Os efeitos do exercício intervalado agudo de alta intensidade na dinâmica temporal da memória de trabalho e na atividade de atraso contralateral - Parte 2

1.3|Efeitos do exercício intervalado de alta intensidade na cognição e nos ERPs

A EAI é caracterizada por episódios repetidos, curtos a moderados, de atividade de alta intensidade (acima do limiar anaeróbico) intercalados com períodos de recuperação de intensidade leve (Westonet al., 2014). O HIIE proporciona os mesmos benefícios fisiológicos para a saúde que as rotinas tradicionais de exercícios aeróbicos contínuos, realizadas na metade do tempo (Currie et al., 2013; Gillen et al., 2016; Helgerud et al., 2007).

Com o ritmo acelerado de vida da sociedade moderna, muitas pessoas sentem que não há tempo suficiente, cansaço físico, fraqueza mental, perda de memória e outros problemas. No entanto, a relação entre atividade de alta intensidade e memória é positiva.

Primeiro, o exercício pode aumentar o suprimento de oxigênio e o fluxo sanguíneo para o cérebro, melhorando assim o metabolismo cerebral. Isso pode promover a atividade normal dos neurônios e ajudar a promover a função cerebral normal. O exercício também pode promover a expansão e contração dos vasos sanguíneos cerebrais, prevenir o endurecimento dos vasos sanguíneos e aumentar a formação de trombos, prevenir a ocorrência de doenças cerebrovasculares e proteger ainda mais a memória.

Em segundo lugar, o exercício pode promover o metabolismo do corpo e aumentar a resistência e a imunidade do corpo. Isso reduz a fadiga física e o estresse e estimula emoções positivas. Quando o corpo está relaxado, o cérebro pode trabalhar com mais facilidade e manter e melhorar melhor a nossa memória.

Finalmente, as atividades de alta intensidade estimulam a vitalidade física e a força mental. Ao desenvolver resistência física e suor, pode-se desenvolver perseverança e autoconfiança, que são muito importantes, pois é preciso lidar com muitos desafios e tarefas difíceis na vida diária. Esse tipo de fortalecimento físico e psicológico também pode nos ajudar a lidar melhor com diversos problemas da vida cotidiana e a melhorar nossas habilidades de pensamento e memória.

No geral, a relação entre atividade de alta intensidade e memória é positiva. Com os métodos de exercício corretos, podemos melhorar muito a nossa memória, viver de forma saudável e lidar melhor com vários desafios. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória, pois a Cistanche deserticola também pode regular o equilíbrio dos neurotransmissores, como aumentar os níveis de acetilcolina e fatores de crescimento. Estas substâncias são muito importantes para a memória e a aprendizagem. Além disso, a carne também pode melhorar o fluxo sanguíneo e promover o fornecimento de oxigênio, o que pode garantir que o cérebro receba nutrientes e energia suficientes, melhorando assim a vitalidade e a resistência do cérebro.

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Embora limitadas, evidências recentes sugerem que o HIIE pode ser tão eficaz para benefícios cognitivos quanto sessões contínuas de exercícios moderados. Por exemplo, a pesquisa de Kao e colegas(Kao et al., 2017, 2018) demonstra melhorias significativas no controle inibitório, memória e reduções no componente P3ERP após 9- e 20-min de HIIE aeróbico({{ Intervalos de caminhada de 5}} minutos intercalados com 1- minutos de sessões de alta intensidade a 90% da frequência cardíaca máxima). Esses dados - juntamente com descobertas semelhantes (Alves et al., 2014; Tsukamoto et al., 2016) - sugerem que sessões curtas de HIIE aeróbica podem ser tão eficazes quanto as rotinas tradicionais de exercícios contínuos para melhores resultados cognitivos e neurocognitivos.

No entanto, os protocolos HIIE em um cenário do mundo real não estão restritos apenas a intervalos aeróbicos e normalmente integram uma mistura de rotinas aeróbicas e de resistência, incluindo calistenia básica que é projetada como um programa de condicionamento e força de alta intensidade para todo o corpo. -o exercício de resistência com peso é preferido em ambientes do mundo real, incluindo ambientes de trabalho e universitários (Eather et al., 2019, 2020). Infelizmente, as evidências que avaliam episódios únicos de atividade de resistência tradicional são misturadas com dados que revelam melhorias (Brush et al., 2016) e nenhuma mudança na cognição (Changet al., 2014; Pontifex et al., 2009) após episódios agudos.

Esses dados podem sugerir que as rotinas HIIE aeróbicas/de resistência do mundo real (HIIE-aeróbico/resistência) que incorporam elementos de exercícios resistidos com levantamento de peso podem não ser tão eficazes quanto o HIIE aeróbico (HIIE-aeróbico) na melhoria dos resultados cognitivos. No entanto, uma investigação recente revelou melhor desempenho durante uma tarefa de atenção após HIIE-aeróbico/resistência (11-minutos de calistenia com peso corporal) em comparação com repouso sentado (Walsh et al., 2018). Portanto, algumas evidências sugerem que a combinação de modalidades de treinamento resistido com aeróbio de alta intensidade pode ser eficaz para melhorar o desempenho cognitivo.

Portanto, dada a necessidade de pesquisas para avaliar aplicações práticas que normalmente ocorrem em ambientes do mundo real - juntamente com as descobertas limitadas para outros resultados de controle cognitivo - é necessário examinar mais detalhadamente as modalidades de exercícios práticos para compreender melhor as implicações translacionais da EAI aguda para aplicação no mundo real.

1.4|Estudo atual

O primeiro objetivo deste estudo é determinar a dinâmica temporal da memória de trabalho e medidas de CDA em vários momentos após episódios agudos de HIIE-aeróbico e HIIE-aeróbico/resistência em comparação com o repouso sentado. tempo que sugere uma operação cognitiva robusta que pode ser imune a mudanças posteriores.

No entanto, dadas as pesquisas anteriores sobre exercícios agudos que demonstraram mudanças no desempenho da memória de trabalho (Ji et al., 2017; Kamijo & Abe, 2019; Park & ​​Etnier, 2019; Salerno et al., 2019), previu-se que a HIIE aguda pode seguir pesquisas anteriores ( Pontifex et al., 2019) e revelam maiores benefícios para tipos de testes que revelam capacidade de memória de trabalho (ou assíntota), e têm consequências adicionais duradouras na estabilidade para esses tipos de testes e medidas ERP associadas por um período prolongado além do ataque agudo. Nosso segundo objetivo é avaliar as modalidades HIIE-aeróbicas/de resistência que ocorrem em ambientes do mundo real para determinar se tais métodos são tão eficazes quanto avaliações laboratoriais anteriores de HIIE-aeróbico.

2|MÉTODO

2.1|Participantes

Jovens adultos com idade entre 18 e 30 anos foram recrutados para o presente estudo. Os métodos de recrutamento incluíram anúncios em cursos de graduação em Cinesiologia e folhetos de estudo publicados em todo o campus. Todos os participantes forneceram consentimento por meio de assinatura digital usando uma pesquisa on-line da Qualtrics (Qualtrics, Provo, UT) pelo Conselho de Revisão Institucional da Universidade da Carolina do Norte em Greensboro. Todos os participantes receberam uma identificação exclusiva para completar várias pesquisas da Qualtrics, incluindo informações de exames de saúde, PAR-Q, Inventário de lateralidade de Edimburgo e informações demográficas. Com base nessas pesquisas, todos os participantes incluídos no estudo indicaram que não apresentavam deficiências neurológicas ou físicas que os impedissem de praticar exercícios de alta intensidade e tinham visão (corrigida para) normal com base no padrão mínimo 20/20.

Os dados dos participantes foram excluídos das análises finais devido à desistência após a primeira (n = 2) ou segunda (n = 3) visita ao laboratório, mau desempenho na tarefa de detecção de alterações (<50% accuracy; n  =  1), and insufficient ERP trials in one or more conditions (n  =  2). The final analyses were performed on 22 participants (15 female; 21.4±1.7 years old; 27% Black or African American; 60% White or Caucasian; 14% Alaska Native, American Indian, Asian, mixed, or other).

2.2|Tarefa de detecção de alterações

A tarefa de detecção de alterações foi realizada em um computador e apresentada no software de apresentação PsychoPy com a tela a uma distância de 1 m dos participantes sentados. Conforme ilustrado na Figura 1, um único ensaio incluiu estímulos apresentados sequencialmente consistindo de uma seta de direção (duração de 200 ms), matriz de memória (duração de 150 ms), intervalo de retenção (duração de 1.000 ms) e testarray (duração de 3.000 ms). Os participantes foram instruídos a manter o foco visual em um ponto de fixação branco apresentado no centro de uma tela cinza (RGB: 128128128) durante cada tentativa. Enquanto mantinham a fixação, os participantes foram orientados a lembrar os pontos na matriz de memória correspondente ao hemicampo indicado pela direção da seta que aparece acima do ponto de fixação. Os participantes responderam em um bloco de respostas durante a matriz de teste, indicando se a memória e as matrizes de teste eram iguais ou diferentes ("Algum dos pontos no hemicampo atendido mudou de cor?").

O objetivo de direcionar a atenção para os hemicampos visuais esquerdo e direito é para abordagens metodológicas para avaliação dos componentes N2pc e CDA ERP. Respostas iguais ou diferentes foram contrabalançadas entre os participantes com respostas "iguais" correspondentes a pressionar o polegar esquerdo e "diferentes" correspondendo a pressionar o polegar direito para 11 participantes, com instruções de resposta opostas dadas para os 11 participantes restantes. Cada tentativa consistia em conjuntos aleatórios de tamanhos de 2, 3, 4 ou 5 pontos de cores aleatórias (de 10 cores distintas possíveis, valores RGB: vermelho = 255 0 0; verde = 0 255 0; azul = 0 0 255 ; magenta = 255 0 255; amarelo = 255 255 0; ciano = 0 255 255;laranja = 255 103 1; branco = 255 255 255; marrom = 11356 0; preto = 0 0 0) .

Os participantes completaram seis blocos contendo 80 tentativas cada (6-min por bloco; 1-min de atraso entre os blocos; 41-min de tempo total para completar a tarefa) de tamanho de conjunto equiprovável (2- a 5-pontos) e detecção (alteração ou nenhuma alteração) que foram apresentados igualmente entre os hemicampos.

Os resultados de comportamento e ERP foram mesclados entre blocos pareados, identificados de acordo com o tempo de ocorrência seguindo as condições de intervenção ("40-min" =  1primeiro e segundo blocos mesclados, "54-min" {{4 }}rd e 4º blocos mesclados, "68-min" = 5º e 6º blocos mesclados), e avaliados separadamente para determinar mudanças temporais na função cerebral e no desempenho da tarefa após as condições de tratamento. O cálculo da capacidade de memória individual seguiu pesquisas anteriores [k=(taxa de acertos - taxa de falsos alarmes) × tamanho do conjunto], de modo que se presume que k aumenta com a carga do tamanho definido e atinge uma assíntota na capacidade de memória de trabalho de um indivíduo (Cowan, 2001).

2.3|Gravações ERP

A atividade EEG foi registrada a partir de 64 locais de eletrodos sinterizados Ag/AgCl dispostos em uma montagem estendida de acordo com o sistema International 10-10 (Chatrianet al., 1985) usando um Neuroscan Quik-Cap (Compumedics, Inc., Charlotte, NC) com AFz servindo como o eletrodo terra. Eletrodos bipolares adicionais foram colocados para monitorar a atividade eletrooculográfica (EOG) vertical e horizontal, posicionados acima e abaixo da órbita esquerda e no canto externo de ambos os olhos. Antes dos registros de EEG, a impedância do eletrodo era mantida em<10 kΩ. 

Os dados contínuos foram referenciados a um eletrodo de linha média colocado no ponto médio entre Cz e CPz e digitalizados a uma taxa de amostragem de 1000 Hz e amplificados 500 vezes com um filtro DC a 70Hz usando um amplificador NeuroscanSynAmps RT. Off-line, os dados foram processados ​​utilizando MATLAB (R2019) e vários plugins de caixa de ferramentas, incluindo EEGLAB (Delorme & Makeig, 2004) e ERPLAB (Lopez-Calderon & Luck, 2014). Os dados foram referenciados novamente para mastoides médias (M1, M2) e filtrados passa-alta (0,1 Hz).

O artefato Eyeblink foi removido utilizando um procedimento automatizado de análise de componentes independentes (ICA). As decomposições de ICA foram realizadas usando o algoritmo infomax estendido seguido por um método de correlação de série temporal que comparou dados VEOG brutos ponto a ponto com formas de onda de ativação de ICA separadas (isto é, matriz EEG.icaact gerada pelo procedimento ICA). Os fatores ICA foram removidos se o coeficiente de correlação fosse maior que 0,30. Os dados foram então retroprojetados sem componentes ICA rejeitados e verificados visualmente para determinar a atenuação do artefato do piscar de olhos.
As épocas bloqueadas por estímulo foram extraídas (-200 ms a 1000 ms; linha de base corrigida e filtro passa-baixo a 30 Hz) para cada tamanho definido durante o intervalo de retenção se uma resposta correta ocorresse durante a matriz de teste. As épocas foram rejeitadas se a amplitude pico a pico de uma janela móvel excedeu 100μV (100-ms de largura da janela e 50-ms de passo da janela) se a variância geral da época excedeu ±3 SDs da média do local (por local do eletrodo) e épocas aceitas globalmente (todos os locais do eletrodo) e por inspeção visual dos canais HEOG para movimentos oculares horizontais estereotipados.

O CDA foi determinado subtraindo a eletroatividade contralateral (hemicampo oposto do conjunto atendido) da atividade ipsilateral para cada tamanho definido. Pesquisas recentes indicam um mínimo de 30–50 ensaios limpos para detectar a presença de um CDA (ou seja, diferença confiável entre contralateral e ipsilateral) e 400 ensaios limpos para detectar diferenças na amplitude do CDA entre dois tamanhos de conjuntos (Ngiam et al., 2021).

Dados os ensaios limitados para detectar diferenças entre tamanhos de conjuntos no presente estudo (120 ensaios totais por tamanho de conjunto), as formas de onda CDA foram criadas calculando uma média de 100±15 épocas em todos os tamanhos de conjuntos separadamente dentro de cada intervalo de tempo (ou seja, 40-min, { {4}}min, 68-min).Análise da amplitude média CDA (300ms a 1000ms) e amplitude média N2pc (230ms a 300ms) foram realizadas nos locais dos eletrodos TP7/TP8, CP5/CP6, P7/P8, P5/ P6, PO7/PO8 e PO5/PO6.

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