Effekterna av akut högintensiv intervallträning på arbetsminnets temporala dynamik och kontralateral fördröjningsaktivitet Del 1

Abstrakt

Den föreliggande undersökningen undersökte de akuta effekterna av högintensiv intervallträning (HIIE) på tidsmässiga förändringar i beteendemässiga och neuroelektriska index för arbetsminnet. Unga vuxna (n = 22) utförde en visuell arbetsminnesdetekteringsuppgift av lika sannolika 2- till 5-prickuppsättningsstorlekar medan kontralaterala fördröjningsaktivitet (CDA) och N2pc ERP-komponenter utvärderades vid tre på varandra följande perioder ( 40-min, 54-min och 68-min) efter tre separata motbalanserade 9-min sessioner med sittande vila, HIIE-aerobic (löpbandsintervall för måttlig och högintensiv löpning /promenadperioder) och HIIE-aerobic/motstånd(vilointervall och kroppsviktsövningar).

Under de senaste åren, med förbättringen av människors levnadsstandard och kulturella läskunnighet, har fler och fler människor börjat uppmärksamma vikten av fysisk hälsa och mental träning. Högintensiv intervallträning är en ny träningsform som är mycket populär bland människor. Och forskning visar att högintensiv intervallträning inte bara kan förbättra den fysiska hälsan utan också förbättra minnet.

Högintensiv intervallträning syftar på att utföra högintensiv träning under en kort period, som att sprinta, gå snabbt i trappor etc., och sedan stanna för att vila innan du utför nästa träningsomgång, som kan utföras flera gånger. Denna typ av träning står i skarp kontrast till traditionell långvarig aerob träning och kan mer effektivt höja kroppens ämnesomsättningsnivå.

Studier har funnit att högintensiv intervallträning kan främja proteinsyntesen i musklerna i människokroppen, öka antalet mitokondrier i kroppen och därigenom förbättra kroppens metaboliska kapacitet. Dessutom kan intermittent träning stimulera hippocampus i hjärnan och främja generering och anslutning av neuroner, och därigenom förbättra minnet.

För tonåringar och äldre vuxna är fördelarna med högintensiv intervallträning ännu mer uttalade. Tonåringar befinner sig i en kritisk period av fysisk och intellektuell utveckling. Lämplig högintensiv intervallträning kan hjälpa dem att stärka sin fysiska styrka, bygga en bra hållning, förbättra fysisk funktion och koncentration, minska trötthet och göra det lättare att behålla en glad attityd. När äldre utför intermittent träning med hög intensitet kan de öka kaloriförbrukningen, minska fetthalten, påskynda ämnesomsättningen och upprätthålla en hälsosam fysisk kondition. Det kan ses att vi behöver förbättra vårt minne. Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt eftersom Cistanche deserticola är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial med många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av malet kött kommer från de olika aktiva ingredienserna det innehåller, inklusive syra, polysackarider, flavonoider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa på olika sätt.

Klicka på vet 10 sätt att förbättra minnet

Beteenderesultat visade större4-punktnoggrannhet för HIIE-aerobic/motstånd jämfört med sittande vila endast vid 40-min, bibehållande av 5-punktnoggrannhet över tiden för HIIE-aerobic jämfört med HIIE-aerobic/ motstånd och sittande vila, och större tidsstabilitet i övergripande noggrannhetsprestanda (dvs interklasskorrelation mellan tidsmässigt närliggande bedömningar) för båda HIIE-förhållandena jämfört med sittande vila. CDA- och N2pcresults visade ingen förändring i amplitud över tiden och mellan HIIE-aerobic, HIIE-aerobic/resistens och sittande vila.

Större tidsstabilitet i CDA-amplitud observerades dock för HIIE-aerob jämfört med sittande vila. Dessa fynd tyder på att korta anfall av HIIE kan fungera som en effektiv modalitet för förbättringar och tidsstabilisering i beteende med vissa bevis för stabilisering av neuroelektriska index för arbetsminneskapacitet. Tillsammans tyder dessa data i stort på att korta akuta träningspass kan underlätta förbättringar av underliggande mentala operationer som är ansvariga för tidsmässig stabilitet i kognitiv och neurokognitiv funktion.

NYCKELORD

Kontralateral fördröjningsaktivitet, ERP, träning, arbetsminne, unga vuxna.

1|INTRODUKTION

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).

Dessa data kompliceras dock av nya bevis som avslöjar liknande kognitiva förbättringar efter korta anfall (9-min) av högintensiv intervallträning (HIIE; Kao et al., 2017; Moreau & Chou, 2019), med ytterligare bevis som avslöjar ihållande ihållande förbättringar i minnet 24-timmar efter att träningen upphört (Sng et al., 2018).

Dessa senaste fynd tyder på att litteraturens nuvarande tillstånd är långt ifrån att identifiera ett dos-responssamband för övergripande kognitiva resultat (Pontifex et al., 2019), och understryker behovet av att ytterligare utforska sådana moderatorer och deras effekter på kognitiva prestanda efter akut träning. Denna undersökning syftar till att ytterligare belysa träningsmodalitet (dvs. HIIE) och tidpunkten för kognitiv bedömning genom att utvärdera effekterna av olika HIIE-modaliteter på den tidsmässiga dynamiken i kognitiv kontroll och hjärnfunktion efter akut träning hos unga vuxna.

1.1|Kognitiv kontroll och ERP

Kognitiv kontroll representerar en samling målinriktade operationer som är ansvariga för att koordinera bearbetning uppifrån och ner (Botvinick et al., 2001; Norman &Shallice, 1986; Rogers & Monsell, 1995) inklusive enhetliga men ändå distinkta processer av arbetsminne, hämmande kontroll och kognitiv kontroll. flexibilitet (Miyake et al., 2000). Kognitiv kontroll kan vidare utvärderas med hjälp av psykofysiologiska tekniker inklusive elektroencefalografi (EEG; summering av spänningsfluktuationer som härrör från den postsynaptiska klyftan mätt i hårbotten) och händelserelaterade potentialer (ERPs; genomsnittlig EEG-aktivitet tidslåst till händelser i miljön).

ERP:er tillhandahåller millisekundersmått på mentala operationer som omfattar en händelse som kanske inte är uppenbar med enbart beteenderesultat (Luck, 2014). Effektiva ERP-metoder kräver ett stort antal försök för att stabilisera en ERP-komponent av intresse (Huffmeijer et al., 2014). Som sådan, ERP-undersökningar – inklusive akuta träningsstudier (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) – implementera förlängda kognitiva bedömningar som sedan beräknas i medeltal över testintervallet. Denna förlängda "ögonblicksbild"-metod kan vara problematisk för akuta träningsundersökningar givet blandade resultat angående tidsförloppet för återgång till baslinjen, och bevis som avslöjar fluktuationer i kognition med förändringar från ögonblick till ögonblick i mentala resurser för uppgiften (Haroush et al., 2010) ; Kane et al., 2017).

Därför kan ett genomsnitt över flera långvariga bedömningar bara fånga en ändlig representation av pågående kognitiv bearbetning, vilket möjligen begränsar vår förståelse av tidsfluktuationer i beteende- och neurala index som påverkas av akut träning. Därför kan det vara fördelaktigt att utvärdera flera tidpunkter under en längre period i hjärnan och beteende efter akut träning. Detta nya tillvägagångssätt kan ge ytterligare insikt om effekterna av akut träning på stabiliteten av mentala operationer övertid. Således försökte den aktuella undersökningen att använda ERP-metoder för att utvärdera temporal dynamik för kognitiv kontroll - specifikt arbetsminne - och neurokognitiv funktion efter olika modaliteter av akut HIIE.

1.2|Arbetsminne, förändringsdetekteringsuppgift och kontralateral fördröjningsaktivitet

Arbetsminnet är ett mångfacetterat kognitivt system som ansvarar för att upprätthålla aktiv information i tjänsten för att uppdatera och manipulera den informationen (Baddeley & Hitch, 1974; Cowan, 1999; Kane & Engle, 2002). De senaste trenderna har försökt utvärdera kapacitetsgränserna för aktiva mentala representationer med hjälp av en uppgift för att upptäcka förändringar i visuellt minne (Luck & Vogel, 2013; Luria et al., 2016).

Den här uppgiften kräver att individer kommer ihåg så många objekt som möjligt i en bevakad array (t.ex. grupper av individuella rutor som sträcker sig i antal från 2 till 8 rutor) och sedan, efter ett kort uppehållsintervall, komma ihåg om några objekt i den bevakade arrayen ändrades (t.ex. färg, orientering). Denna uppgift gör det möjligt att mäta individuella skillnader i kapacitetsgränser för ett antal objekt som finns kvar i det visuella arbetsminnet som kännetecknas av nivån när prestanda för uppgiften inte längre ändras med ökande uppsättningsstorlek (asymptot).

Intressant nog är dessa mätningar av arbetsminneskapacitet positivt korrelerade med breda mått på kognitiv funktion och representerar en unik individuell skillnadsmarkör för global fluidintelligence, som står för 43 % total varians på kognitiva batterimått (Fukuda et al., 2010). Därför har arbetsminneskapacitet omfattande konsekvenser för effektiv kognitiv funktion i andra domäner.

När det gäller den aktuella undersökningen avslöjar forskning som använder förändringsdetekteringsuppgiften hög test-omtesttillförlitlighet (Dai et al., 2019) även efter 1,5 år mellan testsessionerna (Johnson et al., 2013) med ytterligare bevis som visar stabil variation i prestanda inom försökspersoner över 30 på varandra följande dagar även när du har tränat väl på uppgiften (Xu et al., 2018). Sammantaget är förändringsdetekteringsuppgiften väl lämpad för den aktuella undersökningen för att utvärdera förändringar i arbetsminnesstabilitet efter akut träning, med tanke på den robusta karaktären hos stabiliseringsmönster som observerats för denna åtgärd.

Uppgiften att upptäcka förändringar ökar i popularitet inom neuroimaging forskning med tanke på att beteendet ger parallellneural aktivering under den fördröjda retentionsperioden i både studier med enkelneuron primater (Miller et al., 1991) och, på senare tid, i ERP-undersökningar (Luck & Vogel, 2013). ERPneural aktivitet – identifierad som den kontralaterala fördröjningsaktiviteten (CDA) – representeras som en negativ långsam våg över bakre elektrodplatser som är kontralaterala till de ihågkomna föremålen med början ~400ms efter stimulansstart.

Novelresearch visade att CDA-amplituden ökar med ett ökande antal objekt som ska komma ihåg tills begränsningar i kapacitet uppnås (dvs. asymptoter) med ytterligare bevis som visar starka positiva korrelationer av ökad amplitud med bättre prestanda på den ändrade detektionsuppgiften (Vogel et al., 2005; Vogel & Machizawa, 2004). Det är alltså allmänt accepterat att CDA-amplituden representerar ett index för kapacitetsgränser i arbetsminnet under varje försök. Hittills har en majoritet av ERP-undersökningar som utvärderar akuta träningseffekter främst fokuserat på P3-komponenten (associerad med uppmärksamhetsresursallokering och timing av kognitiva krav) med fynd som avslöjar förbättringar i uppmärksamhetsbeteende och förändringar i P3-amplitud efter träning (Kao et al., 2020).

Intressant nog kan förändringar i arbetsminnet underlättas av uppmärksamhetsprocesser som är ansvariga för ett effektivt arbetsminne. Även om en detaljerad diskussion om detta tillvägagångssätt ligger utanför ramen för denna undersökning, är det värt att notera att CDA föregås av kontralateral negativ aktivering (dvs. N2pc) som börjar ~200 ms efter stimulansstart och används allmänt som ett index för visuell-spatial uppmärksamhet. Med tanke på att tidigare forskning avslöjar förbättringar i aspekter av uppmärksamhetsbearbetning och relaterade ERP-komponenter (P3) efter akut träning, kan förändringar i N2pc efter akut HIIE påverka CDA-resultaten.

Den aktuella undersökningen syftar alltså till att utöka tidigare resultat genom att införliva en uppgift som är väl lämpad för att generera neuroelektriska svar nära kopplade till arbetsminneskapaciteten samtidigt som man undersöker N2pc för att avgöra om rumsliga uppmärksamhetsprocesser påverkas av akut HIIE och i sin tur eventuellt förvirra CDA-resultat .

For more information:1950477648nn@gmail.com