határok az idősödő idegtudományban

Bevezetés

a nyugati társadalmak jelenlegi demográfiai változása, amely magában foglalja mind az idősek számának relatív, mind abszolút növekedését, egyre nagyobb tudományos érdeklődést váltott ki a geriátriai kérdések iránt. Ebben az összefüggésben a sikeres öregedés fogalmai egyre fontosabbá válnak. Számos tanulmány kimutatta, hogy a testmozgás kulcsszerepet játszhat az egészséges öregedésben, valamint a kognitív hanyatlás és a neurodegeneratív betegségek megelőzésében (Colcombe et al., 2006; Erickson et al., 2011). Az epidemiológiai, keresztmetszeti és intervenciós vizsgálatokat összefoglaló legújabb áttekintések támogatják a fizikai aktivitást, mint kedvező módszert a neuroplaszticitás kiváltására késő felnőttkorban (Gregory et al., 2012; Voelcker-Rehage és Niemann, 2013; Bamadis et al., 2014). Erickson és munkatársai. (2012) arra a következtetésre jutottak, hogy a magasabb cardiorespiratory fitness és aerob fizikai aktivitás szintje a prefrontális régiókban és a hippocampusban nagyobb szürkeállomány-mennyiségekkel jár. Azonban nem csak a kardiovaszkuláris fitnesz, hanem a koordinációs testmozgás is (Niemann et al., 2014) és kognitív tréning (Bamadis et al., 2014) kimutatták, hogy indukálja szürkeállomány plaszticitás és fokozza a kognitív funkciókat az idősebb felnőttek.

állatkísérletek azt sugallták, hogy a testmozgás és az érzékszervi dúsítás kombinációja a legerősebb hatással van az új neuronok keletkezésére—elsősorban a hippokampuszban—, és hogy csak ez a kombináció biztosítja az újszülött sejtek tartós túlélését (Kempermann et al., 1997; van Praag et al., 2005). Kattenstroth et al. (2013) azt javasolta, hogy “a tánctevékenységeket az emberek gazdagított környezeti feltételeinek egyenértékűnek kell tekinteni, mivel fokozott érzékszervi, motoros és kognitív igényeket biztosítanak az egyén számára.”E biztató kijelentés ellenére a táncképzés agyi struktúrára vagy működésre gyakorolt hatásait vizsgáló tanulmányok szűkösek. 6 hónapos táncos beavatkozás után, Kattenstroth et al. (2010) a résztvevő idősek kognitív, tapintási és motoros teljesítményének jelentős javulásáról számoltak be. Egy 469, 75 évnél idősebb, 5,1 éves medián követési időszak alatt végzett prospektív vizsgálat eredményei azt mutatták, hogy a tánc a demencia jelentősen csökkent kockázatával jár (Verghese et al., 2003). Azonban, H ons et al. (2011) számos agyi régióban csökkent volumenről számoltak be, beleértve az elülső hippocampus képződést és a parieto-insularis vestibularis cortex részeit profi táncosoknál és slacklinereknél, mint a nem szakembereknél. Ez a megállapítás azt jelezheti, hogy ugyanazon motoros készségek intenzív és ismétlődő képzése a specializáció összefüggésében egyes agyi régiók csökkent mennyiségéhez vezet. Ebben a tanulmányban ezért egy speciális táncképzési programot tervezünk, amely folyamatosan megkövetelte a résztvevőktől, hogy új mozgásmintákat tanuljanak meg (M., 2016). A beavatkozás konkrét előnyeinek felmérése érdekében összehasonlítottuk újonnan megtervezett táncprogramunkat egy aktív, nem pedig passzív kontrollcsoporttal, amely részt vett egy hagyományos egészségügyi sport fitnesz programban, amelyben a résztvevők jellemzően ismétlődő fizikai gyakorlatokat végeztek, például kerékpároztak egy ergométeren. Továbbá, mivel érdeklődtünk a beavatkozások időbeli dinamikája iránt, 6 és 18 hónapos edzés után értékeltük az agy szerkezetére és működésére gyakorolt hatásokat. Ennek során arra törekedtünk, hogy felmérjük, hasznos-e a beavatkozások kiterjesztése, mert egyes agyi régiók több képzést igényelhetnek, mint mások, vagy van-e olyan határ, amely után a több edzés káros lesz. Végül a neuroplaszticitás alapjául szolgáló potenciális mechanizmus keresése során megmértük a BDNF szintjét a perifériás vérben. Számos tanulmány szerint a BDNF elősegíti az új neuronok és szinapszisok differenciálódását (Huang and Reichardt, 2001; Lessmann and Brigadski, 2009; Park and Poo, 2013; Edelmann et al., 2014). A BDNF-et ezért javasolták a felnőttkori neuroplaszticitás mediátorának (FL)., 2010).

anyagok és módszerek

résztvevők és kísérleti tervezés

a vizsgálatot 18 hónapos kontrollált beavatkozásként tervezték. A tanulmányt a magdeburgi Otto-von-Guericke egyetem etikai bizottsága hagyta jóvá, és minden tantárgy írásbeli tájékoztatót írt alá, és nem kaptak fizetést a részvételükért. A tanulmányhoz hatvankét egészséges idős embert (63-80 év) vettek fel a helyi újságokban tett bejelentések révén. A kizárási kritériumok a következők voltak: klausztrofóbia, fülzúgás, fém implantátumok, tetoválás, diabetes mellitus, depresszió (Beck-depressziók jegyzéke, BDI-II > 13), kognitív deficit (Mini-mentális állapot vizsgálat, MMSE < 27), neurológiai betegségek és rendszeres testmozgás (heti 1 óra). E kritériumok alapján 10 alanyot zártak ki. A maradék 52 a résztvevőket ezután véletlenszerűen a tánc vagy a sportcsoportba osztották be a weboldal használatával www.randomization.com és az életkor, az MMSE státusz és a fizikai alkalmasság ellenőrzése. Az értékeléseket a vizsgálat megkezdésekor, 6 és 18 hónapos képzés után végezték el (1.ábra). Huszonkét résztvevő végezte el a teljes beavatkozást és az összes mérést. Az 1. táblázat részletes demográfiai adatokat szolgáltat e résztvevők számára. A demográfiai adatok tekintetében nem találtak csoportbeli különbségeket.

1. ábra
www.frontiersin.org

1. ábra. A résztvevők toborzásának folyamatábrája.

1. táblázat
www.frontiersin.org

1. táblázat. Demográfiai információk a résztvevőkről az alapvonalon.

beavatkozások

a beavatkozásokat két periódusra osztottuk. Az első időszakban az alanyok hetente kétszer edzettek 90 perces foglalkozásokon 6 hónapig. Gyakorlati okokból (a résztvevők és oktatók rendelkezésre állása) a második 12 hónapos intervenciós időszak heti egyszeri csökkentett képzési gyakoriságot tartalmazott. Mindkét beavatkozási programot Csoportos kontextusban, zenével hajtották végre a pszichoszociális interakciók ellenőrzésére. A feltételes terhelést a pulzusértékek rögzítésével vizsgáltuk az edzések során, valamint az egyéni edzés pulzusának kiszámításával Karvonen et al. (1957) 0,6-os tényezővel a kiterjedt állóképességi edzéshez. Ezért a két képzési program intenzitás, időtartam és gyakoriság szempontjából összehasonlítható volt. Mindkettőt tapasztalt oktatók felügyelték.

Tánccsoport

a tánccsoport résztvevői egy újonnan tervezett képzési programon vettek részt, amelyben folyamatosan felkérték őket, hogy tanuljanak új mozgási szekvenciákat. Ezek a koreográfiák megkövetelték a különböző testrészek (lábak, karok, törzs) koordinálását a térben különböző feszültségi körülmények között (fizikai megterhelés, pontosság, helyzet és időnyomás). Az alanyoknak fejből kellett megtanulniuk a koreográfiákat, ezáltal magas követelményeket támasztva a memóriával szemben is. A program öt különböző műfajból állt (line dance, jazz dance, rock “n” roll és square dance), amelyeket minden negyedik ülés után váltottak. A beavatkozás során a koordinációs igényeket és az időnyomást növelték bonyolultabb táncmozdulatok és koreográfiák bevezetésével, valamint a zene percenkénti ütemének növelésével.

Sport Group

a Sportcsoport résztvevői hagyományos erő-állóképességi edzésprogramot végeztek, elsősorban ismétlődő gyakorlatokkal és alacsony igényekkel az egész test koordinációja és memóriája szempontjából. Minden ülés 20 perces egységnyi állóképességet, erő-állóképességet és rugalmassági edzést tartalmazott. Az állóképességi edzést ciklus ergométereken végezték. Az erő-állóképesség egységben váltakozó mozgásokat (például bicepsz fürtöket, guggolásokat, felüléseket) hajtottak végre, de a koordinációs igények alacsony szinten tartása érdekében elkerülték az összetett egész testmozgásokat. A rugalmassági egység elsősorban nyújtó gyakorlatokból állt.

eredmények

cardiovascularis Fitness

a cardiovascularis fitness-t a fizikai munkaképesség 130 teszttel (PWC 130) értékelték. A PWC 130 az a teljesítmény (wattban mérve), amelyet az alany 130 bpm pulzusszám alatt képes elérni egy ciklusergométeren. A számításokhoz nyugalmi pulzusszámot és relatív fizikai kapacitást használtunk .

neuropszichológiai vizsgálat

az alanyokon kiterjedt neuropszichológiai vizsgálatokat végeztek. A jelenlegi tanulmány céljaira csak a verbális rövid – és hosszú távú memória teszt, a “VLMT” (a “Rey auditív verbális tanulási teszt” adaptált német változata; Helmstaedter and Durwen, 1990) és a figyelem teszt akkumulátor (test of Attentional Performance (TAP); Zimmermann and Fimm, 2002) eredményeit jelentik.

BDNF

a neuropszichológiai vizsgálatok reggelén éhgyomri vérmintákat vettek. A vérmintákból a BDNF plazmakoncentrációját a sandwich ELISAs (BDNF DuoSets; R&D Systems, Wiesbaden, Németország) a korábban leírtak szerint (Schega et al., 2016).

MRI

MR képeket egy 3 Tesla Siemens MAGNETOM Verio-n (Syngo MR B17) szereztünk egy 32 csatornás fejtekercs segítségével. A nagy felbontású T1-súlyozott mprage szekvenciákat 3D mágnesezéssel készített gyors gradiens echo képalkotó protokoll segítségével szereztük be (224 sagittális szelet, voxel méret: 0,8 0,8 0,8 mm3, TR: 2500 ms, TE: 3,47 ms, TI: 1100 ms, flip szög: 7++). Az MR képeket voxel-alapú morfometria (VBM) alkalmazásával elemeztük, amelyet az SPM 12-ben hajtottak végre (Welcome Department of Cognitive Neurology, London, Egyesült Királyság). A VBM egy teljes agyi elfogulatlan módszer a regionális szürkeállomány térfogatának és szöveti változásainak elemzésére (Ashburner and Friston, 2000).

az előfeldolgozás magában foglalta a szürkeállomány szegmentálását, a sablon létrehozását DARTEL segítségével, a térbeli normalizálást a standardizált Montreali Neurológiai Intézet (MNI) térig, valamint a simítást egy 8 mm-es teljes szélességű Gauss-kernellel a maximum felénél (FWHM).

a csoportok közötti szürkeállomány-változások különbségének elemzéséhez teljes faktoriális kialakítást alkalmaztak a faktorcsoporttal (Tánc, sport) és az idővel (0, 6 és 18 hónap). Jelentős csoportos időinterakciók esetén post hoc T-tesztek egymást követő időpontpárok között (0 VS. 6; 0 vs. 18; 6 vs. 18 hónap) külön-külön számították ki az egyes csoportokra. A p < 0,001 (korrigálatlan) küszöbértéket alkalmaztuk minden elemzéshez.

eredmények

Az eredmények bemutatása a következőképpen épül fel. Először egy általános beavatkozási hatást (faktoridőt) kerestünk, majd a két beavatkozás differenciális hatásait kerestük (interakciós csoport! idő); végül a temporális dinamika részletesebb elemzését post hoc páros összehasonlításokkal végeztük.

cardiovascularis Fitness

cardiovascularis fitness a PwC 130-mal mérve (2.táblázat, relatív fizikai kapacitás) a vizsgálat megkezdésekor nem volt különbség a csoportok között. Ezenkívül a PWC 130 pontszám egyik beavatkozás ideje alatt sem nőtt jelentősen.

2. táblázat
www.frontiersin.org

2. táblázat. Eszközök és (SD) a fitneszre, a kognitív működésre, a BDNF plazmaszintekre és a teljes szürkeállomány-mennyiségre az edzéscsoportokon belül a beavatkozás során.

neuropszichológiai tesztek

az idő jelentős fő hatását figyelték meg a verbális rövid távú memóriára (VLMT korai visszahívás; F(2,19) = 6,438, p = 0,004, 6,253), a verbális hosszú távú szabad visszahívásra (VLMT késői visszahívás; F(2,19) = 3,387, p = 0,049, 2,244), a verbális hosszú távú szabad visszahívásra (VLMT késői visszahívás;-term felismerés(vlmt felismerés; F (2,19) = 5,352, p = 0,009, 62 = 0,220) és FIGYELEMREAKCIÓS idő(alteszt rugalmasság; 2,19 = 19,156, p < 0,001, 2,489). Nem alakult ki jelentős időszámítási csoport interakció.

a Post hoc páros összehasonlítások szignifikáns javulást mutattak a kiindulási értékhez képest 18 hónapra, illetve 6 hónapról 18 hónapra mindhárom VLMT alkategóriában mindkét csoportban. A TAP reakcióidőket tekintve mindkét csoportban jelentős javulás volt tapasztalható a kiindulási érték és a 18 hónapos adatok összehasonlításában.

BDNF

a BDNF Plazmaszintjeit vérmintákban elemezték az edzés megkezdése előtt, valamint 6 hónappal és 18 hónappal az edzés kezdete után. Az abszolút BDNF plazmaszinteket a 2. táblázat foglalja össze. A BDNF szint intraindividuális változásai a tánccsoport jelentős növekedését tárták fel, míg az intraindividuális BDNF szint állandó maradt 6 hónapos edzés után a sportcsoportban. A BDNF-ben 18 hónap elteltével egyetlen csoportban sem történt további változás (2.ábra).

2. ábra
www.frontiersin.org

2. ábra. A BDNF plazmaszintjének intraindividuális változásai a beavatkozás után. A BDNF plazmaszinteket a táncképzési programot vagy sportképzési programot végző résztvevők vérmintáiban elemezték az edzés megkezdése előtt, 6 hónapos edzés után és 18 hónapos edzés után. A BDNF-szintek relatív növekedését számszerűsítették. A BDNF szintek jelentősen emelkedtek a tánccsoportban 6 hónapos edzés után (Mann-Whitney U-teszt, p < 0,004), és 18 hónapos táncképzés után majdnem a kezelés előtti értékre csökkent. A sportcsoportban a teljes idő alatt nem történt változás (Friedman-teszt, p = 0,319), míg a tánccsoportban a teljes idő során jelentős változást figyeltek meg (Friedman-teszt, p = 0,028). Dobozdiagramok: minimális, 25. percentilis, medián, 75.percentilis. * p 0.05.

MRI

a bal precentralis gyrusban és a jobb parahippocampusban szignifikáns csoportnyi időinterakciót figyeltek meg. A Post hoc T-tesztek a kiindulási és a 6 hónapos adatok között a szürkeállomány térfogatának jelentős növekedését mutatták csak a táncosok bal precentralis gyrusában. A kiindulási és a 18 hónapos adatok összehasonlításakor a precentralis gyrus mellett a táncosok szignifikáns szürkeállomány-növekedést mutattak a jobb parahippocampalis gyrusban, ami szintén az egyetlen jelentős változás a 6-18 hónapos intervallumban. Így a precentralis gyrus térfogatnövekedése 6 hónap után jelentkezett, és stabil maradt a fennmaradó táncképzési intervallum alatt, míg a parahippocampalis gyrus változása csak a későbbi edzésintervallumban következett be (3.ábra).

3. ábra
www.frontiersin.org

3. ábra. Idő csoportos interakció elemzése, a tánc nagyobb volumenváltozásainak tesztelése a sportcsoporthoz képest. A szürkeállomány jelentős növekedését észlelték a precentralis gyrusban (Montreali Neurológiai Intézet (MNI)-koordináták: x = -16; y = -18; z = 77) és a parahippocampalis gyrus gyrusban (MNI-koordináták: x = 34; y = -26; z = -20). A dobozdiagramok a szürkeállomány relatív változásait mutatják a csúcs voxelben. * p 0.05.

beszélgetés

ebben a tanulmányban összehasonlítottuk a táncprogramban vagy a hagyományos fizikai fitnesz sportprogramban való részvétel hatásait az egészséges idősek agyműködésére és térfogatára. A táncprogram egy újonnan megtervezett beavatkozás volt, amely folyamatosan új tánckoreográfiákat tanult. A hagyományos sportprogram elsősorban az ismétlődő motoros gyakorlatokra összpontosított. Fő megállapításként megfigyeltük, hogy 6 hónapos edzés után a táncosok bal precentrális gyrusában a kötetek jobban növekedtek, mint a sportcsoportban. További 12 hónapos edzés után további térfogatnövekedést figyeltek meg a táncosok jobb parahippocampalis gyrusában. A BDNF-szintek a táncképzés első 6 hónapjában emelkedtek, és 18 hónap után visszatértek a kezelés előtti értékekre. A hagyományos sportcsoportban a BDNF hasonló növekedése nem volt nyilvánvaló. Mivel a kardiovaszkuláris fitnesz szintje a beavatkozások során mindkét csoportban állandó maradt, a megfigyelt hatások nem tulajdoníthatók a fizikai erőnlét javulásának, hanem úgy tűnt, hogy kapcsolódnak a táncprogram sajátosságaihoz. Ezek a jellemzők magukban foglalták az új koreográfiák (azaz a memória) folyamatos megtanulásának követelményét, a multiszenzoros információk integrálását, az egész test koordinálását és az űrben való navigációt.

agyi változások

a precentral gyrus elengedhetetlen az önkéntes motoros funkciók ellenőrzéséhez. A szürkeállomány térfogatának növekedése a precentralis gyrusban a tánccsoportban ezért a táncosok által előadott összetett és folyamatosan változó mozgásmintákon alapulhatott. Ezek a mozgások megkövetelték a test több részének egyidejű koordinációját különböző irányokban, és a zene különböző ritmusaihoz való alkalmazkodást (policentrikus és poliritmikus). Reflektálva ezekre az összetett koordinációs követelményekre, Brown et al. (2006) a putamen, az elsődleges motoros kéreg és a kiegészítő motoros terület (SMA) tánc által kiváltott aktivációiról számoltak be, amint azt a PET is mutatja. Más tanulmányok összefüggést mutattak a koordinációs igények (pl. egyensúlyozás, zsonglőrködés) és a neuroplaszticitás között a precentralis régióban (Boyke et al., 2008; Taubert et al., 2010). Ennélfogva, a tánccal kapcsolatos volumennövekedés ezen a területen összhangban volt az irodalomon alapuló elvárásokkal.

a parahippocampalis gyrus a limbikus rendszer külső ívének része, és fontos szerepet játszik a munkamemóriában és az epizodikus memória visszakeresésében (Pantel et al., 2003). Bliss és Lomo (1973) szerint a parahippocampalis gyrus képezi a kapcsolódási pontot a memória és a jelen tapasztalati tudata között, mivel a perforáns traktus összekapcsolja mind a frontális lebenynek a munkamemóriához kapcsolódó régióival, mind a hippocampusszal, amely az epizodikus memória kódolásának és a térbeli navigációnak a központi struktúrája. Számos VBM-tanulmány számolt be az életkorral összefüggő térfogatvesztésről a parahippocampális régiókban (Tisserand et al., 2002). Továbbá, Ech 6varri et al. (2011) azt sugallták, hogy a parahippocampalis atrófia az AD korai biomarkere. Az a megfigyelés, hogy egy táncprogramban hosszabb ideig való részvétel neuroplasztikus folyamatokat indukálhat ebben a döntő memória régióban, ezért különösen biztató a megelőzési stratégiák kidolgozása szempontjából.

a szürkeállomány agyi plaszticitásának időbeli dinamikája

a megfigyelt térfogat növekedése a különböző időpontokban kialakult két agyi régióban. A tánc a motorterületek térfogatának növekedéséhez vezetett 6 hónap után (lásd még Rehfeld et al., 2016), amely a következő 12 hónapban stabil maradt. A tánchoz kapcsolódó térfogatnövekedés a parahippocampalis gyrusban később jelentkezett, és csak a 18 hónapos adatokban volt megfigyelhető. A két agyrégió evolúciójának eltérő időbeli dinamikája összefüggésben lehet a mögöttes sejtmechanizmusok különbségeivel. Állatkísérletek azt sugallják, hogy az angiogenezis és az új dendritek kialakulása (Thomas et al., 2012) gyorsan fordulnak elő, míg a neuropil változásai sokkal lassabban fordulnak elő (Black et al., 1990). Emberben a szürkeállomány térfogatának gyors növekedését figyelték meg a prefrontális régiókban csak 2 hetes motoros tanulás után fiatalabb felnőtteknél (Taubert et al., 2010). A hippokampusz neuroplaszticitásának kiváltása érdekében hosszabb edzési időszakokat javasoltak (Erickson et al., 2012; Niemann et al., 2014).

érdekes, hogy a fent említett volumennövekedések vizsgálatunkból ellentétesek a H. (2010), amely feltárta, hogy a hivatásos balett-táncosok csökkent szürkeállomány volumene a bal premotoros kéregben, az SMA-ban, a Putamenben és a felső frontális gyrusban, valamint H 6fner et al. (2011), amely számos agyi régióban csökkent volumenről számol be, beleértve a profi táncosok és a slacklinerek elülső hippokampuszképződését a nem szakemberekhez képest. Ezek a tanulmányok azonban keresztmetszeti megfigyelési tanulmányok voltak, amelyek összehasonlították a profi táncosok agyát a nem szakemberekével. Ezen kívül tánccsoportunk régi idős kezdőkből állt. Kimutatták, hogy egy új készség elsajátítása először további idegi erőforrások toborzásához vezet. Később, amikor a készség automatikusabbá válik, kevesebb idegi erőforrásra van szükség, ami a hosszú távú tapasztalattal rendelkezőknél a hangerő csökkenéséhez vezethet. Ezen kezdeti feltételek (kezdők, idősebb felnőttek) és a speciális tervezésű táncképzési programunk alapján, amely a mozgásminták folyamatosan új tanulását igényelte, lehetséges, hogy a specializáció által kiváltott volumen csökken, amint azt H Enterprises et al. (2010) nem tartják be.

általában úgy gondolják, hogy a motoros edzés kezdetben indukálja az agy térfogatának növekedését. A hosszan tartó edzés azonban automatizáláshoz vezet, amelynek ellentétes hatása lehet a kérgi térfogatra, mivel a motoros készségek teljes kiépítése után kevesebb kérgi szabályozásra van szükség (Taube, 2008). Táncképzési programunkat ezért kifejezetten az ilyen automatizálás elkerülésére terveztük, ami megmagyarázhatja, hogy legalább 18 hónapon belül miért nem figyeltek meg kérgi térfogatcsökkenést tanulmányunkban.

a kognitív funkciók nemlineáris fejlődést is mutattak, amelynek során a verbális memória csak a második képzési időszak alatt nőtt. Ami a figyelem teljesítményét illeti, mindkét csoportban mindössze 6 hónap elteltével jelentős javulás volt megfigyelhető (Rehfeld et al., 2016). Ezek az eredmények alátámasztják a fizikai beavatkozások neuropszichológiai tesztekre gyakorolt jótékony hatásáról szóló korábbi jelentéseket (Bamadis et al., 2014). A kognitív képesség adataiban azonban az agyi adatokkal ellentétben nem merültek fel Csoportos különbségek. Mások a kombinált kognitív és fizikai edzés jobb hatásairól számoltak be, szemben az egyszeri beavatkozásokkal (Oswald et al., 2006). Tovább bővítjük beavatkozásainkat annak tesztelésére, hogy a megismerés csoportbeli különbségei még később is megjelenhetnek-e időpontok.

a szürkeállomány plaszticitásának sejtes és molekuláris mechanizmusai

bár a VBM egy képalkotó modalitás, amely feltárja az agy térfogatváltozásait, ez a technika nem teszi lehetővé az okozati következtetéseket a mögöttes neurofiziológiai folyamatokra vonatkozóan. A neurogenezis, a szinaptogenezis és az angiogenezis csak néhány azok közül a mechanizmusok közül, amelyekről feltételezhető, hogy az agyi térfogatváltozások alapját képezik (Zatorre et al., 2012). A kardiovaszkuláris fitnesz agyra gyakorolt hatásainak közvetítőjeként olyan növekedési faktorokat vizsgálnak, mint a BDNF, az inzulinszerű növekedési faktor (IGF) és az idegnövekedési faktor (NGF) (Kirk-Sanchez and McGough, 2014). Tanulmányunkban azonban a korábbiakkal ellentétben (Erickson et al., 2011; Maass et al., 2015), nem volt különbség a kardiovaszkuláris fitneszben a csoportok között, és a fitnesz szintje nem változott a beavatkozások során. Ez utóbbi megfigyelés valószínűleg az egyéni szívfrekvencia ellenőrzéséhez kapcsolódott, amelyet az aerob zónában kívántunk fenntartani. Azonban a BDNF változásokat a fizikai aktivitással, a szociális interakcióval és a pozitív stresszel is összefüggésbe hozták (Mattson, 2008), és nem minden vizsgálatban figyeltek meg BDNF növekedést a kardiovaszkuláris edzés után (Vital et al., 2014). Végül az állatkísérletek azt sugallják, hogy a koordináció, de nem az állóképességi edzés indukálja a szinaptogenezist és a glia változásokat (Black et al., 1990). Együtt, a megnevezett további tényezők, amelyek a BDNF szekrécióját vezérlik, fontosabbak lehetnek a tánc során, mint a fitnesz tevékenységek során, így megmagyarázva, hogy miért csak a táncosok mutattak BDNF növekedést az első 6 hónapban. Az a megfigyelés, hogy a BDNF-szintek a következő 12 hónapban visszatértek a kiindulási szintre, miközben a parahippocampalis gyrusban egyidejűleg megfigyelték a térfogatnövekedést, azt jelzi, hogy a felnőtt agy plaszticitásában más tényezőknek is részt kell venniük, mint a perifériás vér BDNF-szintjei.

A gyakorolt indukált plaszticitás neurobiológiai mechanizmusaival kapcsolatban az agyi tartalék fogalma is (Satz et al.( 2011) figyelembe kell venni. Az agyi tartalék fogalma leírja a megnövekedett kiindulási adaptív neuroplaszticitás egyéni különbségeit, amelyek nagyobb dinamikus kapacitást biztosítanak a kortikális áramkörök különböző stresszorokhoz történő átalakításához (Barulli and Stern, 2013; Freret et al., 2015).

perspektívák

tanulmányunk eredményei azt sugallják, hogy a hosszú távú táncolási beavatkozás felülmúlhatja az ismétlődő testmozgást az öregedő emberi agy neuroplaszticitásának kiváltásában. Feltételezzük, hogy ez az előny a tánc multimodális természetével függ össze, amely egyesíti a fizikai, kognitív és koordinációs kihívásokat. Tudomásunk szerint ez az első longitudinális, randomizált tanulmány, amely táncprogramokat javasol az idősek szürkeállományának és kognitív hanyatlásának megelőzésére. További kutatásokra van szükség annak érdekében, hogy részletesebben tisztázzuk a tánc által kiváltott neuroplaszticitás időbeli dinamikáját és mögöttes neurobiológiai mechanizmusait, valamint azt, hogy ez a beavatkozás valóban képes-e csökkenteni a neurodegeneratív betegségek, például az Alzheimer-kór kockázatát.

szerzői hozzájárulások

PM tervezte és végezte a kutatást, elemezte az adatokat, írta a cikket. KR tervezte és végezte a kutatást. MS elemezte az adatokat. Az AH és a VL tervezte a kutatást. MD: adatgyűjtés, cikk felülvizsgálata. TB és JK tervezte a kutatást, elemezte az adatokat. Az NGM tervezte a kutatást, írta a cikket.

összeférhetetlenségi nyilatkozat

a szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségnek tekinthetők.

Ashburner, J. és Friston, K. J. (2000). Voxel alapú morfometria-a módszerek. Neuroimage 11, 805-821. doi: 10.1006 / nimg.2000.0582

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Bamadis, PD, Vivas, A. B., Styliadis, C., Frantzidis, M., Klados, M., Schlee, W., et al. (2014). Az öregedés fizikai és kognitív beavatkozásainak áttekintése. Neurosci. Biobehav. Rev. 44, 206-220. doi: 10.1016 / j. neubiorev.2014.03.019

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Barulli, D., and Stern, Y. (2013). Hatékonyság, kapacitás, kompenzáció, karbantartás, plaszticitás: feltörekvő fogalmak a kognitív tartalékban. Trendek Cogn. Sci. 17, 502–509. doi: 10.1016 / j. Tic.2013.08.012

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Fekete, J. E., Isaacs, K. R., Anderson, B. J., Alcantara, A. A., és Greenough, W. T. (1990). A tanulás szinaptogenezist, míg a motoros aktivitás angiogenezist okoz felnőtt patkányok cerebelláris kéregében. Proc. NAT. Acad. Sci. U S A 87, 5568-5572. doi: 10.1073/pnas.87.14.5568

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Bliss, T. V., and Lomo, T. (1973). A szinaptikus transzmisszió tartós potencírozása az aneasthetizált nyúl fogazatában a perforáns út stimulálását követően. J. Physiol. 232, 331–356. doi: 10.1113/jphysiol.1973.sp010273

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

Boyke, J., Driemeyer, J., Gaser, C., B Enterprises, C., and May, A. (2008). A képzés által kiváltott agyi szerkezet változásai az időseknél. J. Neurosci. 28, 7031–7035. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.0742-08.2008

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Brown, S., Martinez, M., and Parsons, M. (2006). Az emberi tánc neuronális alapja. Cereb. Cortex 16, 1157-1167. doi: 10.1093 / cercor / bhj057

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Colcombe, S. J., Erickson, K. I., Scalf, P. E., Kim, J. S., Prakash, R., McAuley, E., et al. (2006). Az aerob testmozgás növeli az agy térfogatát az öregedő emberekben. J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci. 61, 1166–1170. doi: 10.1093/gerona / 61.11.1166

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

Ech 6varri, C., Aalten, P., Uyling, H. B. M., Jacobs, H. I. L., Visser, P. J., Gronenschild, M., et al. (2011). Atrófia a parahippocampalis gyrusban, mint az Alzheimer-kór korai biomarkere. Brain Struct. Funct. 215, 265–271. doi: 10.1007 / s00429-010-0283-8

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Edelmann, E., Lessmann, V., and Brigadski, T. (2014). Pre-és posztszinaptikus fordulatok a BDNF szekrécióban és a szinaptikus plaszticitásban. Neurofarmakológia 76, 610-627. doi: 10.1016 / j. neuropharm.2013.05.043

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Erickson, K. I., Voss, M. W., Prakash, R. S., Basak, C., Szabó, A., Chaddock, L., et al. (2011). Az edzés növeli a hippocampus méretét és javítja a memóriát. Proc. NAT. Acad. Sci. U. S. A. 108, 3017-3022. doi: 10.1073/pnas.1015950108

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Erickson, K. I., Weinstein, A. M., and Lopez, O. L. (2012). Fizikai aktivitás, agyi plaszticitás és Alzheimer-kór. Arch. Med. Res. 43, 615-621. doi: 10.1016 / j. arcmed.2012.09.008

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

FL Xhamsterrel, A., Ruscheweyh, R., KR Xhamsterrel, K., Willemer, C., Winter, B., V Xhamlker, K., et al. (2010). Fizikai aktivitás és memóriafunkciók: a neurotrofinok és az agyi szürkeállomány mennyisége a hiányzó láncszem? Neuroimage 49, 2756-2763. doi: 10.1016 / j. neuroimage.2009.10.043

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Scholar

Freret, T., Gaudreau, P., Schumann-Bard, P., Billard, J. M. és Popa-Wagner, A. (2015). Az agyi tartalék neuroprotektív hatásának alapjául szolgáló mechanizmusok a késői élet depressziója ellen. J. Neurális. Transm. (Bécs) 122, S55-S61. doi: 10.1007 / s00702-013-1154-2

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Gregory, S. M., Parker, B., and Thompson, P. D. (2012). Fizikai aktivitás, kognitív funkció és agyi egészség: mi a szerepe a testmozgásnak a demencia megelőzésében? Agy Sci. 2, 684–708. doi: 10.3390 / brainsci2040684

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Scholar

h Onnggi, J., Koeneke, S., Bezzola, L. és J. (2010). Strukturális neuroplaszticitás a professzionális női balett-táncosok szenzomotoros hálózatában. Hum. Brain Mapp. 31, 1196–1206. doi: 10.1002 / hbm.20928

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Helmstaedter, C., and Durwen, H. F. (1990). A verbális tanulás és megtartás teszt. Hasznos és differenciált eszköz a verbális memória teljesítményének értékelésében. Schweiz. Arch. Neurol. Pszichiáter. (1985) 141, 21–30.

PubMed Abstract / Google Scholar

Huang, E. J., and Reichardt, L. F. (2001). Neurotrofinok: szerepe az idegsejtek fejlődésében és működésében. Annu. Neurosci Tiszteletes. 24, 677–736. doi: 10.1146 / annurev.neuro.24.1.677

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Scholar

h Enterprises, K., Binetti, C., Hamilton, D. A., Stephan, T., Flanagin, V. L., Linn, J., et al. (2011). A hippokampusz kialakulásának szerkezeti és funkcionális plaszticitása profi táncosoknál és slacklinereknél. Hippokampusz 21, 855-865. doi: 10.1002 / SZTNH.20801

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Karvonen, M. J., Kentala, E., and Mustala, O. (1957). Az edzés hatása a pulzusra: longitudinális vizsgálat. Ann. Med. Felh. Biol. Fenn. 35, 307–315.

PubMed absztrakt / Google Tudós

Kattenstroth, J. C., Kalisch, T., Holt, S., Tegethoff, M., and Dinse, H. R. (2013). Hat hónapos tánc beavatkozás javítja a poszturális, szenzomotoros és kognitív teljesítményt az időseknél anélkül, hogy befolyásolná a kardio-légzési funkciókat. Elöl. Öregedő Idegtudomány. 5:5. doi: 10.3389/fnagi.2013.00005

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Kattenstroth, J. C., Kolankowska, I., Kalisch, T., és Dinse, H. R. (2010). Kiváló érzékszervi, motoros és kognitív teljesítmény idős egyéneknél, több éves tánctevékenységgel. Elöl. Öregedő Idegtudomány. 2:31. doi: 10.3389/fnagi.2010.00031

PubMed absztrakt | CrossRef teljes szöveg/Google Tudós

Kempermann, G., Kuhn, H. G., and Gage, F. H. (1997). Több hippokampusz Neuron felnőtt egerekben, akik dúsított környezetben élnek. Természet. 386, 493–495. doi: 10.1038/386493a0

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Kirk-Sanchez, N. J., and McGough, E. L. (2014). Testmozgás és kognitív teljesítmény az időseknél: jelenlegi perspektívák. Clint. Interv. Öregedés 9, 51-62. doi: 10.2147 / CIA.S39506

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Lessmann, V., and Brigadski, T. (2009). A szinaptikus BDNF szekréció mechanizmusai, helyei és kinetikája: frissítés. Neurosci. Res. 65, 11-22. doi: 10.1016 / j. neures.2009.06.004

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

Maass, A., D., D., Görke, M., Becke, A., Sobieray, U., Neumann, K., et al. (2015). Relationship between peripheral IGF-1, VEGF and BDNF levels and exercise-related changes in memory, hippocampal perfusion and volumes in older adults. Neuroimage 131, 142–154. doi: 10.1016/j.neuroimage.2015.10.084

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Mattson, M. P. (2008). Glutamate and neurotrophic factors in neuronal plasticity and disease. Ann. N Y Acad. Sci. 1144, 97–112. doi: 10.1196/annals.1418.005

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Müller, P., Rehfeld, K., Lüders, A., Schmicker, M., H Enterprises, A., Kaufmann, J., et al. (2016). A tánc és az egészségügyi sportképzés hatása az egészséges idősek szürke agyára. Sportwiss. 46, 213-222. doi: 10.1007 / s12662-016-0411-6

CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Niemann, C., Godde, B., and Voelcker-Rehage, C. (2014). Nemcsak a kardiovaszkuláris, hanem az összehangolt testmozgás is növeli a hippokampusz térfogatát az idősebb felnőtteknél. Elöl. Öregedő Idegtudomány. 6:170. doi: 10.3389/fnagi.2014.00170

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Oswald, W. D., Gunzelmann, T., Rupprecht, R. és Hagen, B. (2006). Az egyedülálló versus kombinált kognitív és fizikai edzés differenciális hatásai idősebb felnőttekkel: a SimA tanulmány 5 éves perspektívában. Eur. J. Öregedés 3, 179-192. doi: 10.1007 / s10433-006-0035-z

CrossRef Full Text / Google Scholar

Pantel, J., Kratz, B., Essig, M., and Schr Enterprises, J. (2003). Parahippocampális térfogathiány az öregedéssel összefüggő kognitív hanyatlásban szenvedő alanyoknál. Az vagyok. J. Pszichiátria 160, 379-382. doi: 10.1176 / appi.ajp.160.2.379

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Park, H., és Poo, M. M. (2013). Neurotrofin a neurális áramkörök fejlődésének és működésének szabályozása. Nat. Neurosci Tiszteletes. 14, 7–23. doi: 10.1038 / nrn3379

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Rehfeld, K., H Onconkelmann, A., Kaufmann, J., and M (2016). “A tánc és a fitnesz edzés hatása az agy plaszticitására, egyensúlyi teljesítményére és figyelmére egészséges időseknél: új megközelítés az SPM 12-vel a páros longitudinális csoportok összehasonlításához” in Proceeding-International Conference of Sports and Neuroscience (Magdeburg), 127-138.

Satz, P., Cole, ma, Hardy, D. J., and Rassovsky, Y. (2011). Agy és kognitív tartalék: közvetítő (k)és konstrukciós érvényesség, kritika. J. Clin. Felh. Neuropszichol. 33, 121–130. doi: 10.1080/13803395.2010.493151

PubMed absztrakt | CrossRef teljes szöveg | Google Scholar

Schega, L., Peter, B., Brigadski, T., Le Xhammann, V., Isermann, B., Hamacher, D., et al. (2016). Az intermittáló normobarikus hipoxia hatása az aerob kapacitásra és a kognitív funkciókra az idősebb embereknél. J. Sz. Med. Sport 19, 941-945. doi: 10.1016 / j. jsams.2016.02.012

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Taube, W. (2008). Neurofiziológiai adaptációk az egyensúlyképzésre adott válaszként. Dtsch. Z. Sportmed. 63, 273–277. doi: 10.5960 / dzsm.2012.030

CrossRef Full Text/Google Scholar

Taubert, M., Draganski, B., Anwander, A., M!, M!, K., Horstmann, A., Villringer, A., et al. (2010). Az emberi agy szerkezetének dinamikus tulajdonságai: a kérgi területek és a kapcsolódó szálkapcsolatok tanulásával kapcsolatos változások. J. Neurosci. 30, 11670–11677. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.2567-10.2010

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Thomas, A. G., Dennis, A., Bandettini, P. A., és Johansen-Berg, H. (2012). Az aerob aktivitás hatása az agy szerkezetére. Elöl. Psychol. 3:86. doi: 10.3389 / fpsyg.2012.00086

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Tisserand, D. J., Pruessner, J. C., Sanz Arigita, E. J., Van Boxtel, M. P., Evans, AC, Jolles, J., et al. (2002). A regionális frontális kortikális térfogatok eltérő mértékben csökkennek az öregedésben: MRI vizsgálat a volumetrikus megközelítések és a voxel-alapú morfometria összehasonlítására. Neuroimage 17, 657-669. doi: 10.1016 / s1053-8119 (02) 91173-0

PubMed absztrakt | CrossRef teljes szöveg | Google Tudós

van Praag, H., Shubert, T., Zhao, C., and Gage, F. H. (2005). A testmozgás javítja a tanulást és a hippokampális neurogenezist idős egerekben. J. Neurosci. 25, 8680–8685. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1731-05. 2005

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Verghese, J., Lipton, R. B., Katz, M. J., Hall, C. B., Dervy, C. A., Kuslansky, G., et al. (2003). Szabadidős tevékenységek és a demencia kockázata az időseknél. N. Angol. J. Med. 348, 2508–2516. doi: 10.1056 / NEJMoa022252

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Scholar

Vital, T. M., Stein, A. M., De Melo Coelho, F. G., Arantes, F. J., Teodorov, E., Santos-Galdur Xhamz, R. F., et al. (2014). Testmozgás és érrendszeri endothel növekedési faktor (VEGF) időseknél: szisztematikus áttekintés. Arch. Gerontol. Geriatr. 59, 234–239. doi: 10.1016 / j. archger.2014.04.011

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Voelcker-Rehage, C., és Niemann, C. (2013). Az agy szerkezeti és funkcionális változásai a fizikai aktivitás különböző típusaihoz kapcsolódnak az egész életen át. Neurosci. Biobehav. Rev. 37, 2268-2295. doi: 10.1016 / j. neubiorev.2013.01.028

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Zatorre, R. J., Fields, R. D., és Johansen-Berg, H. (2012). Plaszticitás szürke-fehérben: neuroimaging változások az agy szerkezetében a tanulás során. Nat. Neurosci. 15, 528–536. doi: 10.1038 / nn.3045

PubMed absztrakt / CrossRef teljes szöveg / Google Tudós

Zimmermann, P., and Fimm, B. (2002). Tesztelem a figyelem teszteléséhez (TAP), 1.7 verzió, Kézi—1.rész. W Enterprselen: Psytest.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.