FORSØG MED LÆRING I BEVÆGELSE Workshop 2 Forhold mellem fysisk aktivitet og kognition. Fysiologiske og biologiske mekanismer
Forhold mellem fysisk aktivitet og kognition. Fysiologiske og biologiske mekanismer Anne Kær Thorsen Center for forskning i Børn og Unges Sundhed (RICH) Institut for Idræt og Biomekanik, Syddansk Universitet
Potentielle mekanismer Forsøg med dyr vs. mennesker Forsøg med mennesker Målinger ved brug af billedteknikker Blodprøver Muliggøre longitudinelle studier Forsøg med dyr Celle antal Dendrit densitet, størrelse og form Longitudinelle studier? Overførbarhed? Bedre end normal eller tilbage til normal?
Akut efter aerob fysisk aktivitet Andre? Katekolaminer (eks. dopamin, adrenalin) Vækstfaktorer (Eks. BDNF, VEGF) Laktat? hormoner (Eks. ACTH) Signaleringsveje, som fører til Andre? Arousal Blodgennemstrømning Frigivelse af Neurotransmitter Eksekutive funktioner, hukommelse m.fl. Roig et. al. 2013, Thomas et. al. 2012, Dishman et. al. 2006, Ekkekakis et. al. 1999
Potentielle mekanismer Akut efter aerob fysisk aktivitet Vækstfaktorer (eks. BDNF) Mennesker Ændringer kan måles perifært (serum, plasma eller blodplader) Dyr Ændringer kan måles centralt i hjernen (eks. i hippocampus) Signaleringsveje (generelle og forårsaget af fysisk aktivitet)
Træning over en periode Andre? Vækstfaktorer (eks. BDNF, GF-1, FGF-2, VEGF) Katekolaminer (eks. dopamin, adrenalin og noradrenalin) Signaleringsveje, som fører til Andre? Neurale netværk Blodvolumen Stress respons Frigivelse af Neurotransmitter Strukturelle ændringer (Eks. volumen af Hippocampus) Hukommelse, eksekutive funktioner m.fl. Thomas et. al. 2012, Dishman et. al. 2006, Roig et. al. 2013 6
Potentielle mekanismer Træning over en periode Strukturelle ændringer Ændringer i volumen lokalt (eks. hippocampus) eller globalt kan måles ved brug af metoder, som kan anvendes på mennesker (herunder MRscanning). Ændringer i volumen kan skyldes øget Synapse størrelse og densitet Dendrit forgreninger Angiogenese (nye blodårer) Neurogenese (nye neuroner) Thomas et. al. 2012
Den akutte effekt af aerob fysisk aktivitet på inhibition hos unge i alderen 16-19 år Anne Kær Thorsen, Lars Bo Andersen, Karsten Froberg, Martin Thomsen Ernst og Anna Bugge Effekten af 9 ugers aerob fysisk aktivitet på inhibition hos unge i alderen 16-19 år Anne Kær Thorsen, Lars Bo Andersen, Karsten Froberg, Martin Thomsen Ernst, Erik Lykke Mortensen og Anna Bugge
Formål Akut effekt af aerob fysisk aktivitet At undersøge effekten af akut aerob fysisk aktivitet på eksekutiv funktion hos unge i alderen 16-19 år, og om træningsintensitet og -varighed har en betydning i denne sammenhæng
Design Akut effekt af aerob fysisk aktivitet
Træningssessioner Akut effekt af aerob fysisk aktivitet Kontrol Hvile i 30 minutters i en stol Lav intensitet (rask gang) 5 minutters cykling ved 50 % af VO 2max 30 minutters cykling ved 50 % af VO 2max Moderat intensitet (let løb) 5 minutters cykling ved 65 % af VO 2max 30 minutters cykling ved 65 % af VO 2max Høj intensitet (løb) 5 minutters cykling ved 80 % af VO 2max Flanker test 6-8 minutter efter hver session
Formål 9 ugers træning At undersøge, om 9 ugers aerob fysisk aktivitet har en effekt på eksekutiv funktion og intelligens hos unge i alderen 16-19 år, og om intensiteten af træningen har en betydning i denne sammenhæng
Design 9 ugers træning
Intervention 9 ugers træning 30 min. 3 gange om ugen i 9 uger Moderat intensitet (let løb) 30 minutter ved 60-70 % af maksimal puls Høj intensitet 30 minutters intervaltræning ved 95-100 % af maksimal puls Rettes til Flanker test og en IQ-test før og efter
Resultater Akut aerob fysisk aktivitet Forskel i RT inkongruente -15-10 -5 0 5 10 15 Forskel i RT inkongruente * *Signifikant forskellig fra hvile(p<0,05) Hvile Ex1 Ex2 Ex3 Ex4 Ex5 Forskel (hvile som reference) Hvile: 95% 30 minutters CI hvile i en stol Ex1: 5 minutters cykling ved lav intensitet Ex2: 30 minutters cykling ved lav intensitet Ex3: 5 minutters cykling ved moderat intensitet Ex4: 30 minutters cykling ved moderat intensitet Ex5: 5 minutters cykling ved høj intensitet
Forskel (procentpoint) -2-1 0 1 2 3 4 Resultater Akut aerob fysisk aktivitet Forskel i nøjagtighed for inkongruente * * * Hvile Ex1 Ex2 Ex3 Ex4 Ex5 Forskel (hvile som reference) *Signifikant forskellig fra hvile(p<0,05) Hvile: 30 95% minutters CI hvile i en stol Ex1: 5 minutters cykling ved lav intensitet Ex2: 30 minutters cykling ved lav intensitet Ex3: 5 minutters cykling ved moderat intensitet Ex4: 30 minutters cykling ved moderat intensitet Ex5: 5 minutters cykling ved høj intensitet
Resultater 9 ugers træning Interventionen havde den tilsigtede effekt på aerob fitness (kondition) Procent ændring i VO2max -2 0 2 4 6 -.604% * 5.68% 1.17% Kontrol Høj Intensitet Lav Intensitet *Signifikant forskellig fra kontrol (p<0,05)
Resultater 9 ugers træning Ingen statistisk signifikante forskelle i ændringer fra før til efter interventionen mellem de 3 grupper i Flanker resultaterne.
Resultater Intelligens Der blev fundet en større forbedring i scoren for delprøven, som omhandlede talrækker (numerisk intelligens). Ingen forskelle i ændring i verbal, figurativ eller samlet intelligens score mellem grupperne. Ændring i intelligens score -2-1 0 1 2 3 4 Numerisk intelligens Kontrol Moderat Høj * Ændring (Kontrol som reference) 95% CI *Signifikant forskellig fra kontrol (p<0,05)
Opsamling Akut effekt af aerob fysisk aktivitet Der blev fundet en positiv akut effekt på Flanker testen (inhibition) efter 30 minutters aerob fysisk aktivitet ved lav intensitet og 5 minutters aerob fysisk aktivitet ved lav, moderat og høj intensitet, når der sammenlignet med hvile. 9 ugers træning Der blev fundet en større ændring i numerisk intelligens score efter 9 ugers træning ved høj intensitet sammenlignet med kontrolgruppen. Der blev ikke fundet en effekt på Flanker testen (inhibition) efter 9 ugers aerob fysisk aktivitet ved høj eller moderat intensitet.
Diskussion Akut effekt af aerob fysisk aktivitet Studiets styrker og svagheder Studiedesign Intensiteter (lille spænd mellem lav og høj intensitet) Én måling, én test
Diskussion 9 ugers træning Studiets styrker og svagheder Relativ kort træningsperiode Volumen af træning Er 30 minutter 3 gange/uge nok? Frafald (ca. 26%) Kompensation - nedsat normalt aktivitetsniveau? Er det muligt at påvirke eksekutive funktioner i denne aldersgruppe?
Diskuter 2-3 personer Hvordan kan du bruge de fremlagte resultater i din hverdag? (5 minutter) På baggrund af oplæggene Formuler 1-2 spørgsmål knyttet til biologien/mekanismerne, som I kunne ønske at få svar på (5 minutter) Fælles opsamling