Untersuchung der Auswirkung von vermehrtem Aerobic-Training bei mäßig fitten Erwachsenen auf den psychischen Zustand und die kognitive Funktion

Regelmäßige körperliche Bewegung kann das Risiko für Fettleibigkeit, Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen senken, die Lebenserwartung erhöhen und die psychische Gesundheit und neurokognitive Funktion fördern. Querschnittsstudien zeigen, dass das kardiorespiratorische Fitnessniveau (VO2 max) mit einer verbesserten Gehirngesundheit, einschließlich einer verbesserten Stimmungslage und einer gesteigerten kognitiven Leistung, verbunden ist. Interventionsstudien stimmen mit diesen Querschnittsstudien überein, die meisten konzentrierten sich jedoch auf Bevölkerungsgruppen mit geringer Fitness. Nur wenige dieser Studien haben die Frage gestellt, ob eine Steigerung der körperlichen Aktivität bei mäßig fitten Menschen die Stimmung, Motivation und Kognition deutlich verbessern kann. Daher untersuchte die aktuelle Studie die Auswirkungen einer zunehmenden Aerobic-Übung bei mäßig fitten Personen auf den psychischen Zustand und die kognitive Leistungsfähigkeit. Wir haben nach dem Zufallsprinzip mäßig fitte, gesunde Erwachsene im Alter von 25–59 Jahren ausgewählt, die ein oder zwei Aerobic-Trainingseinheiten pro Woche absolvierten, um entweder ihr Trainingsprogramm aufrechtzuerhalten (n = 41) oder ihr Trainingsprogramm erhöhen (z. B. 4–7 Aerobic-Trainingseinheiten pro Woche);n = 39) für eine Dauer von 3 Monaten. Sowohl vor als auch nach dem Eingriff beurteilten wir die aerobe Kapazität mithilfe eines modifizierten kardiorespiratorischen Fitnesstests und die Funktion des Hippocampusüberverschiedene neuropsychologische Beurteilungen, einschließlich einer räumlichen Navigationsaufgabe und der mnemonischen Ähnlichkeitsaufgabe, sowie selbstberichtete Maßnahmen, einschließlich der Positive and Negative Affect Scale, Beck Anxiety Inventory, State-Trait Anxiety Inventory, Perceived Stress Scale, Rumination Scale, Essstörungsuntersuchung, Essen Einstellungstest, Körpereinstellungstest und Fragebogen zur Verhaltensregulierung bei körperlicher Betätigung. Im Einklang mit unseren anfänglichen Arbeitshypothesen stellten wir fest, dass zunehmende Bewegung die Maße negativer Auswirkungen, einschließlich Angst, Traurigkeit, Schuldgefühle und Feindseligkeit, deutlich verringerte und außerdem das Körperbild verbesserte. Darüber hinaus fanden wir heraus, dass die Gesamtzahl der Trainingseinheiten signifikant mit einer Verbesserung der räumlichen Navigationsfähigkeiten und des Körperbildes sowie einer Verringerung von Angstzuständen, allgemeinen negativen Auswirkungen, Furcht, Traurigkeit, Feindseligkeit, Grübeln und Essstörungen verbunden war. Darüber hinaus waren Steigerungen des Fitnessniveaus signifikant mit einer Verbesserung des episodischen Gedächtnisses und der Trainingsmotivation sowie einem Rückgang von Stress und Essstörungen verbunden. Unsere Ergebnisse gehören zu den ersten, die darauf hinweisen, dass bei mäßig fitten Erwachsenen mittleren Alters die weitere Steigerung des Trainingsniveaus im Rahmen eines bereits laufenden Fitnessprogramms mit zusätzlichen Vorteilen für die psychische und kognitive Gesundheit verbunden ist.

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Schlüsselwörter: körperliche Aktivität, kardiopulmonale Fitness, räumliches Lernen und Gedächtnis, episodisches Gedächtnis, Stimmung, affektiver Zustand, Körperbild

EINFÜHRUNG

Die Aufrechterhaltung eines regelmäßigen Trainingsprogramms ist ein wichtiges Gesundheitsverhalten, um das Gewicht zu kontrollieren, Muskeln und Knochen zu stärken, die Flexibilität zu erhöhen, das Risiko für Diabetes, Fettleibigkeit, Herzerkrankungen, Arthritis und Krebs zu verringern und die Lebenserwartung zu erhöhen (Penedo und Dahn, 2005; Wen et al., 2011). Darüber hinaus fördert Bewegung die psychische und neurologische Gesundheit, verbessert den affektiven Zustand und die kognitiven Funktionen und verzögert das Auftreten von Hirnatrophie und neurodegenerativen Störungen (Hillman et al., 2008; Hearing et al., 2016). Wichtig ist, dass Personen, die im Erwachsenenalter körperlich aktiver bleiben, ein geringeres Risiko für einen kognitiven Verfall, eine leichte kognitive Beeinträchtigung, Demenz oder die Alzheimer-Krankheit während des Alterungsprozesses haben (Yaffe et al., 2001; Abbott et al., 2004; van Gelder et al ., 2004; Weuve et al., 2004; Taaffe et al., 2008; Hamer und Chida, 2009; Geda et al., 2010; Kirk-Sanchez und McGough, 2014; Hörder et al., 2018). Dieser Effekt scheint einer Dosis-Wirkungs-Kurve zu folgen, wobei diejenigen Personen, die auf höchstem Niveau trainierten, den größten neuroprotektiven Effekt zeigten (Yaffe et al., 2001; van Gelder et al., 2004; Hamer und Chida, 2009; Erickson et al. , 2010). Allerdings weist der Bericht des Beratenden Ausschusses für Leitlinien für körperliche Aktivität aus dem Jahr 2018 darauf hin, dass „aufgrund widersprüchlicher Ergebnisse zwischen Bevölkerungsgruppen, kognitiven Ergebnissen und experimentellen Ansätzen nicht genügend Beweise vorliegen, um festzustellen, ob eine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen körperlicher Aktivität und Kognition besteht“, was darauf hindeutet dass dies ein wichtiger Forschungsbereich ist (Piercy et al., 2018). In der Humanliteratur wurden die deutlichsten Auswirkungen von akutem und chronischem Training auf die Stimmung und auf vom präfrontalen Kortex abhängige exekutive Funktionen wie Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis, kognitive Flexibilität und Hemmungskontrolle nachgewiesen (Chang et al., 2012; Basso und Suzuki, 2017; Loprinzi et al., 2021). Jüngste Erkenntnisse haben auch Hinweise auf übungsbedingte Verbesserungen der Hippocampus-abhängigen Funktion einschließlich des Hochinterferenzgedächtnisses gezeigt (Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017; Suwabe et al., 2017a; Bernstein und McNally, 2019) und Erkennungsgedächtnis (Whiteman et al., 2014).

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In Übereinstimmung mit diesen Erkenntnissen haben die primären Auswirkungen von Bewegung in der Nagetierliteratur signifikante Auswirkungen auf den Hippocampus gezeigt, einschließlich struktureller Veränderungen wie Neurogenese, Synaptogenese, Gliogenese und erhöhtem Volumenwachstum, die zu physiologischen Veränderungen führen, die zu niedrigeren Erregungsschwellen dafür führen System (Pereira et al., 2007; Voss et al., 2013, 2019). Darüber hinaus weisen querschnittliche Neuroimaging-Studien am Menschen darauf hin, dass die kardiorespiratorische Fitness (VO2 max) mit größeren Gehirnvolumina des Hippocampus (Erickson et al., 2009) und funktioneller Konnektivität im Standardmodusnetzwerk während der Ruhezustandsanalyse, insbesondere in bestimmten Bereichen, verbunden ist einschließlich des parahippocampalen Gyrus und des mittleren temporalen Gyri (Voss et al., 2010). Auf Verhaltensebene haben Querschnittsstudien am Menschen einen Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität und einer verbesserten Hippocampus-abhängigen Funktion festgestellt (Cox et al., 2016; Gaertner et al., 2018); Allerdings wurde mit einem interventionellen Ansatz wenig getan, um die Auswirkungen von Langzeittraining auf das Verhalten des Hippocampus zu untersuchen, einschließlich der Funktionen sowohl des hinteren (z. B. räumliches Lernen und Gedächtnis) als auch des vorderen Hippocampus (z. B. emotionales und motivierendes Verhalten). Die meisten Studien, die die Auswirkungen von Langzeittraining auf die Gehirngesundheit untersuchen, wurden entweder bei Kindern oder bei älteren Menschen mit geringer körperlicher Fitness durchgeführt. Nur wenige Studien haben die Auswirkungen von Bewegung auf den psychischen Zustand und die kognitive Gesundheit bei gesunden, mäßig fitten Erwachsenen untersucht (siehe jedoch Chen et al., 2019; Quinlan et al., 2021). Darüber hinaus konzentrieren sich viele Längsschnittstudien zur Untersuchung kognitiver Funktionen nicht immer auf die Steigerung der kardiorespiratorischen Fitness (VO2 max) (Smiley Oyen et al., 2008; Ruscheweyh et al., 2011). Wir haben diese Population ausgewählt, da wir davon ausgegangen sind, dass junge Erwachsene und Erwachsene im mittleren Alter körperlich in der Lage sein werden, mit Intensitäten zu trainieren, die den VO2max-Wert erhöhen, und dass Sport bei Personen, deren Gehirngesundheit und -plastizität immer noch auf einem erhöhten Niveau sind, weiterhin Vorteile für das Gehirn haben könnte; das heißt, vor dem Einsetzen des Alterns und der Neurodegeneration. Darüber hinaus stellten wir die Hypothese auf, dass diese Population mit einem bereits laufenden Fitnessprogramm besonders motiviert wäre, ihre wöchentliche körperliche Aktivität zu steigern und somit an der experimentellen Intervention festzuhalten. Um unsere Hypothesen zu klären, haben wir mit einer etablierten Trainingseinrichtung zusammengearbeitet, die persönliche Fahrradkurse anbot, um sicherzustellen, dass alle Teilnehmer ein quantifizierbares und identisches (sowohl hinsichtlich der Art als auch der Dauer) Aerobic-Trainingserlebnis absolvierten.

Wir haben gesunde Erwachsene im Alter von 25–59 Jahren, die derzeit ein oder zwei Aerobic-Trainingseinheiten pro Woche absolvierten, nach dem Zufallsprinzip dazu bestimmt, entweder ihr Trainingsprogramm beizubehalten (d. h. ein oder zwei Indoor-Cycling-Sitzungen pro Woche) oder ihr Trainingsprogramm zu erhöhen ( d. h. 4–7 Indoor-Cycling-Sitzungen pro Woche) für eine Dauer von 3 Monaten. Vor und nach dem Eingriff beurteilten wir die aerobe Kapazitätüberein modifizierter kardiorespiratorischer Fitnesstest, kognitive Funktionenübereine Reihe neurokognitiver Beurteilungen (z. B. Stroop-Aufgabe; Eriksen-Flanker-Aufgabe; N-Back-Aufgabe; räumliche Navigationsaufgabe; mnemonische Ähnlichkeitsaufgabe) und des psychologischen Zustandsübereine Reihe selbstberichteter Fragebögen. Wir konzentrierten uns auf den affektiven Zustand, die Trainingsmotivation, die Essgewohnheiten und das Körperbild, da diese psychologischen Prozesse mit adaptivem Gesundheitsverhalten in Verbindung gebracht wurden. Wir stellten die Hypothese auf, dass Teilnehmer, die ihr Trainingsprogramm erhöhten, im Vergleich zu denen, die ihr Trainingsprogramm beibehielten, signifikante psychologische und kognitive Verbesserungen zeigten und dass diese Veränderungen durch eine Steigerung der kardiorespiratorischen Fitness vorhergesagt würden. Darüber hinaus stellten wir die Hypothese auf, dass es einen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Trainingsprogramm und den psychologischen und kognitiven Veränderungen geben würde, so dass diejenigen, die mehr Trainingseinheiten absolvierten oder im Laufe von drei Monaten am meisten an Fitness zulegten, die größten Vorteile zeigen würden .

METHODEN

Teilnehmer

Insgesamtn = 130 Teilnehmer wurden aus Austin, TX durch Online- und Flyer-Werbung rekrutiert. Bei allen Teilnehmern handelte es sich um gesunde Männer und Frauen im Alter zwischen 25 und 59 Jahren mit Englisch als Hauptsprache und einem moderaten und regelmäßigen Trainingsprogramm (definiert als ein- oder zweimal wöchentliches Training für 20 Minuten oder länger). der letzten 3 Monate). Teilnehmer wurden ausgeschlossen, wenn sie derzeit rauchten, Rücken-, Hüft- oder Knieprobleme hatten oder andere gesundheitliche Probleme hatten, die das Training schwierig oder unsicher machten. Raucher wurden ausgeschlossen, da Rauchen ein unabhängiger Risikofaktor für eine Vielzahl chronischer Erkrankungen ist und Rauchen die kardiorespiratorische Funktion beeinträchtigen und körperliche Betätigung erschweren oder unangenehm machen kann (Johannsen et al., 2014). Teilnehmer wurden auch ausgeschlossen, wenn bei ihnen eine aktuelle Diagnose einer psychiatrischen oder neurologischen Erkrankung, einschließlich Angstzuständen, Depressionen, bipolaren Störungen, Schizophrenie oder Epilepsie, bestand und/oder Medikamente gegen diese eingenommen wurden. Vor der Teilnahme gaben alle Teilnehmer ihr Einverständnis. Sämtliche Studiendokumentation und Datenerfassungsmethoden wurden vom New York University Committee on Activities Involving Human Subjects genehmigt und entsprechen diesem. Für die abschließende Analyse wurden Teilnehmer ausgeschlossen, die nicht insgesamt 12 oder mehr Trainingseinheiten absolvierten (d. h. mindestens eine pro Woche). Die abschließende Analyse wurde insgesamt durchgeführtn = 80 Teilnehmer; Einige Analysen umfassen jedoch weniger alsn = 80 aufgrund fehlender Daten. Wir stellen in den Ergebnissen fest, dass dies der Fall ist.

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Allgemeine Verfahren

Alle Teilnehmer absolvierten drei Monate lang ein körperlich aktives Erlebnis. Den Teilnehmern wurde nach dem Zufallsprinzip zugewiesen, entweder ihr aktuelles Trainingsprogramm beizubehalten (Kontrollgruppe) oder ihr Trainingsprogramm auf 4–7 Unterrichtseinheiten pro Woche zu erhöhen (Versuchsgruppe). Den Kontrollteilnehmern wurde die Teilnahme an einem oder zwei Kursen zugewiesen, basierend auf ihrem vorherigen Trainingsprogramm, das ausgewertet wurdeüberein selbstberichteter Screening-Fragebogen. Auf dem Screening-Fragebogen wurden die Teilnehmer in den letzten drei Monaten gefragt, ob Bewegung ein routinemäßiger Teil ihres Lebens war, wie viele Tage pro Woche sie trainierten und wie intensiv diese Trainingseinheiten waren. Sie wurden außerdem gebeten, eine qualitative Beschreibung ihrer Trainingsgewohnheiten zu verfassen. Anhand dieser Informationen sowie ggf. nachfolgender Telefonanrufe ermittelte das Forschungspersonal, ob die Teilnehmer mäßig aktiv waren. Das Fitnessniveau wurde später bei Fitnesstests quantifiziert. Den Versuchsteilnehmern wurde empfohlen, mindestens vier Sitzungen pro Woche zu absolvieren, sie konnten ihr Trainingsprogramm jedoch auf sieben pro Woche erhöhen. Alle Trainingseinheiten fanden im RIDE Indoor Cycling1 in Austin, TX statt. Bei allen Kursen handelte es sich um Fahrradkurse mit einer Dauer von 45 Minuten. Die Teilnehmer erhielten einen Mio FUSE2, einen Herzfrequenzmesser am Handgelenk, den sie während aller Trainingseinheiten tragen konnten. Die Herzfrequenz (HF) wurde für jede Trainingseinheit im Laufe der drei Monate erfasst und die Teilnehmer zeichneten ihre durchschnittliche Herzfrequenz für jede Trainingseinheit manuell mit MyFitnessPal auf. Die Teilnehmer berichteten selbst über andere Trainingseinheiten, die außerhalb von RIDE stattfanden. Vor und nach dem Zeitraum von 3-Monaten absolvierten die Teilnehmer einen modifizierten kardiorespiratorischen Fitnesstest sowie eine Reihe neuropsychologischer Aufgaben und selbstberichteter Messwerte.

Fitnesstests

Sowohl zu Beginn als auch am Ende der Intervention wurde ein submaximaler Zyklustest durchgeführt, um die aerobe Fitness jedes Teilnehmers zu beurteilen. Die Teilnehmer legten einen Herzfrequenzmesser (Polar) um ihre Brust und stiegen auf ein stationäres Fahrrad. Aufgrund des abgelegenen Charakters der Studie wurden alle Fitnessbewertungen durchgeführtüberVideokonferenzen (Skype) und Fernzugriff auf den Computer. Während der Fitnessbewertung wurden die Teilnehmer angewiesen, eine Zyklusfrequenz von 50 Umdrehungen pro Minute (RPM) einzuhalten. Die ersten 2 Minuten der Fitnessbewertung waren eine Aufwärmphase ohne zusätzlichen Widerstand auf dem Heimtrainer. Nach dem Aufwärmen wurde der Widerstand jede Minute um 6 Watt (entspricht 0,12 kp oder 36 kg/min) erhöht, wobei RPE und Herzfrequenz am Ende jeder Minute aufgezeichnet wurden. Darüber hinaus wurde RacerMate am stationären Fahrrad befestigt und erfasste Geschwindigkeit [sowohl Meilen pro Stunde (mph) als auch U/min], Watt und Kalorienverbrauch. Die wahrgenommene Anstrengung wurde außerdem jede Minute des Tests mithilfe der Borg Rating of Perceived Exertion Scale (RPE) überwacht. Der Test wurde fortgesetzt, bis mindestens 3 Herzfrequenzen zwischen 110 Schlägen pro Minute und 80 % der vom Alter vorhergesagten maximalen Herzfrequenz [206 − (0,67 × Alter)] aufgezeichnet wurden. Der Test wurde abgebrochen, wenn der Teilnehmer zum Aufhören aufforderte, eine Drehzahl von 50 Umdrehungen pro Minute nicht halten konnte oder 80 % seiner altersbedingten maximalen Herzfrequenz erreichte oder überschritt. Im Anschluss an die Fitnessbeurteilung erhielten die Teilnehmer eine 2-minütige Abkühlphase. Die maximale aerobe Kapazität wurde dann geschätzt, indem die Herzfrequenzreaktion auf jede Arbeitsbelastung auf eine vom Alter vorhergesagte maximale Herzfrequenz extrapoliert wurde.

Berechnungen

Der Fitnesstest wurde entwickelt, um mehrere (mindestens drei) Arbeitsbelastungen und Herzfrequenzreaktionen zwischen 110 Schlägen pro Minute und etwa 80 % der vom Alter vorhergesagten maximalen Herzfrequenz zu messen, die auch im Abschnitt „Guidelines for Exercise Testing and Prescription“ des American College of Sports Medicine unter Maximale kardiorespiratorische Fitnessprüfung mit Fahrrad-Ergometern. Die Herzfrequenz wurde in Schlägen pro Minute gemessen und die Arbeitsbelastung in kg/min aufgezeichnet. Die Korrelation dieser Werte wurde mit der folgenden Gleichung ermittelt: P(x − x)(y − y) ÷ q P (x − x) 2 P (y − y) 2, wobei x-Werte Arbeitslasten und y-Werte HRs sind. Dieser Wert wurde dann mit dem Quotienten der Standardabweichungen für jeden Punktsatz multipliziert (d. h.( q P (x − x) 2 ÷ (n − 1)) ÷ ( q P (y − y) 2 ÷ (n − 1)) um die Steigung einer am besten passenden Geraden zu berechnen. Anschließend wurde der Achsenabschnitt der am besten passenden Geraden wie folgt berechnet:x − (berechnete Steigung× y). Daher wurde mit einer Gleichung, die die HR-Reaktion auf die Arbeitsbelastung am besten beschreibt, die Arbeitsbelastung berechnet, die voraussichtlich die vom Alter vorhergesagte maximale HR hervorrufen würde [(berechnete Steigung× (Altersvorhergesagte maximale Herzfrequenz) + berechneter Achsenabschnitt]. Um die metabolischen Kosten dieser vorhergesagten maximalen Arbeitsbelastung abzuschätzen, wurde die Gleichung „Guidelines for Exercise Testing and Prescription“ des American College of Sports Medicine für den Energieverbrauch (ml/kg/min O2) beim Beinradfahren verwendet:Ruhekomponente (3.5) + Horizontalkomponente (3.5) + ((1.8× berechnete maximale Arbeitsbelastung)÷ Körpermasse (kg). Dies ist ein Standardverfahren, das bei der Durchführung submaximaler Belastungstests verwendet wird (ein bemerkenswertes Beispiel wäre der YMCA-Submaximal-Zyklus-Ergometertest; Fitchett, 1985; Beekley et al., 2004).

Psychologische und kognitive Beurteilungen

Vor und nach der 3-monatigen Intervention absolvierten die Teilnehmer zu Hause mindestens 2–4 Stunden, aber nicht länger als 7 Tage nach ihrer letzten Trainingseinheit eine Reihe neuropsychologischer Aufgaben und beantworteten Fragebögen. Es wurden neuropsychologische Aufgaben bearbeitetüberDie Website des Labors ist darauf ausgelegt, alle kognitiven Aufgaben darzustellen und Teilnehmerdaten zu speichern. Es wurden Selbstauskunftsfragebögen durchgeführtüberGoogle-Formulare. Die Teilnehmer wurden gebeten, sowohl vor als auch während dieser Untersuchungen keinen Alkohol zu trinken oder andere illegale Substanzen zu konsumieren.

Selbstberichtsfragebögen zur Beurteilung des psychischen Zustands

Die Teilnehmer wurden angewiesen, eine Reihe validierter und zuverlässiger Selbstberichtsfragebögen auszufüllen, um ihren affektiven Zustand, ihre Essgewohnheiten, ihr Körperbild und ihre Trainingsmotivation zu beurteilen. Affektiver Zustand Zur Beurteilung der Angst wurden das Beck Anxiety Inventory (BAI) und das State-Trait Anxiety Inventory (STAI) verwendet. Der BAI besteht aus 21 Items, die auf einer 4--Punkte-Likert-Skala bewertet werden, und die Items werden zu einem Gesamtscore summiert, wobei höhere Scores eine größere Angst widerspiegeln (Beck et al., 1988a). Der STAI besteht aus 40 Items, die auf einer 4--Punkte-Likert-Skala bewertet werden, und die Items werden zu einem Gesamtscore summiert, wobei höhere Scores eine größere Angst widerspiegeln (Spielberger, 1983). Das Beck Depression Inventory (BDI) wurde zur Beurteilung von Depressionssymptomen verwendet (Beck et al., 1988b). Der BDI besteht aus 21 Items, die auf einer Likert-Skala mit 4-Punkten bewertet werden. Die Items werden zu einem Gesamtscore summiert, wobei höhere Scores stärkere depressive Symptome widerspiegeln. Der Positive and Negative Affect Schedule (PANAS) wurde verwendet, um sowohl positive als auch negative Affekte zu bewerten (Watson und Clark, 1999). Das PANAS besteht aus 60 Items zur Bewertung von sechs Subskalen positiver Affekte, darunter allgemeiner positiver Affekt, Fröhlichkeit, Selbstsicherheit, Aufmerksamkeit, Gelassenheit und Überraschung, sowie sieben Subskalen negativer Affekte, darunter allgemeiner negativer Affekt, Angst, Traurigkeit, Schuldgefühle und Feindseligkeit , Schüchternheit und Müdigkeit. Die Elemente werden auf einer Likert-Skala mit 5-Punkten bewertet und die Elemente werden summiert, um eine Punktzahl für jede Unterskala zu berechnen. Zur Beurteilung von Stress wurde die Perceived Stress Scale (PSS) verwendet (Cohen et al., 1983). Das PSS besteht aus 10 Elementen, die auf einer 5--Punkte-Likert-Skala bewertet werden. Die Elemente werden zu einer Gesamtpunktzahl summiert, wobei höhere Bewertungen größeren Stress widerspiegeln. Zur Beurteilung des Wiederkäuens wurde die Ruminative Response Scale (RRS) verwendet (Treynor et al., 2003). Der RSS besteht aus 22 Elementen, die auf einer Likert-Skala mit 4-Punkten bewertet werden. Die Elemente werden summiert, um eine Gesamtpunktzahl zu berechnen. Essgewohnheiten und Körperbild Zur Beurteilung von Essstörungen wurden der Eating Disorder Examination Questionnaire (EDE-Q) und der Eating Attitudes Test (EAT) verwendet. Der EDE-Q besteht aus 28 Items, darunter 22 Items, die auf einer 7--Punkte-Likert-Skala bewertet werden und Zurückhaltung, Essbedenken, Bedenken hinsichtlich der Form und Gewicht bewerten, sowie sechs Items mit freier Antwort bezüglich der Häufigkeit von Verhaltensweisen (Berg et al. , 2012). Die Werte für Zurückhaltung, Essbedenken, Formbedenken und Gewichtsbedenken werden für einen Gesamtwert gemittelt, wobei höhere Werte auf eine stärkere Essstörung hinweisen. Der EAT besteht aus 26 Items, die auf einer 6--Punkte-Likert-Skala bewertet werden, und die Items werden zu einem Gesamtscore summiert, wobei höhere Scores eine stärkere Essstörung widerspiegeln (Garner et al., 1982). Der Body Attitudes Test (BAT) wurde zur Beurteilung des Körperbildes verwendet (Probst et al., 1995). Der BAT umfasst zwanzig Elemente, die auf einer 6-Punkteskala bewertet werden, und Elemente werden zu einer Gesamtpunktzahl summiert, wobei höhere Bewertungen auf ein negativeres Körperbild hinweisen.

Übungsmotivation

Der Behavioral Regulation of Exercise Questionnaire (BREQ- 2) wurde verwendet, um die Selbstbestimmung für körperliche Betätigung zu beurteilen (Markland und Tobin, 2004). Der BREQ-2 besteht aus 19 Elementen, die auf einer 5--Punkte-Likert-Skala bewertet und für fünf Subskalenwerte gemittelt werden, darunter Motivation, externe Regulierung, introjizierte Regulierung, identifizierte Regulierung und intrinsische Regulierung. Der Relative Autonomy Index (RAI) ist ein Index, der den Grad angibt, in dem Einzelpersonen selbstbestimmt Sport treiben, und wird als Summe gewichteter Subskalenwerte berechnet (Ryan und Connell, 1989): RAI =(Motivation ∗ -3) + (Externe Regulierung ∗ -2) + (Eingeführte Verordnung ∗ -1) + (Identifizierte Verordnung ∗ 2) + (Eigenregulierung ∗ 3) 

Vorteile von Cistanche Tubulosa – Verbesserung des Gedächtnisses

Tests zur Beurteilung der kognitiven Funktion

Stroop-Aufgabe Dieser klassische Test der exekutiven Funktion bewertete sowohl die Aufmerksamkeit als auch die Hemmung kognitiver Störungen (Stroop, 1935). Den Teilnehmern wurde eine Reihe farbiger Wörter (z. B. rot, grün, blau oder gelb) vorgelegt und sie wurden gebeten, sie anzugebenüberDrücken Sie die Taste, um die Farbe jedes Wortes anzuzeigen. Die Farbe des Wortes stimmte entweder mit dem Wort selbst überein (d. h. kongruent; 50 % der Versuche) oder stimmte nicht überein (d. h. inkongruent) (z. B. ist das mit blauer Tinte gedruckte Wort „blau“ ein Beispiel für einen kongruenten Versuch, während das Wort „blau“) Der in roter Tinte gedruckte Text ist ein Beispiel für einen inkongruenten Versuch. Es wurden drei Blöcke mit 48 Versuchen pro Block vorgestellt. Für kongruente und inkongruente Versuche wurden der durchschnittliche Prozentsatz richtiger Ergebnisse und die Reaktionszeit erfasst. Ein Interferenzwert wurde unter Verwendung der Formel berechnet: I=[(Gesamt korrekte Kongruenz) – (Gesamt korrekte Inkongruenz)] / [(Gesamt korrekte Kongruenz) + (Gesamt korrekte Inkongruenz)] ∗ 100 angepasst an die von verwendete Formel Valgimigli et al. (2010).

Eriksen-Flanker-Aufgabe

Dieser Test der exekutiven Funktion bewertete sowohl die Aufmerksamkeit als auch die Reaktionshemmung (Eriksen und Eriksen, 1974). Den Teilnehmern wurden Ketten aus sieben Buchstaben vorgelegt, wobei ein mittlerer Buchstabe von drei Buchstaben auf jeder Seite flankiert wurde. Die Teilnehmer wurden angewiesen, sich auf den mittleren Buchstaben zu konzentrieren und nach einem von vier Buchstaben zu suchen. Die Flanker stimmten entweder mit dem zentralen Buchstaben überein (d. h. kongruent), stimmten nicht mit dem zentralen Buchstaben überein, waren aber ein anderer der drei möglichen Buchstaben (d. h. inkongruent) oder waren ein ganz anderer Buchstabe (d. h. neutral). Anschließend wurden die Teilnehmer angewiesen, die Pfeiltaste zu drücken, die dem zentralen Buchstaben zugeordnet war. Es wurden drei Blöcke mit 48 Versuchen pro Block vorgestellt. Für kongruente, inkongruente und neutrale Versuche wurden der durchschnittliche Prozentsatz richtiger Ergebnisse und die Reaktionszeit erfasst.

N-Back-Aufgabe

Mit diesem Test wurde das Arbeitsgedächtnis der Teilnehmer getestet und ihre Reaktionszeiten für jede N-Phase gemessen (Kirchner, 1958). Den Teilnehmern wurde eine Reihe von Briefen für insgesamt vier Phasen vorgelegt. Das Ziel dieses Tests bestand darin, korrekt zu identifizieren, ob der aktuelle Buchstabe mit dem Zielbuchstaben übereinstimmte, der in der Reihe entweder null, einen, zwei oder drei Schritte zurück lag. Die Teilnehmer mussten „J“ drücken, wenn der Buchstabe übereinstimmte, oder „F“, wenn der Buchstabe nicht übereinstimmte. Zur Erinnerung wurde unten ein Schlüssel bereitgestellt. In der 0-Back-Phase gab es während der gesamten Aufgabe nur einen passenden Buchstaben, unabhängig von der Groß- und Kleinschreibung. In der 1-Zurück-Phase mussten sich die Teilnehmer an den letzten Brief erinnern, der ihnen unmittelbar nach dem aktuellen vorgelegt wurde. In der 2-Zurück-Phase mussten sich die Teilnehmer an den Buchstaben erinnern, der zwei Schritte vor dem aktuellen Buchstaben stand. Schließlich mussten sich die Teilnehmer in der 3-Zurück-Phase an den Buchstaben erinnern, der drei Schritte vor dem aktuellen Buchstaben stand. Jeder Block bestand aus 30 + n Versuchen, wobei jeder Block acht Ziele und drei Köder enthielt. Der durchschnittliche Prozentsatz an korrekten Antworten und die Reaktionszeit wurden für die Back-Bedingungen 0-, 1-, 2- und 3- erfasst.

Räumlicher Navigationstest

Dieser Test der Hippocampus-abhängigen Funktion bewertet die räumliche Navigation und die Fähigkeit zum episodischen Gedächtnis. Die für diese Aufgabe verwendete räumliche Karte und das Aufgabenverfahren wurden von Miller et al. übernommen. (2013). Bei dieser Aufgabe navigierten die Teilnehmer durch eine virtuelle Stadt, indem sie einem grünen Pfad mit Pfeilen folgten, um bestimmte Orientierungspunkte zu finden (Abbildung 1A). Die Teilnehmer bewegten sich durch die virtuelle Stadt, indem sie sich mit der Maus vorwärts (Pfeil nach oben) oder rückwärts (Pfeil nach unten) bewegten und nach rechts oder links drehten. Die Teilnehmer konnten sich mit der Maus auch in der Stadt umsehen (z. B. in den Himmel oder auf den Boden). Diese Bedienelemente wurden dem Teilnehmer zur Erinnerung auf dem Bildschirm angezeigt. Die Teilnehmer mussten fünf verschiedene Sehenswürdigkeiten besuchen und sich merken, wo sie sich befanden. Als die Teilnehmer den Orientierungspunkt fanden, mussten sie direkt in eine grüne Raute laufen (Abbildung 1B). Nach diesem geführten Teil der Aufgabe erledigten die Teilnehmer die Aufgabe erneut ohne die geführten Pfeile. Die Teilnehmer wurden gebeten, in der gleichen Reihenfolge zu den Sehenswürdigkeiten zurückzukehren, in der sie sie zuerst besucht hatten, und an jedem Ort einen Artikel abzugeben (Abbildung 1C). Eine Luftaufnahme der gesamten Karte finden Sie inAbbildung 1D. Die Zeit zum Auffinden jedes Standorts wurde für jeden Teil der Aufgabe (dh Kodierungs- und Erinnerungsphase) erfasst. Die Gesamtzeit der Aufgabe (Endzeit − Startzeit) und die durchschnittliche Suchdauer für die Kodierungs- und Erinnerungsphase der Aufgabe wurden berechnet. Um das episodische Gedächtnis zu beurteilen, wurden die Teilnehmer gebeten, sich frei an alle Sehenswürdigkeiten zu erinnern, die sie der Reihe nach besucht hatten (indem sie Wörter in Kästchen eintippten), sowie an die Gegenstände, die sie an die einzelnen Sehenswürdigkeiten geliefert hatten. Der Ortswert wurde als Anzahl der korrekt erinnerten Orientierungspunkte berechnet. Der Ordnungswert wurde als Anzahl der Orientierungspunkte berechnet, die an der richtigen Position in der Sequenz abgerufen wurden. Der Item-Score wurde als Anzahl der korrekt erinnerten Items berechnet. Der Assoziationswert wurde als Anzahl der korrekten Orientierungspunkte und Elementpaarungen berechnet. Der episodische Gedächtniswert wurde als Summe der Orts-, Ordnungs-, Gegenstands- und Assoziationswerte berechnet.

Mnemonischer Ähnlichkeitstest

Dieser Test der Hippocampus- und Extra-Hippocampus-abhängigen Funktion bewertet das Erkennungsgedächtnis und die Lockunterscheidung, zwei Aspekte des Gedächtnisses (Stark et al., 2013). Zunächst wurde den Teilnehmern eine Reihe von Bildern präsentiert und sie wurden gebeten, zu bestimmen, ob diese Gegenstände in den Innenbereich (Knopfdruck „I“) oder ins Freie (Knopfdruck „O“) gehörten. Dieser Teil der Aufgabe stellte sicher, dass die Teilnehmer den auf dem Bildschirm angezeigten Reizen Aufmerksamkeit schenkten. Im zweiten, überraschenden Teil der Aufgabe wurden den Teilnehmern weitere 96 Bilder gezeigt und sie wurden gebeten, zu identifizieren, ob die Bilder alt (Taste „F“ drücken), ähnlich (Leertaste) oder neu (Taste „J“ drücken) waren ''); Jede Kategorie wurde 1 3 der Zeit präsentiert. Alte Bilder waren diejenigen, die im ersten Satz präsentiert wurden, ähnliche Bilder waren solche, die denen im ersten Satz ähnelten, und neue Bilder waren diejenigen, die nicht im ersten Satz präsentiert wurden. Am unteren Bildschirmrand wurde eine Taste bereitgestellt, die an den entsprechenden Tastendruck erinnert. Die Reaktionszeiten der Teilnehmer für alle Versuche wurden ebenfalls aufgezeichnet. Die Erkennungsgedächtnisleistung wurde als „alte“ Reaktionen auf alte Bilder minus „alte“ Reaktionen auf neue Bilder berechnet. Die mnemonische Ähnlichkeitsleistung (dh der Lure Discrimination Index) wurde als „ähnliche“ Antworten auf ähnliche Bilder minus „ähnliche“ Antworten auf neue Bilder berechnet.

Statistische Analyse

Eine Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (ANOVA) zwischen den Gruppen wurde verwendet, um Unterschiede im Zeitverlauf (vorher vs.Nachtest) und zwischen Gruppen (Kontrollen vs. Erhöhungen). Eine Pearson-Produkt-Moment-Korrelation wurde verwendet, um die Beziehungen zwischen der Gesamtzahl der Klassen und der Änderung jedes neurologischen Verhaltensmaßes sowie der Änderung des geschätzten VO2max und der Änderung jedes neurologischen Verhaltensmaßes zu bewerten. Zur Bestimmung der statistischen Signifikanz wurde ein Alphawert von 0.05 verwendet. Für alle statistischen Analysen wurde IBM SPSS Statistics Version 26 verwendet.

ABBILDUNG 1 |Räumliche Navigationstests.(A) Beispielszene in der Kodierungsphase – grüner Pfad mit Pfeilen, die zum Orientierungspunkt führen.(B) Beispielszene in der Erinnerungsphase.(C) Beispiel eines Wahrzeichens mit einer grünen Rautenmarkierung.(D) Luftbildkarte der Spielumgebung.

ERGEBNISSE

Demografie

Zu Studienbeginn gab es keinen Altersunterschied zwischen den Gruppen (t(78) = −0.384, p = 0.702), Geschlecht (χ 2 (1) = 0.450, p = 0.502) oder Bildung (χ 2 (3) = 6.969, p = 0.073; Tabelle 1). Gesamtzahl der Unterrichtseinheiten

Die Versuchsgruppe (47,87 ± 2,24) absolvierte im Verlauf der Intervention insgesamt deutlich mehr Radtrainingseinheiten als die Kontrollgruppe (20,73 ± 0,72;t(45.76) = −11.554, p < 0.001; Abbildung 2A). Darüber hinaus absolvierte die Experimentalgruppe deutlich mehr Trainingseinheiten außerhalb des Radsportstudios als die Interventionsgruppe (t(54.320) = −3.586, p < 0.001).

TABELLE 1 |Grundlegende demografische Merkmale

Wir haben außerdem bestätigt, dass die Kontrollgruppe ihr bisheriges Programm von 1–2 Trainingseinheiten pro Woche beibehielt, selbst wenn sie Trainingseinheiten außerhalb des Radsportstudios einbezog (23,63 (±1,11).

Herzfrequenz während der Unterrichtsstunden

Es gab keinen signifikanten Unterschied in der durchschnittlichen Herzfrequenz während der Unterrichtseinheiten zwischen der Versuchsgruppe (145,38 ± 1,92) und der Kontrollgruppe (144,96 ± 2,10;t(78) = −0.147, p = 0.883; Abbildung 2B). 

Körpermasse und Fitness

Es gab keinen signifikanten Zeit- oder Zeitgruppeneffekt auf die Körpermasse oder den BMI. Es gab einen signifikanten zeitlichen Effekt auf die geschätzte VO2max (F(1, 57) = 18.809, p < 0.001), wobei die Fitness beider Gruppen im Laufe der Zeit zunahm (Tabelle 2). Bemerkenswert ist, dass die durchschnittliche aerobe Kapazität der Kontrollgruppe zu Studienbeginn 33,46 ml/kg/min Sauerstoffverbrauch und die der Steigerungsgruppe 30,52 ml/kg/min betrug, was bestätigt, dass beide Gruppen zu Studienbeginn mäßig fit waren (Graves et al., 2015).

Psychologische Maßnahmen

Affektiver Zustand Für den allgemeinen negativen Affekt wurde eine signifikante Zeit∗-Gruppeninteraktion gefunden (F(1, 78) = 4.667, p = 0.034), Angst (F(1, 78) = 4.873, p = 0.030), Traurigkeit (F(1, 78) = 3.992, p = 0.049), Schuld (F(1, 78) = 4.152, p = 0.045) und Feindseligkeit (F(1, 78) = 5.367, p = 0.023) Subskalen des PANAS (Abbildungen 3A–E). Bei den Erhöhern kam es zu einem signifikanten Rückgang der allgemeinen negativen Auswirkungen (F(1, 38) = 29.772, p < 0.001), während die Kontrollen einen nicht signifikanten Rückgang aufwiesen (F(1, 40) = 2.189, p = 0.147). Erhöhte Werte zeigten einen deutlichen Rückgang der Angst (F(1, 38) = 13.980, p < 0.001), während die Kontrollen einen nicht signifikanten Rückgang aufwiesen (F(1, 40) = 0.342, p = 0.562). Bei den Zunehmenden kam es zu einem signifikanten Rückgang der Traurigkeit (F(1, 38) = 28.462, p < 0.001), während die Kontrollen einen nicht signifikanten Rückgang aufwiesen (F(1, 40) = 1.503, p = 0.227). Erhöhende hatten einen deutlichen Rückgang der Schuldgefühle (F(1, 38) = 21.794, p < 0.001), während die Kontrollen einen nicht signifikanten Rückgang aufwiesen (F(1, 40) = 0.887, p = 0.352). Erhöher verzeichneten einen deutlichen Rückgang der Feindseligkeit (F(1, 38) = 21.601, p < 0.001), während die Kontrollen einen nicht signifikanten Rückgang aufwiesen (F(1, 40) = 1.028, p = 0.317). Darüber hinaus wurde ein signifikanter Zeiteffekt für alle affektiven Zustandsmaße mit Ausnahme von Schüchternheit festgestellt, wobei beide Gruppen im Laufe der Zeit Verbesserungen zeigten (Tisch 3).

ABBILDUNG 2 |Gesamtzahl der Unterrichtseinheiten(A) und durchschnittliche Herzfrequenz während der Unterrichtsstunden(B) während des 12-wöchigen Interventionszeitraums. Die Daten werden als Mittelwerte und Standardfehler dargestellt.

Essgewohnheiten und Körperbild

Für das Körperbild wurde eine signifikante Zeitgruppeninteraktion gefunden (F(1, 78) = 5.019, p = 0.028; Abbildung 3F). Beide Gruppen zeigten signifikante Verbesserungen im Körperbild, mit Steigerungen (F(1, 38) = 17.686, p < 0.001) zeigt größere Verbesserungen als Kontrollen (F(1, 40) = 6.985, p = 0.012). Darüber hinaus wurde ein signifikanter zeitlicher Effekt für Essstörungen beobachtet, gemessen mit dem EDE-Q (F(1, 78) = 19.679, p < 0.001) und Körperbild (F(1, 78) = 25.220, p < 0.001), wobei beide Gruppen im Laufe der Zeit Verbesserungen zeigten (Tabelle 4). 

Übungsmotivation

Ein signifikanter Zeiteffekt wurde für die Trainingsmotivation beobachtet (F(1, 78) = 9.480, p = 0.003), wobei beide Gruppen eine erhöhte Selbstbestimmung für Bewegung zeigten (Tabelle 4). 

Kognitive Maßnahmen

Stroop-Aufgabe

Es wurde ein signifikanter Zeiteffekt für den Prozentsatz der korrekten Ergebnisse bei Kongruenz festgestellt (F(1, 67) = 4.137, p = 0.046) und inkongruent (F(1, 67) = 5.100, p = 0.027) Versuche sowie Reaktionszeit auf kongruente korrekte (F(1, 67) = 38.585, p < 0.001) und inkongruent richtig (F(1, 67) = 13.575, p < 0.001) Versuche (Ergänzungstabelle 1). Es wurden keine signifikanten Zeitgruppeneffekte beobachtet.

Eriksen-Flanker-Aufgabe

Es wurde ein signifikanter Zeiteffekt für die Reaktionszeit bei inkongruenten korrekten (F(1, 68) = 5.465, p = 0.022) und neutrale korrekte Versuche (F(1, 68) = 5.634, p = 0.020), wobei beide Gruppen ihre Reaktionszeiten im Laufe der Zeit verringerten (Ergänzungstabelle 2). Es wurden keine anderen Zeiteffekte oder Zeitgruppeneffekte beobachtet.

N-Back-Aufgabe

Es wurde ein signifikanter Zeiteffekt für die prozentuale Zielkorrektheit auf N0 festgestellt (F(1, 68) = 12.550, p < 0.001) Versuche sowie für die Reaktionszeit bei korrekten N2-Versuchen (F(1, 62) = 6.684, p = 0.012; Ergänzungstabelle 3).

TABELLE 2 |Körpermasse und Fitness.

ABBILDUNG 3 |Signifikante Zeit nach Gruppeneffekten für(A) allgemeiner negativer Affekt;(B) Furcht;(C) Traurigkeit;(D) Schuld;(E) Feindseligkeit; Und(F) Körperbild. Die Daten werden als Mittelwert ± SEM dargestellt. ∗p < 0.05.

Räumlicher Navigationstest

Da diese Aufgabe nicht abgeschlossen wurde,n = 11 Teilnehmer fehlen in der endgültigen Analyse. Beim Order Score wurde ein erheblicher Zeiteffekt beobachtet (F(1, 67) = 9.649, p = 0.003), Assoziationsbewertung (F(1, 67) = 10.593, p = 0.002) und episodischer Gedächtniswert (F(1, 67) = 4.233, p = 0.044), wobei beide Gruppen ihre Punktzahl im Laufe der Zeit steigern. Für keine der Variablen wurden weitere signifikante Zeit- oder Zeitgruppeneffekte beobachtet (Tabelle 5).

Mnemonische Ähnlichkeitsaufgabe

Da diese Aufgabe nicht abgeschlossen wurde,n = 10 Teilnehmer fehlen in der endgültigen Analyse. Ein signifikanter Zeiteffekt wurde für die mnemonische Ähnlichkeitsleistung beobachtet, gemessen durch den Lure Discrimination Index (F(1, 68) = 12.410, p < 0.001), wobei beide Gruppen ihre Punktzahl im Laufe der Zeit steigern. Es wurden keine signifikanten Zeitgruppeneffekte beobachtet (Tabelle 6). 

Korrelationsanalysen zwischen der Gesamtzahl der Fahrradtrainings und der Veränderung psychologischer und kognitiver Kennzahlen

Alle Korrelationsanalysen umfassten alle Teilnehmer, sowohl in der Kontroll- als auch in der Versuchsgruppe. In Bezug auf die psychologischen Maßnahmen korrelierte die Gesamtzahl der Fahrradtrainingseinheiten signifikant mit der Verringerung der Angst (BAI).r = −0.236, p = 0.035; STAIr = −0.237, p = 0.035), allgemeiner negativer Einfluss (r = −0.280, p = 0.012), Angst (r = −0.301, p = 0.007), Traurigkeit (r = −0.222, p = 0.048), Feindseligkeit (r = −0.286, p = 0.010), Wiederkäuen (r = −0.242, p = 0.030) und Essstörungen, gemessen mit dem EDE-Q (r = −0.324, p = 0.003) sowie ein verbessertes Körperbild (r = −0.372, p = 0.001; Figur 4). In Bezug auf kognitive Messungen korrelierte die Gesamtzahl der Fahrradtrainingseinheiten signifikant mit der Verbesserung der durchschnittlichen Suchdauer (r = −0.321, p = 0.007) sowie die Verbesserung der Gesamtzeit (r = −0.242, p = 0.045) in der räumlichen Navigationsaufgabe (Figur 4). Es gab keine signifikanten Korrelationen zwischen der Gesamtzahl der Radtrainingseinheiten und MST-, Stroop-, Eriksen-Flanker- oder N-Back-Messungen.

TABELLE 3 |Affektive staatliche Maßnahmen.

TABELLE 4 |Essgewohnheiten, Körperbild und Trainingsmotivation.

Korrelationsanalysen zwischen Veränderungen des Fitnessniveaus und Veränderungen psychologischer und kognitiver Kennzahlen

In Bezug auf psychologische Maßnahmen korrelierte ein erhöhter geschätzter VO2max signifikant mit einem verringerten Stress (r = −0.269, p = 0.039) und Essstörung (EDE-Qr = −0.327, p = 0.011; ESSENr = −0.278, p = 0.033) sowie eine gesteigerte Selbstbestimmung beim Sport (r = 0.260, p = 0.047; Abbildung 5). In Bezug auf kognitive Messungen korrelierte ein erhöhter geschätzter VO2max signifikant mit Verbesserungen im Item Score (r = 0.401, p = 0.004), Bestellwert (r = 0.284, p = 0.043), Assoziationsbewertung (r = 0.491, p < 0.001) und episodischer Gedächtniswert (r = 0.449, p < 0.001) in der räumlichen Navigationsaufgabe (Abbildung 5). Darüber hinaus korrelierte ein erhöhter geschätzter VO2max mit einem verringerten Prozentsatz korrekter Ergebnisse bei N3-Versuchen der N-Back-Aufgabe (r = −0.277, p = 0.049). Es gab keine signifikanten Korrelationen zwischen Änderungen des geschätzten VO2max und Änderungen der MST-, Stroop- oder Eriksen-Flanker-Messwerte.

DISKUSSION

Die vorliegende Studie untersuchte die Auswirkungen einer Erhöhung des Volumens eines Aerobic-Trainingsprogramms im Vergleich zum Standard-Trainingsvolumen auf den affektiven Zustand und die kognitive Leistung bei einer Gruppe mäßig fitter Personen. Unter Verwendung dieses randomisierten Kontrolldesigns stellten wir fest, dass im Vergleich zur Aufrechterhaltung eines moderaten Trainingsplans eine Steigerung der körperlichen Betätigung das Ausmaß allgemeiner negativer Auswirkungen, einschließlich Angst, Traurigkeit, Schuldgefühle und Feindseligkeit, sowie ein verbessertes Körperbild deutlich verringerte. Der stärkste direkte Effekt, der bei Aerobic-Übungen beobachtet wurde, betraf eindeutig den psychischen Zustand, doch bei der Betrachtung der Daten im Querschnitt kamen andere Erkenntnisse zu Tage. Mithilfe einer Korrelationsanalyse für die gesamte Studienpopulation stellten wir fest, dass die Gesamtzahl der Trainingseinheiten signifikant mit einer Verbesserung der räumlichen Navigationsfähigkeiten und des Körperbildes sowie einer Verringerung von Ängsten, allgemeinen negativen Auswirkungen, Furcht, Traurigkeit, Feindseligkeit, Grübelei und Unordnung verbunden war Essen. Darüber hinaus waren Steigerungen des Fitnessniveaus signifikant mit einer Verbesserung des episodischen Gedächtnisses und der Trainingsmotivation sowie einem Rückgang von Stress und Essstörungen verbunden. Unsere Erkenntnisse (Zusammenfassung inTabelle 7) sind einige der ersten, die darauf hinweisen, dass die kontinuierliche Steigerung des Trainingsniveaus im Rahmen eines bereits laufenden Fitnessprogramms bei Erwachsenen mittleren Alters zusätzliche Vorteile für die psychische und kognitive Gesundheit hat. Diese Erkenntnisse haben wichtige Auswirkungen auf ein gesundes Altern, insbesondere in Bezug auf den affektiven Zustand und die kognitiven Funktionen.

TABELLE 5 |Räumlicher Navigationstest.

TABELLE 6 |Mnemonische Ähnlichkeitsaufgabe

ABBILDUNG 4 |Pearsons Produkt-Moment-Korrelation zwischen der Gesamtzahl der Fahrradtrainings und allen interessierenden Variablen. Pearsons r wird auf der x-Achse dargestellt und signifikante Effekte (p < 0.05) werden in Rot dargestellt; Nicht signifikante Effekte werden schwarz dargestellt.

ABBILDUNG 5 |Pearsons Produkt-Moment-Korrelation zwischen der Änderung des geschätzten VO2max und allen interessierenden Variablen. Pearsons r ist auf der x-Achse dargestellt und signifikante Effekte (p < 0.05) werden in Rot dargestellt; Nicht signifikante Effekte werden schwarz dargestellt.

Diese Ergebnisse beim Menschen stehen im Einklang mit Trainingsstudien an Nagetieren, die verbesserte Hippocampusfunktionen im Zusammenhang mit einem erhöhten Trainingsniveau zeigen (van Praag et al., 1999a, b; Voss et al., 2013).

Die Auswirkungen chronischer Trainingssteigerungen auf den psychischen Zustand

Nach 12 Wochen Aerobic-Training wurde ein deutlicher Rückgang mehrerer negativer Stimmungsindikatoren beobachtet, darunter ein Rückgang von Feindseligkeit, Schuldgefühlen, Traurigkeit, Angst und allgemeinen negativen Auswirkungen, wobei die Versuchsgruppe einen stärkeren Rückgang aufwies als die Kontrollgruppe. Zahlreiche Arbeiten haben gezeigt, dass sich sowohl akutes als auch chronisches Training positiv auf die Stimmungsaufhellung auswirkt und sowohl positive Auswirkungen steigert als auch negative Auswirkungen, insbesondere Angstzustände und Depressionen, verringert (Cramer et al., 1991; Arent et al., 2000; Hoffman und Hoffman, 2008; Basso und Suzuki, 2017; Bonham et al., 2018; Aparicio et al., 2021). Hier zeigen wir, dass eine zunehmende Aerobic-Übung bei Personen mittleren Alters mit einem früheren Trainingsprogramm zu zusätzlichen Verbesserungen des affektiven Zustands führen kann, die über die Aufrechterhaltung eines Trainingsprogramms hinausgehen. Obwohl sich die meisten Studien auf jüngere oder ältere Bevölkerungsgruppen konzentrierten (Reed and Ones, 2006; Chang et al., 2012; Hogan et al., 2013), konzentrierten sich neuere Forschungen auf Bevölkerungsgruppen mittleren Alters (Chen et al., 2019). ; Quinlan et al., 2021) ist unsere Arbeit eine der ersten Längsschnitt-Übungsforschung bei Erwachsenen mittleren Alters. Es wird angenommen, dass diese positiven Auswirkungen auf den affektiven Zustand teilweise auf einen durch körperliche Betätigung verursachten Anstieg von Neurotrophinen und Neuromodulatoren einschließlich Dopamin, Serotonin, Noradrenalin, Endocannabinoiden und endogenen Opioiden zurückzuführen sind (Dietrich und McDaniel, 2004; Fuss and Gass, 2010; Lin und Kuo, 2013; Siebers et al., 2021). Darüber hinaus haben andere Untersuchungen gezeigt, dass Veränderungen des affektiven Zustands darauf zurückzuführen sein können, dass körperliche Betätigung ein stressresistentes Gehirn hervorbringt, was starke Auswirkungen auf die Sympathikus-Nebennieren-Achse und die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA) hat (Greenwood und Fleshner, 2008; Fleshner et al., 2011). Zukünftige Forschung ist erforderlich, um die strukturellen und physiologischen Gehirnveränderungen zu bestimmen, die mit diesen durch körperliche Betätigung verursachten Stimmungsschwankungen verbunden sind, und um zu ermitteln, wie lange sie nach Beendigung der körperlichen Betätigung anhalten. Zusätzlich zu den verringerten negativen Stimmungsparametern stellten wir nach 12 Wochen Training einen Rückgang des negativen Körperbildes fest, wobei die Versuchsgruppe einen stärkeren Rückgang aufwies als die Kontrollgruppe. Interessanterweise zeigten beide Gruppen einen Rückgang des negativen Körperbildes, obwohl sich weder der BMI noch die Essgewohnheiten veränderten. Unabhängig davon zeigten diejenigen, die ihr Trainingsprogramm erhöhten, im Vergleich zur Kontrollgruppe eine deutlich stärkere Verringerung des negativen Körperbildes. Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass körperliche Betätigung das Körperbild in einer Reihe von Altersgruppen über die gesamte Lebensspanne hinweg verbessert (Hausenblas und Fallon, 2006; Campbell und Hausenblas, 2009). Während der BMI vor und nach 12 Wochen ermittelt wurde, gab es keine Messungen der Körperzusammensetzung oder des Körperumfangs. Daher kann es zu Gewichtsumverteilungen von der Fettmasse zur fettfreien Masse oder zu Veränderungen des Taillenumfangs gekommen sein, die die verbesserte Körperhaltung beeinflusst haben. Zukünftige Forschungen könnten darauf abzielen, die Veränderungen im negativen Körperbild, die auf die Ausübung einer körperlichen Betätigung zurückzuführen sind, und die möglichen anthropometrischen und körperzusammensetzungsbedingten Veränderungen, die sich aus dieser körperlichen Betätigung ergeben, zu entwirren. Wir fanden auch heraus, dass eine stärkere körperliche Betätigung und eine verbesserte kardiorespiratorische Fitness die Stimmung, die Essmotivation, die Trainingsmotivation und das Körperbild verbesserten. Dies ist eine der ersten Studien, die bei gesunden, aktiven Erwachsenen eine Verbesserung der Affektivität, Motivation und des Körperbildes im Zusammenhang mit der Trainingshäufigkeit zeigt. In Übereinstimmung mit unseren Erkenntnissen haben frühere Arbeiten gezeigt, dass Bewegung sowohl bei Personen mit Angststörungen als auch bei gesunden Personen zu einer Verringerung der Angstsymptome führt (Mochcovitch et al., 2016; Stubbs et al., 2017). Darüber hinaus stimmt der Zusammenhang zwischen der Anzahl der Trainingseinheiten oder Fitnesszuwächsen und der Verringerung des Grübelns, der allgemeinen negativen Auswirkungen, der Traurigkeit und der Feindseligkeit mit früheren Erkenntnissen überein, die darauf hindeuten, dass mehr Bewegung das Risiko einer Depression verringert (Hassmén et al., 2000; Mammen und Faulkner, 2013). Wichtig ist, dass unsere und andere Arbeiten gezeigt haben, dass körperliche Betätigung negative Stimmungszustände reduzieren kann, selbst wenn sich die kardiorespiratorische Fitness nicht verändert (Olson et al., 2017). Untersuchungen zeigen außerdem, dass Bewegung oder kardiorespiratorische Fitness mit einer verbesserten physiologischen Stressreaktivität und einem geringeren psychischen Stress verbunden sein können (Holmes und Roth, 1985; Aldana et al., 1996; Brockmann und Ross, 2020; Allesøe et al., 2021). In einer großen Querschnittsprobe (N = 55,185), Allesøe et al. (2021) fanden heraus, dass ein höheres Maß an selbstberichteter körperlicher Aktivität und Fitness mit einem geringeren Maß an wahrgenommenem Stress verbunden war. Unsere aktuelle Studie ergab außerdem, dass eine verbesserte Fitness, gemessen durch einen objektiven Belastungstest, mit einem geringeren wahrgenommenen Stress zusammenhängt. Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass sportliche Betätigung und eine verbesserte Fitness zu einer Verbesserung einer Reihe negativer Stimmungsindikatoren führen. Obwohl einige Studien herausgefunden haben, dass die Teilnahme an einem regelmäßigen Trainingsprogramm zu einer Verbesserung der Trainingsmotivation und des Körperbildes führt (Pearson und Hall, 2013), wurden die Zusammenhänge zwischen diesen Ergebnissen und der Anzahl der Trainingseinheiten oder Fitnesssteigerungen bisher nicht berichtet. Darüber hinaus deuten einige Studien darauf hin, dass die Wirkung von Bewegung auf das Körperbild durch Trainingsmotivationen gemildert werden kann, was darauf hindeutet, dass ein komplexer Zusammenhang zwischen den psychologischen Ergebnissen besteht, die durch Bewegung beeinflusst werden (Lepage und Crowther, 2010). Obwohl es nur begrenzte Forschungsergebnisse zum Zusammenhang zwischen körperlicher Fitness und Essmotivationen gibt, ergab eine Studie, dass Jugendliche mit geringerer Fitness ein höheres Risiko für die Entwicklung von Essstörungen hatten (Veses et al., 2014). Da sich ein Großteil der bisherigen Forschung in diesem Bereich auf den Zusammenhang zwischen zwanghaftem Training und Essstörungen konzentrierte, ist dies die erste Interventionsstudie, die einen Zusammenhang zwischen Verbesserungen der Fitness und einem Rückgang von Essstörungen in einer gesunden Bevölkerung zeigt.

TABELLE 7 |Zusammenfassung der kausalen und korrelativen Auswirkungen chronischer Aerobic-Übungen bei Erwachsenen mittleren Alters. Kausale Effekte beziehen sich auf Zeitgruppeneffekte.

Die Auswirkungen chronischer Trainingssteigerungen auf die kognitiven Funktionen

Darüber hinaus stellten wir fest, dass eine stärkere Beschäftigung mit körperlicher Betätigung und eine Verbesserung der kardiorespiratorischen Fitness signifikant mit einer Verbesserung der räumlichen Navigation und des episodischen Gedächtnisses verbunden waren. Das heißt, Personen, die häufiger Sport trieben und größere Fitnesszuwächse zeigten, waren effizienter in der Lage, zu zuvor erlernten Orten zu navigieren und sich an Informationen zu erinnern, die ihnen während dieser Erfahrung präsentiert wurden, Aufgaben, die beide weitgehend von der Bildung des Hippocampus abhängen. Dies ist das erste Mal, dass Übungen mithilfe einer virtuellen Labyrinthaufgabe die räumliche Navigation bei einer gesunden erwachsenen Bevölkerung verbessern. Eine kürzlich durchgeführte Pilotstudie an 14 älteren Erwachsenen (im Alter von mindestens 60 Jahren) ergab, dass zwei Monate Exergaming die räumliche Navigation erheblich verbesserten, gemessen anhand der Labyrinthzeit für die unmittelbare Kursleistung im Floor Maze Test, einer Aufgabe der exozentrischen und allozentrischen Navigation ( Oliveira et al., 2020). Frühere Berichte haben auch Querschnittsbeweise bei Jugendlichen gefunden, dass eine verbesserte kardiorespiratorische Fitness mit einem erhöhten Hippocampusvolumen verbunden ist, was anschließend mit räumlichem Lernen in einem virtuellen Wasser-Morris-Labyrinth in Verbindung gebracht wurde (Herting und Nagel, 2012; Prathap et al., 2021). . Andere Querschnittsarbeiten haben signifikante positive Zusammenhänge zwischen dem Grad der körperlichen Aktivität (z. B. Gesamtschrittzahl und Schrittfrequenz) und der Fähigkeit zum episodischen Gedächtnis bei älteren Erwachsenen gezeigt (Hayes et al., 2015). Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass akutes Training einen signifikant positiven Effekt auf das episodische Gedächtnis hat (Sng et al., 2018; Johnson und Loprinzi, 2019; Loprinzi et al., 2019). Wir ergänzen diese Literatur, indem wir zum ersten Mal zeigen, dass die Verbesserung der körperlichen Aktivität und Fitness bei Erwachsenen mittleren Alters sowohl das räumliche als auch das episodische Gedächtnis verbessert. Dies steht im Einklang mit bestehenden Untersuchungen an Nagetieren, die zeigen, dass körperliche Betätigung die Hippocampus-abhängige Funktion, insbesondere die räumliche Navigation, verbessert (Voss et al., 2013). Frühere Arbeiten sowohl in der Human- als auch in der Tierliteratur haben gezeigt, dass dieser Effekt auf belastungsbedingte Veränderungen im Hippocampus zurückzuführen ist, einer entscheidenden Struktur für Lernen und Gedächtnis. Eine Schlüsselstudie an älteren Erwachsenen ergab, dass ein einjähriger Eingriff mit aerobem Gehen das Volumen des vorderen Hippocampus erhöhte, zu dem das Subiculum, CA1 und der Gyrus dentatus, der Sitz der belastungsinduzierten Neurogenese, gehörten (Erickson et al., 2011). . Diese Zunahme des bilateralen Hippocampusvolumens war positiv mit der Veränderung von VO2 max, Serum-BDNF-Spiegeln und Gedächtnisleistung (unter Verwendung der Punktfixierungsaufgabe) verbunden – obwohl die Aerobic-Übungsintervention keinen signifikanten Einfluss auf die Leistung des räumlichen Gedächtnisses selbst hatte. Eine weitere bahnbrechende Studie ergab, dass chronisches Training die Neurogenese des Gyrus dentatus und das zerebrale Blutvolumen (CBV) bei Nagetieren parallel zum CBV des Gyrus dentatus bei Menschen (im Alter von 21 bis 45 Jahren) erhöht, was mit einem Anstieg sowohl des VO2max als auch des Lernens korreliert die Rey Auditory Verbal Learning Task (Pereira et al., 2007). Darüber hinaus hat eine umfassende Untersuchung von Nagetieren gezeigt, dass das freiwillige Laufen auf Rädern und das erzwungene Laufen auf dem Laufband die räumliche Navigation durch Aufgaben wie das Morris-Wasserlabyrinth, das Y-Labyrinth, das T-Labyrinth und das Radialarmlabyrinth sowie andere davon abhängige Aufgaben verbessern Hippocampus wie kontextuelle Angstkonditionierung, passives Vermeidungslernen, Erkennung neuartiger Objekte und Mustertrennung (Fordyce und Farrar, 1991; Van Praag et al., 2005; O'Callaghan et al., 2007; Chen et al., 2008; van Praag, 2008; Creer et al., 2010; Falls et al., 2010). Die Verhaltenseffekte scheinen von durch körperliche Betätigung verursachten Verbesserungen der BDNF-Spiegel im Hippocampus, der Neurogenese, der langfristigen Potenzierung und der funktionellen Integration in das bestehende Hippocampus-Netzwerk abhängig zu sein (Neeper et al., 1995; van Praag et al., 1999a, b; Kobilo et al., 2011; Vivar et al., 2016; Voss et al., 2019).

Diese Sammlung von Forschungsergebnissen sowohl in der Tier- als auch in der Humanliteratur legt nahe, dass durch körperliche Betätigung verursachte Verbesserungen der räumlichen Navigation und des episodischen Gedächtnisses sowohl von strukturellen als auch physiologischen Veränderungen auf der Ebene des Hippocampus abhängen. Wir ergänzen diese Literatur beim Menschen, indem wir zeigen, dass eine stärkere körperliche Betätigung die Hippocampus-Fähigkeiten bis ins mittlere Alter verbessern kann, was erhebliche Auswirkungen auf das Altern hat, da eine Beeinträchtigung dieser kognitiven Fähigkeiten mit einer altersbedingten Atrophie der Hippocampus-Strukturen einhergeht (Ramanoël et al., 2019). In der aktuellen Studie fanden wir auch keine Auswirkungen eines erhöhten Trainingsengagements auf die präfrontale kortexabhängige Funktion, gemessen anhand der Stroop-, Eriksen-Flanker- und N-Back-Aufgaben. Diese Ergebnisse stehen im Gegensatz zu unserer Arbeit, die zeigt, dass ein akuter Anfall von Aerobic-Übungen bei Erwachsenen einer ähnlichen Altersgruppe die Funktion des präfrontalen Kortex verbessert (Basso et al., 2015).

Wir spekulieren, dass akutes Training mit seinen zahlreichen neuronalen Wirkmechanismen (insbesondere an präfrontalen kortikalen Stellen; Basso und Suzuki, 2017) zwar die exekutive Funktion akut verbessern kann, dieser Grad an chronischem Training jedoch nicht streng genug ist, um grundlegende Verbesserungen der exekutiven Funktion herbeizuführen. Wir gehen außerdem davon aus, dass der vorliegende Nullbefund auf einen Obergrenzeneffekt auf die Aufgabenleistung zurückzuführen sein könnte, da der Prozentsatz der korrekten Ergebnisse bei jeder dieser Aufgaben bei oder nahe 100 % lag. Frühere Arbeiten in diesem Bereich haben gezeigt, dass Aerobic-Training die präfrontale Kortex-abhängige Funktion erheblich verbessert, insbesondere durch die Verwendung von Aufgaben wie Stroop, Eriksen Flanker und N-Back Task (Dustman et al., 1984; Colcombe et al., 2004; Hansen). et al., 2004; Smiley-Oyen et al., 2008; Stroth et al., 2010; Coetsee und Terblanche, 2017; Ludyga et al., 2018; Amatriain-Fernández et al., 2021). Die meisten dieser Studien wurden an älteren Erwachsenen durchgeführt (Dustman et al., 1984; Colcombe et al., 2004; Smiley-Oyen et al., 2008; Coetsee und Terblanche, 2017), während einige an Kindern oder Jugendlichen durchgeführt wurden ( Ludyga et al., 2018; Amatriain-Fernández et al., 2021). Andere Arbeiten in diesem Bereich erbrachten keine Ergebnisse (Madden et al., 1989; Panton et al., 1990; Blumenthal et al., 1991; Hassmén et al., 1992; Hill et al., 1993; Dustman et al., 1994), wobei dieser fehlende Effekt auf methodische Faktoren wie Ausgangsniveaus hoher kognitiver Funktionen oder kurze Interventionszeiten, die nicht zu Fitnessänderungen führen, zurückgeführt wird.

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Kramer et al. (1999) schlugen tatsächlich eine Hypothese der „selektiven Verbesserung“ vor, wonach Aerobic-Übungen speziell auf Gehirnregionen und kognitive Prozesse einwirken, die empfindlich auf Neurodegeneration reagieren, wie den präfrontalen Kortex und die exekutive Funktion. Diese Hypothese erweitert sich auf die Idee, dass Aerobic-Übungen möglicherweise nur dann positive Auswirkungen haben, wenn: (1) ein ausreichender kognitiver Rückgang vorhanden ist (dh es gibt Raum für kognitive Verbesserungen); oder (2) die kognitive Herausforderung ist ausreichend (dh die Aufgaben sind herausfordernd genug, um eine Verbesserung zu zeigen). Tatsächlich haben frühere Arbeiten an Nagetieren und Menschen gezeigt, dass die Auswirkungen von Bewegung auf die Kognition möglicherweise von der Schwierigkeit der Aufgabe abhängen (Creer et al., 2010; Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017; Suwabe et al. , 2017b). Wir schlagen vor, dass es einen „Sweet Spot“ für die Untersuchung der Auswirkungen von körperlicher Betätigung auf die kognitive Funktion geben könnte, bei dem die Grundniveaus der Kognition Raum für Verbesserungen zeigen (z. B. ältere Menschen oder andere klinische Bevölkerungsgruppen) oder die Aufgabenanforderungen so anspruchsvoll genug sind, dass dies der Fall ist Die Teilnehmer können ihre Leistung verbessern. Kürzlich haben Studien in unserem Labor gezeigt, dass die Aufgabenschwierigkeit moduliert werden kann, indem die Zeit, die den Teilnehmern die Möglichkeit gegeben wird, auf Reize zu reagieren, verkürzt wird (z. B. durch Verkürzung der Reizpräsentationszeit von 1.500 ms auf 1,{10}} ms). . Zukünftige Studien sind erforderlich, um die Auswirkungen von körperlicher Betätigung auf die Aufgaben des präfrontalen Kortex bei verschiedenen Reizpräsentationszeiten systematisch zu testen.

Einschränkungen und zukünftige Richtungen

Wir erkennen mehrere Einschränkungen der aktuellen Studie an. Erstens könnten unsere Ergebnisse durch die relativ hohe Abbrecherquote (∼38 %) in der Studie verzerrt sein. Diese Abbrecherquote war höchstwahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Studie abgelegen war und trotz verschiedener Rekrutierungsstrategien, darunter E-Mails, Textnachrichten und Telefonanrufe. Zweitens fanden wir zwar bestehende Korrelationsbeziehungen zwischen Trainingseinheiten und kognitiven und psychologischen Maßnahmen, fanden jedoch begrenzte Auswirkungen zwischen den Gruppen auf diese Ergebnisse – was darauf hindeutet, dass unsere Interventions- und Kontrollgruppen möglicherweise nicht unterschiedlich genug waren, um die Auswirkungen eines erhöhten Trainingsengagements zu zeigen. Beispielsweise absolvierte die Versuchsgruppe durchschnittlich 4 wöchentliche Trainingseinheiten, was am unteren Ende des zugewiesenen Bereichs von 4–7 wöchentlichen Trainingseinheiten lag. Da zudem bestätigt wurde, dass alle Teilnehmer vor Beginn der Studie mindestens drei Monate lang ein moderates Trainingsprogramm absolvierten, waren sie alle hochmotiviert, Sport zu treiben. Die meisten Teilnehmer, einschließlich der Kontrollgruppe, übten während des Studienzeitraums andere Sportarten (z. B. Laufen, Yoga, Aerobic-Kurse) aus, und daher könnte diese zusätzliche Menge an Bewegung zu Stimmung, Motivation oder kognitiven Effekten beigetragen haben. Darüber hinaus könnte die Tatsache, dass die Teilnehmer in eine Übungsstudie aufgenommen und zu zwei Zeitpunkten beurteilt wurden, sie möglicherweise dazu motiviert haben, mehr Sport zu treiben.

Wir haben auch keine gute Schätzung der Trainingsintensität für alle Trainingseinheiten erhalten, die außerhalb des Radsportstudios absolviert wurden, was eine weitere Einschränkung darstellt. Das allgemeine körperliche Aktivitätsniveau wurde ebenfalls nicht bewertet. Zukünftige Studien sollten den Einsatz von Aktivitätsüberwachung während des gesamten Studienzeitraums oder selbstberichtete Fragebögen (z. B. Internationaler Fragebogen zur körperlichen Aktivität; Globaler Fragebogen zur körperlichen Aktivität) in Betracht ziehen. Alternativ kann das Fehlen ursächlicher Befunde (z. B. fehlende Zeitgruppeneffekte) auf die Funktion des Hippocampus darauf hindeuten, dass möglicherweise eine längere Trainingseinheit erforderlich ist, um Veränderungen im Hippocampus hervorzurufen, da das Wachstum neuer Hippocampusneuronen stimuliert wird. 3 Monate Training sind möglicherweise ein zu kurzer Zeitraum für die Zellintegration und funktionelle Verbesserung des Hippocampus. Wenn man bedenkt, dass frühere Berichte über übungsbedingte Verbesserungen der Hippocampusfunktion bei jungen Erwachsenen als Reaktion auf hochintensive Trainingsprogramme vorliegen (Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017), könnte das Alter unserer Studienpopulation dazu beitragen der Mangel an Zeit∗ Gruppeneffekte; Darüber hinaus ist möglicherweise eine höhere Trainingsintensität erforderlich, um Effekte hervorzurufen. Eine weitere Einschränkung ergibt sich im Bereich des kardiorespiratorischen Fitnesstests.

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Da die Studie aus der Ferne stattfand, mussten wir uns darauf verlassen, dass die Teilnehmer selbst sowie das Personal der Fitnesseinrichtung beim Aufbau und der Inbetriebnahme der Geräte behilflich waren. Wir konnten keinen herkömmlichen VO2max-Test durchführen und mussten daher eine Schätzung der aeroben Kapazität berechnen. In einigen Fällen traten technische Probleme mit dem Test auf. Unter Berücksichtigung der Auswirkungen auf das Verhalten sollten zukünftige Studien sowohl die strukturellen als auch die funktionellen Veränderungen untersuchen, die mit diesen Verbesserungen durch bildgebende Verfahren wie MRT und fMRT verbunden sind. Wir gehen davon aus, dass diese Verhaltensverbesserungen mit einer Zunahme des Hippocampusvolumens sowie einer erhöhten funktionellen Aktivierung während der Aufgabenbewältigung einhergehen. Darüber hinaus ist zukünftige Forschung erforderlich, um die diesem Effekt zugrunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen zu untersuchen, insbesondere für Wachstumsfaktoren wie aus dem Gehirn stammende neurotrophe Faktoren (BDNF). Die Einbeziehung von Gentests für das BDNF-Gen könnte ein interessanter Forschungsansatz sein, insbesondere um festzustellen, ob Personen mit unterschiedlichen genetischen Varianten (z. B. BDNF-Val66Met-Polymorphismus) möglicherweise anfälliger für diese durch körperliche Betätigung hervorgerufenen Effekte sind.

SCHLUSSFOLGERUNGEN

In dieser langfristigen, randomisierten, kontrollierten Studie haben wir herausgefunden, dass eine zunehmende sportliche Betätigung mit einer Verbesserung des Hippocampus-abhängigen räumlichen Gedächtnisses, des negativen affektiven Zustands, Essstörungen und des Körperbildes bei einer Population mäßig fitter Erwachsener mittleren Alters mit einem ... verbunden war bestehendes Trainingsprogramm. Darüber hinaus korrelierte eine verbesserte kardiorespiratorische Fitness mit Verbesserungen des episodischen Gedächtnisses, des Stresses und der Trainingsmotivation. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei Personen mit einem bestehenden Trainingsprogramm eine Erhöhung der Trainingshäufigkeit zu weiteren Verbesserungen der kognitiven Funktion, Stimmung und Motivation führt. Unsere Ergebnisse haben klinische Relevanz und legen nahe, dass Bewegung eine Möglichkeit sein könnte, ein gesundes Altern zu unterstützen, insbesondere bei neurologischen Verhaltensweisen, die einen altersbedingten Rückgang zeigen, einschließlich des affektiven Zustands sowie des räumlichen Lernens und Gedächtnisses.

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