley & Hitch, 1974; Cowan, 1999; Kane & Engle, 2002). Последните тенденции се стремят да оценят границите на капацитета на активните умствени представяния, използвайки задача за откриване на промяна на визуалната памет (Luck & Vogel, 2013; Luria et al., 2016).

Тази задача изисква от хората да запомнят възможно най-много елементи в наблюдавания масив (напр. групи от отделни квадратчета, вариращи на брой от 2 до 8 квадрата) и след това, след кратък интервал на задържане, да си припомнят, ако някои елементи в наблюдавания масив са се променили (напр. цвят, ориентация). Тази задача позволява измерване на индивидуалните разлики в ограниченията на капацитета за редица елементи, запазени във визуалната работна памет, характеризираща се с нивото, когато изпълнението на задачата вече не се променя с увеличаване на размера на набора (асимптота).

Интересното е, че тези измервания на капацитета на работната памет са положително корелирани с широки измервания на когнитивната функция и представляват уникален индивидуален маркер за разлика за глобалната течна интелигентност, което представлява 43% обща вариация на мерките за когнитивна батерия (Fukuda et al., 2010). Следователно капацитетът на работната памет има широко разпространени последици за ефективната когнитивна функция в други области.

Що се отнася до настоящото разследване, изследванията, използващи задачата за откриване на промяна, разкриват висока надеждност на тест-повторен тест (Dai et al., 2019) дори след 1,5 години между сесиите на тестване (Johnson et al., 2013) с допълнителни доказателства, демонстриращи стабилна променливост в представянето в рамките на субектите през 30 последователни дни, дори когато са се упражнявали добре по задачата (Xu et al., 2018). Взети заедно, задачата за откриване на промяна е много подходяща за настоящото изследване за оценка на промените в стабилността на работната памет след остро упражнение, като се има предвид стабилният характер на моделите на стабилизиране, наблюдавани за тази мярка.

Задачата за откриване на промяна набира популярност в изследванията на невроизображенията, като се има предвид, че поведението води до паралелно невронно активиране по време на периода на задържане на забавяне в двете проучвания на примати с един неврон (Miller et al., 1991) и по-скоро в ERP разследвания (Luck & Vogel, 2013). ERPневралната активност — идентифицирана като контралатерална забавяща активност (CDA) — е представена като отрицателна бавна вълна над задни електродни места, които са контралатерални на запомнените елементи, започващи ~400 ms след началото на стимула.

Нови изследвания показаха, че амплитудата на CDA се увеличава с нарастващ брой елементи, които трябва да се запомнят, докато се постигнат ограничения в капацитета (т.е. асимптота) с допълнителни доказателства, демонстриращи силни положителни корелации на увеличената амплитуда с по-добро представяне на задачата за откриване на промени (Vogel et al., 2005; Vogel & Machizawa, 2004). По този начин е широко прието, че амплитудата на CDA представлява индекс на ограниченията на капацитета в работната памет по време на всеки опит. Към днешна дата по-голямата част от ERP изследванията, оценяващи острите ефекти от упражненията, са се фокусирали основно върху компонента P3 (свързан с разпределението на ресурсите за внимание и времето на когнитивните изисквания) с констатации, разкриващи подобрения в поведението на вниманието и промени в амплитудата на P3 след упражнение (Kao et al., 2020).

Интересното е, че промените в работната памет могат да бъдат улеснени от процеси на внимание, отговорни за ефективната работна памет. Въпреки че подробното обсъждане на този подход е извън обхвата на настоящото изследване, струва си да се отбележи, че CDA се предшества от контралатерално отрицателно активиране (т.е. N2pc) който започва ~ 200 ms след началото на стимула и се използва широко като индекс на визуално-пространствено внимание. Като се има предвид, че предишни изследвания разкриват подобрения в аспектите на обработката на вниманието и свързаните ERP компоненти (P3) след остро упражнение, промените в N2pc след остър HIIE могат да повлияят на резултатите от CDA.

По този начин, настоящото изследване се стреми да разшири предишни констатации чрез включване на задача, която е много подходяща за генериране на невроелектрични реакции, тясно свързани с капацитета на работната памет, като същевременно изследва N2pc, за да определи дали процесите на пространствено внимание се влияят от остър HIIE и на свой ред евентуално да объркат резултатите от CDA .

For more information:1950477648nn@gmail.com