De effecten van acute intervaloefeningen met hoge intensiteit op de temporele dynamiek van het werkgeheugen en contralaterale vertragingsactiviteit Deel 1

Abstract

Het huidige onderzoek onderzocht de acute effecten van intervaloefeningen met hoge intensiteit (HIIE) op temporele veranderingen in gedrags- en neuro-elektrische indices van het werkgeheugen. Jonge volwassenen (n = 22) voerden een visueel werkgeheugenveranderingsdetectietaak uit met een even waarschijnlijke puntgrootte van 2- tot 5- terwijl contralaterale vertragingsactiviteit (CDA) en N2pc ERP-componenten werden beoordeeld in drie opeenvolgende perioden ( 40-min, 54-min en 68-min) na drie afzonderlijke, gecompenseerde sessies van 9-min van zittende rust, HIIE-aëroob (loopbandintervallen van hardlopen met gemiddelde en hoge intensiteit /loopperioden) en HIIE-aëroob/weerstand (rustintervallen en gymnastiekoefeningen op lichaamsgewicht).

Door de verbetering van de levensstandaard en de culturele geletterdheid van mensen zijn de afgelopen jaren steeds meer mensen aandacht gaan besteden aan het belang van lichamelijke gezondheid en mentale oefening. Intervaloefeningen met hoge intensiteit zijn een nieuwe vorm van lichaamsbeweging die erg populair is onder mensen. En uit onderzoek blijkt dat intervaltraining met hoge intensiteit niet alleen de fysieke gezondheid kan verbeteren, maar ook het geheugen kan verbeteren.

Intervaltraining met hoge intensiteit verwijst naar het uitvoeren van oefeningen met hoge intensiteit in een korte periode, zoals sprinten, snel traplopen, enz., en vervolgens stoppen om uit te rusten voordat u de volgende trainingsronde uitvoert, die meerdere keren kan worden uitgevoerd. Dit type oefening staat in schril contrast met traditionele langdurige aerobe oefeningen en kan het metabolische niveau van het lichaam effectiever verhogen.

Uit onderzoek is gebleken dat intervaltraining met hoge intensiteit de eiwitsynthese in de spieren van het menselijk lichaam kan bevorderen, het aantal mitochondriën in het lichaam kan vergroten en daardoor de metabolische capaciteit van het lichaam kan vergroten. Bovendien kan periodieke oefening de hippocampus in de hersenen stimuleren en de aanmaak en verbinding van neuronen bevorderen, waardoor het geheugen wordt verbeterd.

Voor tieners en oudere volwassenen zijn de voordelen van intervaltraining met hoge intensiteit nog duidelijker. Tieners bevinden zich in een kritieke periode van fysieke en intellectuele ontwikkeling. Passende intervaloefeningen met hoge intensiteit kunnen hen helpen hun fysieke kracht te versterken, een goede houding op te bouwen, het fysieke functioneren en de concentratie te verbeteren, vermoeidheid te verminderen en het gemakkelijker te maken een gelukkige houding te behouden. Wanneer ouderen periodieke oefeningen met hoge intensiteit uitvoeren, kunnen ze het calorieverbruik verhogen, het vetgehalte verlagen, de stofwisseling versnellen en een gezonde fysieke conditie behouden. Het is duidelijk dat we ons geheugen moeten verbeteren. Cistanche deserticola kan het geheugen aanzienlijk verbeteren omdat Cistanche deserticola een traditioneel Chinees medicinaal materiaal is met veel unieke effecten, waaronder het verbeteren van het geheugen. De werkzaamheid van gehakt komt voort uit de verschillende actieve ingrediënten die het bevat, waaronder zuren, polysachariden, flavonoïden, enz. Deze ingrediënten kunnen op verschillende manieren de gezondheid van de hersenen bevorderen.

Klik op 10 manieren kennen om het geheugen te verbeteren

Gedragsresultaten lieten een grotere 4-puntnauwkeurigheid zien voor HIIE-aëroob/weerstand vergeleken met zittende rust alleen op 40-min, behoud van 5-puntnauwkeurigheid in de loop van de tijd voor HIIE-aëroob vergeleken met HIIE-aëroob/ weerstand en zittende rust, en grotere temporele stabiliteit in de algehele nauwkeurigheidsprestaties (dat wil zeggen correlatie tussen klassen tussen temporeel aangrenzende beoordelingen) voor beide HIIE-omstandigheden vergeleken met zittende rust. CDA- en N2p-resultaten lieten geen verandering in amplitude zien in de loop van de tijd en tussen HIIE-aëroob, HIIE-aëroob/weerstand en zittende rust.

Er werd echter een grotere temporele stabiliteit in de CDA-amplitude waargenomen voor HIIE-aëroob vergeleken met zittende rust. Deze bevindingen suggereren dat korte perioden van HIIE kunnen dienen als een effectieve modaliteit voor verbeteringen en temporele stabilisatie van gedrag, met enig bewijs voor stabilisatie van neuro-elektrische indices van de werkgeheugencapaciteit. Samen suggereren deze gegevens in grote lijnen dat korte, acute periodes van lichaamsbeweging verbeteringen kunnen faciliteren in de onderliggende mentale operaties die verantwoordelijk zijn voor temporele stabiliteit in het cognitieve en neurocognitieve functioneren.

SLEUTELWOORDEN

Contralaterale vertragingsactiviteit, ERP's, lichaamsbeweging, werkgeheugen, jonge volwassenen.

1|INVOERING

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).

Deze gegevens worden echter gecompliceerd door recent bewijsmateriaal dat vergelijkbare cognitieve verbeteringen aan het licht brengt na korte periodes (9-min) van intervaltraining met hoge intensiteit (HIIE; Kao et al., 2017; Moreau & Chou, 2019), met aanvullend bewijsmateriaal dat aanhoudende verbeteringen in het geheugen 24-uur na het stoppen met sporten (Sng et al., 2018).

Deze recente bevindingen suggereren dat de huidige stand van de literatuur verre van een dosis-responsrelatie voor algemene cognitieve uitkomsten identificeert (Pontifex et al., 2019), en benadrukken de noodzaak om dergelijke moderatoren en hun effecten op cognitieve prestaties na acute inspanning verder te onderzoeken. Daarom probeert het huidige onderzoek de oefenmodaliteit (dwz HIIE) en de timing van cognitieve beoordeling verder te verhelderen door de effecten van verschillende HIIE-modaliteiten op de temporele dynamiek van cognitieve controle en hersenfunctie na acute inspanning bij jonge volwassenen te evalueren.

1.1|Cognitieve controle en ERP's

Cognitieve controle vertegenwoordigt een verzameling doelgerichte mentale operaties die verantwoordelijk zijn voor het coördineren van top-down verwerking (Botvinick et al., 2001; Norman & Shallice, 1986; Rogers & Monsell, 1995), waaronder uniforme maar toch verschillende processen van werkgeheugen, remmende controle en cognitieve controle. flexibiliteit (Miyake et al., 2000). Cognitieve controle kan verder worden geëvalueerd met behulp van psychofysiologische technieken, waaronder elektro-encefalografie (EEG; optelling van spanningsfluctuaties afkomstig van de postsynaptische spleet gemeten op de hoofdhuid) en gebeurtenisgerelateerde potentiëlen (ERP's; gemiddelde EEG-activiteit tijdgebonden tot gebeurtenissen in de omgeving).

ERP's bieden millisecondenmetingen van mentale operaties die een gebeurtenis omvatten die misschien niet duidelijk is met alleen gedragsresultaten (Luck, 2014). Effectieve ERP-methoden vereisen een groot aantal proeven om een ​​ERP-component van belang te stabiliseren (Huffmeijer et al., 2014). Als zodanig zijn er ERP-onderzoeken, waaronder onderzoeken naar acute inspanning (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) – voer langdurige cognitieve beoordelingen uit, die vervolgens over het testinterval worden gemiddeld. Deze langdurige ‘snapshot’-methode kan problematisch zijn bij acuut inspanningsonderzoek, gezien de gemengde resultaten met betrekking tot het tijdsverloop voor de terugkeer naar de basislijn en het bewijs dat fluctuaties in de cognitie onthult met van moment tot moment veranderingen in de mentale hulpbronnen voor de taak (Haroush et al., 2010). ;Kane et al., 2017).

Daarom kan het middelen over meerdere langdurige beoordelingen slechts een eindige representatie van de voortdurende cognitieve verwerking weergeven, waardoor mogelijk ons ​​begrip van temporele fluctuaties in gedrags- en neurale indices die worden beïnvloed door acute inspanning wordt beperkt. Daarom kan het nuttig zijn om meerdere tijdstippen over een langere periode in de hersenen en het gedrag na acute inspanning te berekenen. Deze nieuwe aanpak kan verder inzicht verschaffen in de effecten van acute inspanning op de stabiliteit van mentale operaties in de loop van de tijd. Het huidige onderzoek probeerde dus ERP-methoden te gebruiken om de temporele dynamiek van cognitieve controle – met name werkgeheugen – en neurocognitieve functie te evalueren volgens verschillende modaliteiten van acute HIIE.

1.2|Werkgeheugen, veranderingsdetectietaak en contralaterale vertragingsactiviteit

Het werkgeheugen is een veelzijdig cognitief systeem dat verantwoordelijk is voor het behouden van actieve informatie ten behoeve van het bijwerken en manipuleren van die informatie (Baddeley & Hitch, 1974; Cowan, 1999; Kane & Engle, 2002). Recente trends hebben geprobeerd de capaciteitsgrenzen van actieve mentale representaties te evalueren met behulp van een visuele geheugenveranderingsdetectietaak (Luck & Vogel, 2013; Luria et al., 2016).

Deze taak vereist dat individuen zoveel mogelijk items in een bewaakte array onthouden (bijvoorbeeld groepen individuele vierkanten variërend in aantal van 2 tot 8 vierkanten) en zich vervolgens, na een kort retentie-interval, herinneren of er items in de bewaakte array zijn veranderd (bijvoorbeeld kleur, oriëntatie). Met deze taak kunnen individuele verschillen in capaciteitslimieten worden gemeten voor een aantal items die in het visuele werkgeheugen worden vastgehouden en die worden gekenmerkt door het niveau waarop de prestaties bij de taak niet langer veranderen naarmate de set groter wordt (asymptoot).

Interessant is dat deze metingen van de werkgeheugencapaciteit positief gecorreleerd zijn met brede metingen van de cognitieve functie en een unieke individuele verschilmarkering vertegenwoordigen voor mondiale vloeistofintelligentie, goed voor 43% totale variantie op cognitieve batterijmetingen (Fukuda et al., 2010). Daarom heeft de capaciteit van het werkgeheugen wijdverbreide implicaties voor effectief cognitief functioneren in andere domeinen.

Wat het huidige onderzoek betreft, blijkt uit onderzoek waarbij gebruik wordt gemaakt van de veranderingsdetectietaak een hoge test-hertestbetrouwbaarheid (Dai et al., 2019), zelfs na 1,5 jaar tussen testsessies (Johnson et al., 2013), waarbij verder bewijsmateriaal een stabiele variabiliteit in prestaties binnen proefpersonen over 30 testsessies aantoont. opeenvolgende dagen, zelfs als u goed geoefend bent met de taak (Xu et al., 2018). Alles bij elkaar genomen is de veranderingsdetectietaak zeer geschikt voor het huidige onderzoek om veranderingen in de stabiliteit van het werkgeheugen na acute inspanning te evalueren, gezien de robuuste aard van de stabilisatiepatronen die voor deze maatregel zijn waargenomen.

De veranderingsdetectietaak wint aan populariteit in neuroimaging-onderzoek, aangezien gedrag parallelle neurale activering tot gevolg heeft tijdens de vertragingsretentieperiode in zowel studies bij primaten met één neuron (Miller et al., 1991) als, meer recentelijk, in ERP-onderzoeken (Luck & Vogel, 2013). ERP-neurale activiteit – geïdentificeerd als de contralaterale vertragingsactiviteit (CDA) – wordt weergegeven als een negatieve langzame golf overposterieure elektrodeplaatsen die contralateraal zijn ten opzichte van de herinnerde items die ~ 400 ms na het begin van de stimulus beginnen.

Nieuw onderzoek heeft aangetoond dat de CDA-amplitude toeneemt met een toenemend aantal te onthouden items totdat beperkingen in de capaciteit worden bereikt (dwz asymptoot), waarbij verder bewijsmateriaal sterke positieve correlaties aantoont van verhoogde amplitude met betere prestaties bij de gewijzigde detectietaak (Vogel et al., 2005; Vogel & Machizawa, 2004). Het wordt dus algemeen aanvaard dat de CDA-amplitude een index vertegenwoordigt van de capaciteitslimieten in het werkgeheugen tijdens elke proef. Tot nu toe heeft het merendeel van de ERP-onderzoeken waarin acute inspanningseffecten worden geëvalueerd zich primair gericht op de P3-component (geassocieerd met de toewijzing van aandachtsbronnen en de timing van cognitieve eisen), waarbij bevindingen verbeteringen in het aandachtsgedrag en veranderingen in de P3-amplitude na inspanning aan het licht brengen (Kao et al., 2020).

Interessant is dat veranderingen in het werkgeheugen mogelijk worden gemaakt door aandachtsprocessen die verantwoordelijk zijn voor effectief werkgeheugen. Hoewel een gedetailleerde bespreking van deze aanpak buiten het bestek van dit onderzoek valt, is het de moeite waard om op te merken dat het CDA wordt voorafgegaan door contralaterale negatieve activering (dwz N2pc). dat begint ongeveer 200 ms na het begin van de stimulus en wordt veel gebruikt als index voor visueel-ruimtelijke aandacht. Gegeven dat eerder onderzoek verbeteringen aantoont in aspecten van aandachtsverwerking en gerelateerde ERP-componenten (P3) na acute inspanning, kunnen veranderingen in N2pc na acute HIIE de CDA-resultaten beïnvloeden.

Het huidige onderzoek probeert dus eerdere bevindingen uit te breiden door een taak op te nemen die zeer geschikt is voor het genereren van neuro-elektrische reacties die nauw verband houden met de capaciteit van het werkgeheugen, terwijl ook N2pc wordt onderzocht om te bepalen of ruimtelijke aandachtsprocessen worden beïnvloed door acute HIIE en op hun beurt mogelijk CDA-resultaten verwarren. .

For more information:1950477648nn@gmail.com