적당히 건강한 성인의 유산소 운동 증가가 심리적 상태 및 인지 기능에 미치는 영향 조사

규칙적인 신체 운동은 비만, 당뇨병, 심혈관 질환의 위험을 줄이고, 기대 수명을 늘리며, 심리적 건강과 신경인지 기능을 촉진할 수 있습니다. 단면 연구에 따르면 심폐 건강 수준(VO2 max)은 기분 상태 개선 및 인지 능력 향상을 포함하여 뇌 건강 향상과 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 중재 연구는 이러한 단면 연구와 일치하지만 대부분은 적합도가 낮은 인구 집단에 중점을 두었습니다. 적당히 건강한 사람들의 신체 활동 수준을 높이면 기분, 동기 부여 및 인지가 크게 향상될 수 있는지 묻는 연구는 거의 없습니다. 따라서 본 연구에서는 적당히 건강한 개인의 유산소 운동 증가가 심리적 상태와 인지 능력에 미치는 영향을 조사했습니다. 우리는 운동 요법을 유지하기 위해 주당 1~2회의 유산소 운동 세션에 참여하는 25~59세의 적당히 건강한 성인을 무작위로 배정했습니다.n = 41) 또는 운동 요법을 늘립니다(예: 주당 4~7회의 유산소 운동;n = 39) 3개월 동안 제공됩니다. 중재 전후 모두 수정된 심폐 체력 테스트를 사용하여 유산소 능력과 해마 기능을 평가했습니다.~을 통해공간 탐색 작업 및 니모닉 유사성 작업을 포함한 다양한 신경 심리학적 평가와 긍정적 및 부정적 영향 척도, Beck 불안 목록, 상태 특성 불안 목록, 인지된 스트레스 척도, 반추 척도, 섭식 장애 검사, 섭식을 포함한 자체 보고 측정 태도 테스트, 신체 태도 테스트, 운동 설문지의 행동 조절. 우리의 초기 작업 가설과 일치하게, 우리는 운동을 늘리면 두려움, 슬픔, 죄책감, 적대감을 포함한 부정적인 감정의 측정이 크게 감소하고 신체 이미지가 개선된다는 것을 발견했습니다. 또한, 우리는 총 운동 횟수가 향상된 공간 탐색 능력 및 신체 이미지뿐만 아니라 불안, 전반적인 부정적 감정, 두려움, 슬픔, 적개심, 반추 및 섭식 장애 감소와 유의미한 관련이 있음을 발견했습니다. 또한 체력 수준의 증가는 일화 기억력 및 운동 동기 부여 향상뿐만 아니라 스트레스 감소 및 섭식 장애와도 유의미한 관련이 있었습니다. 우리의 연구 결과는 중년의 적당한 체력을 가진 성인의 경우 이미 진행 중인 피트니스 요법에서 운동 수준을 계속 높이는 것이 심리적, 인지적 건강 모두에 추가적인 이점과 연관되어 있음을 나타내는 최초의 연구 결과 중 일부입니다.

cistanche tubeulosa의 장점 - 기억력 향상

키워드: 신체 활동, 심폐 건강, 공간 학습 및 기억, 일화 기억, 기분, 정서 상태, 신체 이미지

소개

규칙적인 운동 요법을 유지하는 것은 체중 조절, 근육과 뼈 강화, 유연성 증가, 당뇨병, 비만, 심장병, 관절염, 암 위험 감소, 기대 수명 연장을 위한 중요한 건강 행위입니다(Penedo and Dahn, 2005; Wen 외., 2011). 또한 운동은 정서적 상태와 인지 기능을 개선할 뿐만 아니라 뇌 위축 및 신경퇴행성 장애의 발병을 지연시켜 심리적, 신경학적 건강을 돕습니다(Hillman et al., 2008; Hearing et al., 2016). 중요한 것은 성인기 동안 신체적으로 더 활동적인 개인은 노화 과정에서 인지 저하, 경도 인지 장애, 치매 또는 알츠하이머병에 걸릴 위험이 더 낮다는 것입니다(Yaffe et al., 2001; Abbott et al., 2004; van Gelder et al. ., 2004; Weuve 등, 2004; Taaffe 등, 2008; Hamer 및 Chida, 2009; Geda 등, 2010; Kirk-Sanchez 및 McGough, 2014; Hörder 등, 2018). 이 효과는 용량-반응 곡선을 따르는 것으로 보이며, 가장 높은 수준으로 운동하는 개인은 가장 큰 신경 보호 효과를 나타냅니다(Yaffe et al., 2001; van Gelder et al., 2004; Hamer and Chida, 2009; Erickson et al. , 2010). 그러나 2018년 신체 활동 지침 자문 위원회 보고서는 "인구, 인지 결과 및 실험적 접근법 전반에 걸쳐 상충되는 결과로 인해 신체 활동과 인지 사이에 용량-반응 관계가 존재하는지 여부를 판단할 수 있는 증거가 불충분합니다"라고 밝혔습니다. 이는 중요한 연구 영역입니다(Piercy et al., 2018). 인간 문헌에서 급성 및 만성 운동 모두의 가장 두드러진 효과는 주의력, 작업 기억, 인지 유연성 및 억제 조절과 같은 전두엽 피질에 의존하는 기분 및 실행 기능에서 입증되었습니다(Chang et al., 2012; Basso 및 Suzuki, 2017; Loprinzi 외, 2021). 최근 연구 결과에서는 고간섭 기억을 포함한 해마 의존 기능의 운동 유발 개선에 대한 증거도 나타났습니다(Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017; Suwabe et al., 2017a; Bernstein and McNally, 2019). 인식 기억(Whiteman et al., 2014).

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이러한 발견과 일치하여, 설치류 문헌에서 운동의 주요 효과는 신경 발생, 시냅스 발생, 신경교생성과 같은 구조적 변화 및 생리적 변화로 이어지는 체적 성장 증가를 포함하여 해마에 대한 상당한 영향을 보여주었으며, 이로 인해 자극의 임계치가 낮아졌습니다. 시스템(Pereira 등, 2007; Voss 등, 2013, 2019). 또한 인간을 대상으로 한 단면적 신경 영상 연구에서는 심폐 건강(VO2 max)이 해마의 더 큰 뇌 용적(Erickson et al., 2009) 및 휴식 상태 분석 중 기본 모드 네트워크의 기능적 연결성, 특히 해당 영역과 연관되어 있음을 나타냅니다. 해마옆이랑과 중간 측두이랑을 포함합니다(Voss et al., 2010). 행동 수준에서 인간을 대상으로 한 단면적 연구에서는 신체 활동과 향상된 해마 의존 기능 사이의 연관성을 발견했습니다(Cox et al., 2016; Gaertner et al., 2018). 그러나 후방 해마(예: 공간 학습 및 기억)와 전방 해마(예: 정서적 및 동기 부여 행동)의 기능을 모두 포함하여 해마 행동에 대한 장기 운동의 효과를 조사하기 위해 중재적 접근 방식을 사용한 사례는 거의 없습니다. 장기 운동이 뇌 건강에 미치는 영향을 조사한 대부분의 연구는 어린이나 체력이 낮은 노인 인구를 대상으로 수행되었습니다. 건강하고 적당히 건강한 성인의 심리 상태와 인지 건강에 운동이 미치는 영향을 조사한 연구는 거의 없습니다(그러나 Chen et al., 2019; Quinlan et al., 2021 참조). 또한, 인지 기능을 조사하는 많은 종단적 운동 연구는 항상 심폐 체력(VO2 max) 수준 증가에 초점을 맞추지는 않습니다(Smiley Oyen et al., 2008; Ruscheweyh et al., 2011). 우리는 젊은이와 중년 성인이 VO2 max를 증가시키는 강도로 운동할 수 있는 신체적 능력을 갖고 있으며, 뇌 건강과 가소성이 여전히 높은 수준에 있는 개인에게 운동이 계속해서 뇌에 이점을 줄 수 있다는 가설을 세웠기 때문에 이 모집단을 선택했습니다. 즉, 노화와 신경변성이 시작되기 전입니다. 또한, 우리는 이미 진행 중인 피트니스 요법을 받는 이 인구 집단이 특히 주간 신체 활동을 증가시키려는 동기를 부여받아 실험적 개입을 고수할 것이라는 가설을 세웠습니다. 우리의 가설을 해결하기 위해 우리는 모든 참가자가 정량화 가능하고 동일한(모드 및 기간 측면에서) 유산소 운동 경험에 참여할 수 있도록 직접 사이클링 수업을 제공하는 기존 운동 시설과 협력했습니다.

우리는 현재 운동 요법을 유지하거나(예: 주당 1~2회의 실내 사이클링 세션) 운동 요법을 늘리기 위해 현재 주당 1~2회의 유산소 운동 세션에 참여하고 있는 25~59세의 건강한 성인을 무작위로 배정했습니다. 즉, 주당 4~7회의 실내 사이클링 세션)을 3개월 동안 진행합니다. 개입 전후에 유산소 능력을 평가했습니다.~을 통해수정된 심폐 능력 테스트, 인지 기능~을 통해신경인지 평가 배터리(예: Stroop 작업, Eriksen Flanker 작업, N-Back 작업, 공간 탐색 작업, 니모닉 유사성 작업) 및 심리 상태~을 통해일련의 자기보고 설문지. 우리는 정서적 상태, 운동 동기, 식습관, 신체 이미지에 초점을 맞추었습니다. 이러한 심리적 과정은 적응형 건강 행동과 연관되어 있기 때문입니다. 우리는 운동 요법을 늘린 참가자가 운동 요법을 유지한 참가자에 비해 상당한 심리적, 인지적 개선을 보일 것이며 이러한 변화는 심폐 능력의 증가로 예측될 것이라는 가설을 세웠습니다. 또한, 우리는 운동 요법과 심리적, 인지적 변화 사이에 유의미한 관계가 있을 것이라는 가설을 세웠습니다. 따라서 더 많은 운동 세션에 참여했거나 3개월 동안 체력 측면에서 가장 많이 얻은 사람들이 가장 큰 이점을 보일 것입니다. .

행동 양식

참가자들

총n = 130 참가자는 온라인 및 전단지 광고를 통해 텍사스 주 오스틴에서 모집되었습니다. 모든 참가자는 영어를 주요 언어로 사용하는 25~59세의 건강한 남성과 여성으로, 적당하고 규칙적인 운동 요법(주당 1~2회, 20분 이상 운동으로 정의됨)을 갖고 있었습니다. 지난 3개월). 현재 흡연을 하고 있거나 허리, 엉덩이, 무릎 문제가 있거나 운동을 어렵거나 안전하지 않게 만드는 기타 기존 건강 상태가 있는 경우 참가자는 제외되었습니다. 흡연은 다양한 만성 질환의 독립적인 위험 요소이고 흡연은 심폐 기능을 손상시켜 운동을 어렵게 하거나 불편하게 만들 수 있으므로 흡연자는 제외되었습니다(Johannsen et al., 2014). 불안, 우울증, 양극성 장애, 정신 분열증 또는 간질을 포함한 정신 질환 또는 신경 질환에 대한 현재 진단을 받았거나 약물을 복용한 참가자도 제외되었습니다. 참여하기 전에 모든 참가자는 사전 동의를 받았습니다. 모든 연구 문서 및 데이터 수집 방법은 인간 대상과 관련된 활동에 관한 뉴욕 대학교 위원회의 승인을 받았으며 이를 준수했습니다. 최종 분석에서 참가자는 총 12회 이상(즉, 주당 최소 1회) 운동을 완료하지 않은 경우 제외되었습니다. 최종 분석은 총n = 80 참가자; 그러나 일부 분석에는 다음보다 적은 수가 포함됩니다.n = 80 데이터 누락으로 인해 발생합니다. 우리는 결과를 통해 이것이 사실임을 확인합니다.

cistanche tubeulosa의 장점-항알츠하이머병

일반 절차

모든 참가자는 3개월간 신체 활동 경험에 참여했습니다. 참가자들은 현재의 운동 요법을 유지하거나(대조군) 운동 요법을 주당 4~7회(실험군)로 늘리도록 무작위로 배정되었습니다. 대조군 참가자는 이전 운동 요법에 따라 하나 또는 두 개의 수업을 듣도록 배정되었으며, 이는 평가되었습니다.~을 통해자가 보고식 선별 설문지. 선별 설문지에서 참가자들은 지난 3개월 동안 운동이 일상적인 부분인지, 일주일에 몇 일 운동했는지, 운동 강도 수준에 대해 질문을 받았습니다. 또한 그들은 자신의 운동 습관에 대한 정성적인 설명을 작성하도록 요청받았습니다. 이 정보와 후속 전화 통화를 바탕으로 필요한 경우 연구원은 참가자가 적당히 활동적인지 여부를 결정했습니다. 체력 수준은 나중에 체력 테스트에서 정량화되었습니다. 실험 참가자들은 주당 최소 4번의 세션에 참여하도록 권장되었지만 운동 요법을 주당 7번으로 늘릴 수 있습니다. 모든 운동 세션은 텍사스 주 오스틴에 있는 RIDE Indoor Cycling1에서 진행되었습니다. 모든 수업은 45분 동안 진행되는 사이클링 수업이었습니다. 참가자들에게는 모든 운동 세션 동안 착용할 수 있는 손목 기반 심박수 모니터인 Mio FUSE2가 제공되었습니다. 3개월 동안 각 운동 세션에 대해 심박수(HR)를 수집했으며 참가자는 MyFitnessPal을 사용하여 각 운동 세션에 대한 평균 심박수를 수동으로 기록했습니다. 참가자들은 RIDE 외부에서 발생한 다른 운동 세션을 스스로 보고했습니다. 3-개월 전후에 참가자들은 수정된 심폐 체력 테스트와 일련의 신경심리학적 작업 및 자가 보고 지표를 완료했습니다.

체력 테스트

개입의 시작과 끝에서 각 참가자의 유산소 체력을 평가하기 위해 최대 이하 주기 테스트가 사용되었습니다. 참가자들은 가슴 주위에 심박수 모니터(Polar)를 배치하고 고정식 자전거를 탔습니다. 연구의 원격 특성으로 인해 모든 적합성 평가가 수행되었습니다.~을 통해화상 회의(Skype) 및 컴퓨터에 대한 원격 액세스. 체력 평가 동안 참가자들은 분당 50 회전(RPM)의 사이클 케이던스를 유지하라는 지시를 받았습니다. 체력 평가의 처음 2분은 워밍업 기간으로 고정식 자전거에 추가 저항을 가하지 않았습니다. 워밍업 후 저항은 매 분마다 6와트(0.12 kp 또는 36 kg/min에 해당)씩 증가했으며 RPE와 심박수는 매 분마다 기록되었습니다. 또한 RacerMate는 고정식 자전거에 부착되어 속도[시간당 마일(mph) 및 RPM 모두], 와트 및 칼로리 소모량을 추적했습니다. 인지된 운동은 Borg Rating of Perceived Exertion Scale(RPE)을 사용하여 테스트의 매 순간 모니터링되었습니다. 테스트는 110bpm과 연령 예측 최대 HR[206 − (0.67 × 연령)]의 80% 사이에 최소 3개의 HR이 기록될 때까지 계속되었습니다. 참가자가 중지를 요청하거나 RPM을 50으로 유지할 수 없거나 연령 예측 최대 HR의 80%에 도달하거나 초과하면 테스트가 종료되었습니다. 체력 평가 후 참가자들에게는 2-분간의 휴식 시간이 주어졌습니다. 그런 다음 각 작업 부하에 대한 HR 반응을 연령 예측 최대 HR에 추정하여 최대 유산소 능력을 추정했습니다.

계산

체력 테스트는 110BPM과 연령 예측 최대 HR의 약 80% 사이의 여러(적어도 3개) 작업 부하와 HR 반응을 측정하도록 설계되었으며, 이는 미국 스포츠 의학 대학의 운동 테스트 및 처방에 대한 지침 섹션에도 설명되어 있습니다. 사이클 에르고미터를 이용한 최대 심폐 체력 테스트. HR은 분당 심박수로 측정되었으며 작업량은 kg/min으로 기록되었습니다. 이들 값의 상관관계는 다음 방정식을 사용하여 결정되었습니다.(x − x)(y − y) ÷ q P (x − x) 2 P (y − y) 2, 여기서 x 값은 작업 부하이고 y 값은 HR입니다. 그런 다음 이 값에 각 점 집합에 대한 표준 편차의 몫을 곱했습니다(즉,( q P (x − x) 2 ÷ (n − 1)) ÷ ( q P (y − y) 2 ÷ (n − 1)) 최적선의 기울기를 계산합니다. 그런 다음 최적선의 절편은 다음과 같이 계산되었습니다.x − (계산된 기울기× y). 따라서 작업량에 대한 HR 반응을 가장 잘 설명하는 방정식을 사용하여 연령 예측 최대 HR을 도출할 것으로 예상되는 작업량을 계산했습니다.(계산된 기울기× 연령 예측 최대 HR) + 계산된 절편]. 이 예측된 최대 작업량의 대사 비용을 추정하기 위해 미국 스포츠 의학 대학의 운동 테스트 지침 및 다리 사이클링 중 에너지 소비(ml/kg/min O2)에 대한 처방 방정식이 사용되었습니다.정지성분(3.5) + 수평성분(3.5) + ((1.8)× 계산된 최대 작업량)÷ 체중(kg). 이는 최대하 운동 테스트를 수행할 때 사용되는 표준 절차입니다(주목할 만한 예는 YMCA 최대하 주기 인체측정기 테스트; Fitchett, 1985; Beekley et al., 2004).

심리 및 인지 평가

3-개월 개입 전후에 참가자들은 마지막 운동 세션 후 최소 2~4시간에서 7일 이내에 집에서 일련의 신경 심리학적 작업과 자가 보고 설문지를 작성했습니다. 신경 심리학적 과제가 수행되었습니다.~을 통해모든 인지 작업을 제시하고 참가자 데이터를 저장하도록 설계된 연구실의 웹사이트입니다. 자가보고 설문지를 실시했습니다.~을 통해구글 양식. 참가자들은 평가 전과 평가 도중 음주나 기타 불법 물질 사용을 삼가하도록 요청받았습니다.

심리 상태를 평가하기 위한 자가 보고 설문지

참가자들은 감정 상태, 식사 태도, 신체 이미지 및 운동 동기를 평가하기 위해 일련의 검증되고 신뢰할 수 있는 자체 보고 설문지를 작성하라는 지시를 받았습니다. 정서적 상태 Beck Anxiety Inventory(BAI)와 State-Trait Anxiety Inventory(STAI)를 사용하여 불안을 평가했습니다. BAI는 4-점 Likert 척도에서 점수가 매겨진 21개 항목으로 구성되며 항목은 더 큰 불안을 반영하는 높은 점수로 총점으로 합산됩니다(Beck et al., 1988a). STAI는 4-점 Likert 척도로 점수가 매겨진 40개 항목으로 구성되며 항목은 더 큰 불안을 반영하는 높은 점수로 총점으로 합산됩니다(Spielberger, 1983). Beck Depression Inventory(BDI)는 우울증 증상을 평가하는 데 사용되었습니다(Beck et al., 1988b). BDI는 4-Likert 척도에서 점수가 매겨진 21개 항목으로 구성되며 항목은 더 심한 우울증 증상을 반영하는 높은 점수로 총점으로 합산됩니다. PANAS(Positive and Negative Affect Schedule)는 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 모두 평가하는 데 사용되었습니다(Watson and Clark, 1999). PANAS는 일반적 긍정적 정서, 유쾌함, 자기 확신, 주의력, 평온함, 놀람 등 긍정적 정서의 6개 하위 척도와 일반적 부정적 정서, 두려움, 슬픔, 죄책감, 적대감 등 부정적 정서의 7개 하위 척도를 평가하는 60개 항목으로 구성되어 있습니다. , 수줍음, 피로. 항목은 5-점 Likert 척도에 따라 점수가 매겨지며, 항목을 합산하여 각 하위 척도에 대한 점수를 계산합니다. PSS(Perceived Stress Scale)는 스트레스를 평가하는 데 사용되었습니다(Cohen et al., 1983). PSS는 5-Likert 척도로 점수가 매겨진 10개 항목으로 구성되며 항목은 더 높은 스트레스를 반영하는 점수가 높을수록 총점으로 합산됩니다. 반추를 평가하기 위해 반추적 반응 척도(RRS)가 사용되었습니다(Treynor et al., 2003). RSS는 4-Likert 척도로 점수가 매겨진 22개 항목으로 구성되며 항목을 합산하여 총점을 계산합니다. 섭식 태도 및 신체 이미지 섭식 장애 검사 설문지(EDE-Q)와 섭식 태도 테스트(EAT)를 사용하여 섭식 장애 행동을 평가했습니다. EDE-Q는 구속, 섭식 문제, 체형 문제 및 체중 문제를 평가하는 7-점 리커트 척도로 점수가 매겨진 22개 항목과 행동 빈도에 관한 6개 자유 응답 항목을 포함하는 28개 항목으로 구성됩니다(Berg et al. , 2012). 구속, 섭식에 대한 관심, 체형에 대한 관심, 체중에 대한 관심 점수는 전체 점수의 평균으로, 점수가 높을수록 섭식 장애가 더 심하다는 것을 반영합니다. EAT는 6-점 Likert 척도에서 점수가 매겨진 26개 항목으로 구성되며, 항목은 총점으로 합산되어 더 높은 섭식 장애를 반영하는 높은 점수로 구성됩니다(Garner et al., 1982). 신체 이미지를 평가하기 위해 신체 태도 테스트(BAT)가 사용되었습니다(Probst et al., 1995). BAT에는 6-점 척도로 점수가 매겨진 20개의 항목이 포함되어 있으며 항목은 총점으로 합산되며 점수가 높을수록 신체 이미지가 더 부정적이라는 것을 의미합니다.

운동 동기부여

운동에 대한 행동 조절 설문지(BREQ- 2)는 운동에 대한 자기 결정을 평가하는 데 사용되었습니다(Markland and Tobin, 2004). BREQ-2는 5-점 Likert 척도에서 점수를 매기고 동기, 외부 규제, 내부 규제, 확인된 규제, 내재 규제를 포함한 5개 하위 척도 점수의 평균을 낸 19개 항목으로 구성됩니다. RAI(Relative Autonomy Index)는 개인이 운동을 스스로 결정하는 정도를 나타내는 지표로 가중 하위 점수의 합으로 계산됩니다(Ryan and Connell, 1989). RAI =(동기부여 * -3) + (외부 규제 * -2) + (새로 도입된 규제 * -1) + (확인된 규정 * 2) + (본질적인 규제 * 3) 

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인지 기능을 평가하기 위한 테스트

Stroop Task 실행 기능에 대한 이 고전적인 테스트는 주의력과 인지 간섭 억제를 모두 평가했습니다(Stroop, 1935). 참가자들에게 일련의 색상이 있는 단어(예: 빨간색, 녹색, 파란색 또는 노란색)를 제시하고 표시하도록 요청했습니다.~을 통해버튼을 누르면 각 단어의 색상이 나타납니다. 단어의 색상은 단어 자체와 일치하거나(예: 합동; 시행의 50%) 일치하지 않습니다(즉, 부조화)(예: 파란색 잉크로 인쇄된 파란색이라는 단어는 합동 시행의 예인 반면 파란색이라는 단어는 합동 시행의 예입니다). 빨간색 잉크로 인쇄된 것은 부적합 재판의 예입니다). 블록당 48개의 시도가 있는 3개의 블록이 제시되었습니다. 합동 및 부적합 시험에 대한 평균 정답률과 반응 시간이 포착되었습니다. 간섭 점수는 다음 공식을 사용하여 계산되었습니다. I=[(전체 올바른 합동) - (전체 올바른 부조화)] / [(전체 올바른 합동) + (전체 올바른 부조화)] * 100은 다음 공식에서 적용되었습니다. Valgimigliet al. (2010).

에릭센 플랭커 임무

실행 기능에 대한 이 테스트는 주의력과 반응 억제를 모두 평가했습니다(Eriksen and Eriksen, 1974). 참가자들에게는 7개의 문자로 구성된 문자열이 제시되었습니다. 중앙 문자 하나와 양쪽에 3개의 문자가 옆에 있었습니다. 참가자들은 가운데 글자에 집중하여 네 글자 중 하나를 찾도록 지시받았습니다. 측면 공격수는 중앙 문자와 일치하거나(즉, 합동), 중앙 문자와 일치하지 않지만 가능한 세 문자 중 다른 문자이거나(즉, 불일치), 완전히 다른 문자였습니다(즉, 중립). 그런 다음 참가자들에게 중앙 문자와 관련된 화살표 키를 누르라는 지시를 받았습니다. 블록당 48개의 시도가 있는 3개의 블록이 제시되었습니다. 합동, 부조화 및 중립 시험에 대한 평균 정답률과 반응 시간이 포착되었습니다.

N-백 태스크

이 테스트는 참가자의 작업 기억을 테스트하고 각 N 단계에 대한 응답 시간을 측정하는 데 사용되었습니다(Kirchner, 1958). 참가자들은 총 4단계에 걸쳐 일련의 편지를 받았습니다. 이 테스트의 목표는 현재 문자가 시리즈에서 0, 1, 2 또는 3단계 이전의 대상 문자와 일치하는지 여부를 올바르게 식별하는 것이었습니다. 참가자들은 문자가 일치하면 'J'를 누르고, 문자가 일치하지 않으면 'F'를 눌러야 했습니다. 참고로 하단에 열쇠가 제공되었습니다. 0-백 단계에서는 대문자 사용에 관계없이 전체 작업 중에 일치시킬 문자가 하나만 있었습니다. 1-뒤로 단계에서 참가자들은 현재 편지 바로 다음에 제시된 마지막 편지를 기억해야 했습니다. 2-뒤로 단계에서 참가자들은 현재 문자보다 두 단계 전에 온 문자를 기억해야 했습니다. 마지막으로 3-뒤로 단계에서는 참가자들이 현재 편지보다 세 걸음 전에 온 편지를 기억해야 했습니다. 각 블록은 30 + n번의 ​​시도로 구성되었으며, 각 블록에는 8개의 타겟과 3개의 미끼가 포함되어 있습니다. 0-, 1-, 2- 및 3-뒤 조건에 대한 평균 정답률과 반응 시간이 포착되었습니다.

공간 항법 테스트

해마 의존 기능에 대한 이 테스트는 공간 탐색 및 일화 기억 능력을 평가합니다. 이 작업에 활용된 공간 맵과 작업 절차는 Miller et al. (2013). 이 작업에서 참가자들은 특정 랜드마크를 찾기 위해 화살표가 있는 녹색 경로를 따라 가상 도시를 탐색했습니다.그림 1A). 참가자들은 마우스를 사용하여 앞으로(위쪽 화살표) 또는 뒤로(아래쪽 화살표) 이동하고 오른쪽 또는 왼쪽으로 회전하여 가상 도시를 이동했습니다. 참가자들은 또한 마우스를 사용하여 도시를 둘러볼 수 있었습니다(예: 하늘 위 또는 땅 아래). 이러한 컨트롤은 참가자에게 알림으로 화면에 표시되었습니다. 참가자들은 5개의 서로 다른 랜드마크를 방문하고 위치를 기억해야 했습니다. 참가자들이 랜드마크를 발견하면 녹색 다이아몬드(그림 1B). 이 작업 안내 부분 후에 참가자들은 다시 안내 화살표 없이 작업을 완료했습니다. 참가자들은 처음 방문한 순서대로 랜드마크로 돌아와서 각 위치에 물건을 배달하도록 요청받았습니다.그림 1C). 전체 지도의 항공 보기가 표시됩니다.그림 1D. 각 위치를 찾는 데 걸린 시간은 작업의 각 부분(즉, 인코딩 및 기억 단계)에 대해 캡처되었습니다. 작업의 총 시간(종료 시간 - 시작 시간)과 작업의 인코딩 및 기억 단계에 대한 평균 탐색 기간을 계산했습니다. 일화 기억을 평가하기 위해 참가자들에게 순서대로 방문한 모든 랜드마크와 각 랜드마크에 전달한 항목을 자유롭게 기억하도록 요청했습니다(상자에 단어를 입력하여). 장소 점수는 정확하게 기억된 랜드마크의 수로 계산되었습니다. 순서 점수는 시퀀스의 올바른 위치에서 회상된 랜드마크의 수로 계산되었습니다. 항목 점수는 올바르게 회상된 항목 수로 계산되었습니다. 연관 점수는 올바른 랜드마크와 항목 쌍의 수로 계산되었습니다. 에피소드 기억 점수는 장소, 주문, 항목 및 연관 점수의 합으로 계산되었습니다.

니모닉 유사성 테스트

해마 및 해마 외 의존 기능에 대한 이 테스트는 기억의 두 가지 측면인 인식 기억과 미끼 식별을 평가합니다(Stark et al., 2013). 먼저, 참가자들에게 일련의 이미지를 제시하고 이러한 항목이 실내(버튼 누름 'I'' 누름) 또는 실외(버튼 누름 'O'' 누름)에 속하는지 결정하도록 요청했습니다. 작업의 이 부분에서는 참가자가 화면에 표시되는 자극에 주의를 기울이고 있음을 확인했습니다. 두 번째로 놀라운 작업 부분에서 참가자들은 추가로 96개의 이미지를 보여주고 이미지가 오래되었는지('F' 버튼 누르기), 비슷한지(스페이스 바), 새로운 것인지('J 버튼 누르기') 식별하도록 요청받았습니다. ''); 각 카테고리는 당시 1 3번 제시되었습니다. 이전 이미지는 첫 번째 세트에 제시된 이미지이고, 유사한 이미지는 첫 번째 세트에 제시된 것과 유사한 이미지이며, 새로운 이미지는 첫 번째 세트에 제시되지 않은 이미지입니다. 적절한 버튼 누름을 상기시키기 위해 화면 하단에 키가 제공되었습니다. 모든 시험에 대한 참가자의 응답 시간도 기록되었습니다. 인식 기억 성능은 오래된 이미지에 대한 '오래된' 반응에서 새로운 이미지에 대한 '오래된' 반응을 뺀 값으로 계산되었습니다. 니모닉 유사성 성능(즉, 미끼 식별 지수)은 유사한 이미지에 대한 '유사' 반응에서 새로운 이미지에 대한 '유사' 반응을 뺀 값으로 계산되었습니다.

통계 분석

그룹 간 반복 측정 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 시간에 따른 차이를 평가했습니다(이전 vs.사후 테스트) 및 그룹 간(대조군 대 증가). Pearson의 Product-Moment Correlation을 사용하여 총 클래스 수와 각 신경행동 측정값의 변화뿐 아니라 추정된 VO2 max의 변화와 각 신경행동 측정값의 변화 사이의 관계를 평가했습니다. 통계적 유의성을 결정하기 위해 알파 값 0.05를 사용했습니다. 모든 통계 분석에는 IBM SPSS Statistics 버전 26이 활용되었습니다.

그림 1 |공간 탐색 테스트.(A) 인코딩 단계의 예시 장면 - 랜드마크로 이어지는 화살표가 있는 녹색 경로.(B) 기억 단계의 예시 장면.(C) 녹색 다이아몬드 마커가 있는 랜드마크의 예입니다.(D) 게임 환경의 항공 지도.

결과

인구통계

기준선에서는 연령 그룹 간에 차이가 없었습니다(t(78) = −0.384, p = 0.702), 성별(χ 2 (1) = 0.450, p = 0.502) 또는 교육(χ 2 (3) = 6.969, p = 0.073; 1 번 테이블). 총 수업 세션

실험 그룹(47.87 ± 2.24)은 통제 그룹(20.73 ± 0.72;t(45.76) = −11.554, p < 0.001; 그림 2A). 또한 실험 그룹은 중재 그룹보다 사이클링 스튜디오 외부에서 훨씬 더 많은 운동에 참여했습니다.t(54.320) = −3.586, p < 0.001).

표 1 |기준 인구통계학적 특성

또한 사이클링 스튜디오 외부의 운동을 포함하더라도 대조군은 주당 1~2회의 운동 세션(23.63(±1.11))이라는 이전 계획을 유지했음을 확인했습니다.

수업 세션 중 심박수

실험군(145.38 ± 1.92)과 대조군(144.96 ± 2.10;t(78) = −0.147, p = 0.883; 그림 2B). 

체질량 및 피트니스

체질량이나 BMI에 대한 유의미한 시간이나 시간* 그룹 효과는 없었습니다. 추정된 VO2 max에 상당한 시간 효과가 있었습니다(F(1, 57) = 18.809, p < 0.001), 두 그룹 모두 시간이 지남에 따라 체력이 증가합니다(표 2). 참고로, 베이스라인에서 대조군의 평균 유산소 능력은 33.46 ml/kg/min 산소 소비량이었고 증가 그룹은 30.52 ml/kg/min으로 두 그룹 모두 베이스라인에서 적당히 적합했음을 확인했습니다(Graves et al., 2015).

심리적 조치

정서적 상태 일반적인 부정적 영향에 대해 상당한 시간* 그룹 상호 작용이 발견되었습니다(F(1, 78) = 4.667, p = 0.034), 두려움(F(1, 78) = 4.873, p = 0.030), 슬픔(F(1, 78) = 3.992, p = 0.049), 죄책감(F(1, 78) = 4.152, p = 0.045) 및 적대감(F(1, 78) = 5.367, p = 0.023) PANAS의 하위 척도(그림 3A~E). 증가자는 일반적인 부정적인 영향을 크게 감소시켰습니다(F(1, 38) = 29.772, p < 0.001), 대조군에서는 유의미하지 않은 감소(F(1, 40) = 2.189, p = 0.147). 증가자의 공포감이 크게 감소했습니다(F(1, 38) = 13.980, p < 0.001), 대조군에서는 유의미하지 않은 감소(F(1, 40) = 0.342, p = 0.562). 증가자는 슬픔이 크게 감소했습니다 (F(1, 38) = 28.462, p < 0.001), 대조군에서는 유의미하지 않은 감소(F(1, 40) = 1.503, p = 0.227). 증가자는 죄책감이 크게 감소했습니다 (F(1, 38) = 21.794, p < 0.001), 대조군에서는 유의미하지 않은 감소(F(1, 40) = 0.887, p = 0.352). 증가자는 적대감이 크게 감소했습니다(F(1, 38) = 21.601, p < 0.001), 대조군에서는 유의미하지 않은 감소(F(1, 40) = 1.028, p = 0.317). 또한 수줍음을 제외한 모든 감정 상태 측정에서 상당한 시간 효과가 발견되었으며 두 그룹 모두 시간이 지남에 따라 개선되는 것으로 나타났습니다.표 3).

그림 2 |총 수업 세션(A) 수업 중 평균 심박수(B) 12-주의 개입 기간 동안. 데이터는 평균 및 표준 오류로 표시됩니다.

먹는 태도와 신체 이미지

신체 이미지에 대해 상당한 시간* 그룹 상호 작용이 발견되었습니다(F(1, 78) = 5.019, p = 0.028; 그림 3F). 두 그룹 모두 신체 이미지가 크게 향상되었으며,F(1, 38) = 17.686, p < 0.001)은 대조군(F(1, 40) = 6.985, p = 0.012). 또한, EDE-Q로 측정한 바와 같이 섭식 장애에 대해 상당한 시간 효과가 나타났습니다.F(1, 78) = 19.679, p < 0.001) 및 본문 이미지(F(1, 78) = 25.220, p < 0.001), 두 그룹 모두 시간이 지남에 따라 개선되는 모습을 보였습니다(표 4). 

운동 동기부여

운동 동기 부여에는 상당한 시간 효과가 나타났습니다(F(1, 78) = 9.480, p = 0.003) 두 그룹 모두 운동에 대한 자기 결정력이 향상되었습니다(표 4). 

인지 측정

스트루프 태스크

합동에 대한 정확한 백분율에 대해 상당한 시간 효과가 발견되었습니다(F(1, 67) = 4.137, p = 0.046) 및 불일치(F(1, 67) = 5.100, p = 0.027) 합동 정답에 대한 시도 및 반응 시간(F(1, 67) = 38.585, p < 0.001) 및 불일치 정확(F(1, 67) = 13.575, p < 0.001) 시도(보충 표 1). 유의미한 시간* 그룹 효과는 관찰되지 않았습니다.

에릭센 플랭커 임무

부적합한 수정에 대한 반응 시간에 대해 상당한 시간 효과가 발견되었습니다(F(1, 68) = 5.465, p = 0.022) 및 중립적 올바른 시행(F(1, 68) = 5.634, p = 0.020) 두 그룹 모두 시간이 지남에 따라 반응 시간이 감소했습니다(보충 표 2). 다른 시간 효과나 시간* 그룹 효과는 관찰되지 않았습니다.

N-백 태스크

N0(F(1, 68) = 12.550, p < 0.001) 시도와 올바른 N2 시도에 대한 반응 시간(F(1, 62) = 6.684, p = 0.012; 보충 표 3).

표 2 |체질량과 체력.

그림 3 |그룹 효과로 인한 상당한 시간(A) 일반적인 부정적인 영향;(B) 두려움;(C) 비애;(D) 죄;(E) 적의; 그리고(F) 신체 이미지. 데이터는 평균 ± SEM으로 표시됩니다. *p < 0.05.

공간 항법 테스트

이 임무가 완료되지 않았기 때문에,n = 11명의 참가자가 최종 분석에서 누락되었습니다. 주문 점수(Order Score)에 대해 상당한 시간 효과가 나타났습니다(F(1, 67) = 9.649, p = 0.003), 연관 점수(F(1, 67) = 10.593, p = 0.002) 및 에피소드 기억 점수(F(1, 67) = 4.233, p = 0.044), 두 그룹 모두 시간이 지남에 따라 점수가 증가했습니다. 다른 중요한 시간이나 시간* 그룹 효과는 모든 변수에 대해 관찰되지 않았습니다(표 5).

니모닉 유사성 작업

이 임무가 완료되지 않았기 때문에,n = 10명의 참가자가 최종 분석에서 누락되었습니다. 루어 식별 지수(Lure Discrimination Index)로 측정한 니모닉 유사성 성능에 대해 상당한 시간 효과가 나타났습니다(F(1, 68) = 12.410, p < 0.001), 두 그룹 모두 시간이 지남에 따라 점수가 증가합니다. 유의미한 시간* 그룹 효과는 관찰되지 않았습니다(표 6). 

총 사이클링 운동 횟수와 심리적, 인지적 측정 지표의 변화 사이의 상관 분석

모든 상관 분석에는 통제 그룹과 실험 그룹 모두의 모든 참가자가 포함되었습니다. 심리적 측정과 관련하여 자전거 운동의 총 횟수는 불안 감소와 유의미한 상관관계가 있었습니다(BAIr = −0.236, p = 0.035; 스타이r = −0.237, p = 0.035), 일반적인 부정적 영향(r = −0.280, p = 0.012), 두려움(r = −0.301, p = 0.007), 슬픔(r = −0.222, p = 0.048), 적대감(r = −0.286, p = 0.010), 반추(r = −0.242, p = 0.030), EDE-Q로 측정한 섭식 장애(r = −0.324, p = 0.003) 및 향상된 신체 이미지(r = −0.372, p = 0.001; 그림 4). 인지 측정과 관련하여 사이클링 운동의 총 횟수는 평균 탐색 시간의 개선과 유의미한 상관관계가 있었습니다(r = −0.321, p = 0.007) 및 총 시간 향상(r = −0.242, p = 0.045) 공간 탐색 작업(그림 4). 총 사이클링 운동 횟수와 MST, Stroop, Eriksen Flanker 또는 N-back 측정값 간에는 유의미한 상관관계가 없었습니다.

표 3 |정서적 상태 측정.

표 4 |식습관, 신체 이미지, 운동 동기.

체력 수준의 변화와 심리적, 인지적 지표의 변화 사이의 상관 분석

심리적 측정과 관련하여 추정된 VO2 max의 증가는 스트레스 감소와 유의미한 상관관계가 있었습니다(r = −0.269, p = 0.039) 및 섭식 장애(EDE-Q)r = −0.327, p = 0.011; 먹다r = −0.278, p = 0.033) 운동에 대한 자기결정력 향상(r = 0.260, p = 0.047; 그림 5). 인지 측정과 관련하여 추정된 VO2 max의 증가는 항목 점수의 개선과 유의미한 상관관계가 있었습니다(r = 0.401, p = 0.004), 주문 점수(r = 0.284, p = 0.043), 연관 점수(r = 0.491, p < 0.001) 및 에피소드 기억 점수(r = 0.449, p < 0.001) 공간 탐색 작업(그림 5). 또한 증가된 추정 VO2 최대값은 N-back 작업의 N3 시도에서 정답률 감소와 상관관계가 있었습니다(r = −0.277, p = 0.049). 추정된 VO2 max의 변화와 MST, Stroop 또는 Eriksen Flanker 측정값의 변화 사이에는 유의미한 상관관계가 없었습니다.

논의

본 연구에서는 표준 운동량에 비해 유산소 운동 프로그램의 양을 늘리는 것이 중등도로 건강한 개인 그룹의 정서 상태와 인지 능력에 미치는 영향을 조사했습니다. 이 무작위 대조 설계를 사용하여 우리는 적당한 운동 요법을 유지하는 것과 비교하여 운동을 늘리는 것이 두려움, 슬픔, 죄책감, 적대감을 포함한 일반적인 부정적인 영향 수준을 크게 감소시키고 신체 이미지를 개선한다는 것을 발견했습니다. 확실히 유산소 운동에서 나타난 가장 강력한 직접적인 효과는 심리적 상태에 관한 것이었지만 데이터를 단면적으로 살펴보면 다른 결과도 나타났습니다. 전체 연구 모집단에 대한 상관 분석을 사용하여 우리는 총 운동 횟수가 향상된 공간 탐색 능력 및 신체 이미지뿐만 아니라 불안, 일반적인 부정적 감정, 두려움, 슬픔, 적개심, 반추 및 무질서 감소와 유의미한 관련이 있음을 발견했습니다. 식사. 또한 체력 수준의 증가는 일화 기억력 및 운동 동기 부여 향상뿐만 아니라 스트레스 감소 및 섭식 장애와도 유의미한 관련이 있었습니다. 우리가 발견한 내용(요약:표 7)은 중년 성인의 경우 이미 진행 중인 운동 요법에서 운동 수준을 계속 높이는 것이 심리적, 인지적 건강 모두에 추가적인 이점이 있음을 나타내는 최초의 연구 중 일부입니다. 이러한 발견은 건강한 노화, 특히 정서적 상태 및 인지 기능과 관련하여 중요한 의미를 갖습니다.

표 5 |공간 탐색 테스트.

표 6 |니모닉 유사성 작업

그림 4 |총 사이클링 운동 횟수와 모든 관심 변수 간의 Pearson의 제품 순간 상관 관계. Pearson의 r은 x축에 표시되며 중요한 효과(p < 0.05)는 빨간색으로 표시됩니다. 중요하지 않은 효과는 검은색으로 표시됩니다.

그림 5 |추정된 VO2 최대치의 변화와 모든 관심 변수 사이의 Pearson의 제품 순간 상관 관계. Pearson의 r은 x축에 표시되며 중요한 효과(p < 0.05)는 빨간색으로 표시됩니다. 중요하지 않은 효과는 검은색으로 표시됩니다.

인간에 대한 이러한 발견은 운동 수준 증가와 관련된 개선된 해마 기능을 보여주는 설치류의 운동 연구와 일치합니다(van Praag et al., 1999a,b; Voss et al., 2013).

만성적인 운동 증가가 심리적 상태에 미치는 영향

12주간의 유산소 운동 훈련 후, 적대감, 죄책감, 슬픔, 두려움 및 전반적인 부정적 감정의 감소를 포함하여 여러 부정적인 기분 지표의 현저한 감소가 나타났으며, 실험군은 대조군보다 더 큰 감소를 보였습니다. 많은 연구에서 급성 및 만성 운동 모두 긍정적인 감정의 증가와 부정적인 감정의 감소, 특히 불안과 우울증을 포함하여 기분 개선에 유익하다는 것을 보여주었습니다(Cramer et al., 1991; Arent et al., 2000; Hoffman 및 Hoffman, 2008; Basso 및 Suzuki, 2017; Bonham 외, 2018; Aparicio 외, 2021). 여기에서 우리는 이전에 운동 요법을 받은 중년 개인의 유산소 운동을 늘리면 운동 요법을 유지하는 것 이상의 추가 정서 상태 개선을 제공할 수 있음을 보여줍니다. 대부분의 연구는 젊거나 노년층에 초점을 맞추었지만(Reed and Ones, 2006; Chang et al., 2012; Hogan et al., 2013) 최신 연구는 중년층에 초점을 맞췄습니다(Chen et al., 2019). ; Quinlan et al., 2021), 우리 연구는 중년 성인을 대상으로 한 최초의 종단적 운동 연구 중 일부입니다. 정서 상태에 대한 이러한 유익한 효과는 부분적으로 도파민, 세로토닌, 노르에피네프린, 체내칸나비노이드 및 내인성 아편유사제를 포함한 신경영양물질 및 신경조절물질의 운동 유발 증가로 인한 것으로 생각됩니다(Dietrich 및 McDaniel, 2004; Fuss and Gass, 2010; Lin 및 Kuo, 2013; Siebers et al., 2021). 또한, 다른 연구에서는 운동이 스트레스 저항성 뇌를 생성하여 교감부-부신수질 및 시상하부-뇌하수체-부신(HPA) 축에 강력한 영향을 미치기 때문에 정서 상태 변화가 발생할 수 있음을 보여주었습니다(Greenwood and Fleshner, 2008; Fleshner 등, 2011). 이러한 운동으로 인한 기분 상태 변화와 관련된 구조적 및 생리학적 뇌 변화와 운동 중단 후 지속 기간을 결정하기 위한 향후 연구가 필요합니다. 감소된 부정적인 기분 매개변수 외에도 우리는 12주간의 훈련 후에 부정적인 신체 이미지의 감소를 발견했으며, 실험 그룹은 대조군보다 더 큰 감소를 보였습니다. 흥미롭게도 두 그룹 모두 BMI나 식습관에 변화가 없음에도 불구하고 부정적인 신체 이미지가 감소한 것으로 나타났습니다. 그럼에도 불구하고, 운동 요법을 늘린 사람들은 대조군에 비해 부정적인 신체 이미지가 훨씬 더 많이 감소한 것으로 나타났습니다. 다른 연구에서는 운동 중재가 전 생애에 걸쳐 다양한 연령대에서 신체 이미지를 향상시키는 것으로 나타났습니다(Hausenblas 및 Fallon, 2006; Campbell 및 Hausenblas, 2009). 12주 전후에 BMI를 평가했지만 체성분이나 신체 둘레에 대한 측정은 없었습니다. 따라서 체지방량에서 제지방량으로 체중이 재분배되거나 허리 둘레의 변화가 신체 태도 개선에 영향을 미쳤을 수 있습니다. 향후 연구에서는 운동 수행 행위로 인해 발생하는 부정적인 신체 이미지의 변화와 해당 운동으로 인해 발생할 수 있는 잠재적인 인체 측정 및 신체 구성 변화를 풀려고 노력할 수 있습니다. 우리는 또한 운동에 더 많이 참여하고 심폐 건강이 개선되면 기분, 식사 동기, 운동 동기 및 신체 이미지가 향상된다는 것을 발견했습니다. 이는 건강하고 활동적인 성인의 운동 빈도와 관련된 정서, 동기 및 신체 이미지의 개선을 보여주는 최초의 연구 중 하나입니다. 우리 연구 결과에 따르면, 이전 연구에서는 운동이 건강한 사람뿐만 아니라 불안 장애가 있는 사람의 불안 증상을 감소시키는 것으로 나타났습니다(Mochcovitch et al., 2016; Stubbs et al., 2017). 또한, 운동 횟수 또는 체력 향상과 반추 감소, 일반적인 부정적 감정, 슬픔 및 적대감 사이의 연관성은 운동 증가가 우울증 위험을 감소시킨다는 이전 연구 결과와 일치합니다(Hassmén et al., 2000; Mammen and Faulkner, 2013). 중요한 것은 우리의 연구와 다른 연구에서 운동 참여가 심폐 건강에 변화가 없더라도 부정적인 기분 상태를 줄일 수 있다는 것을 보여주었습니다(Olson et al., 2017). 또한 연구에 따르면 운동이나 심폐 건강은 향상된 생리학적 스트레스 반응성 및 심리적 스트레스 감소와 관련이 있을 수 있습니다(Holmes and Roth, 1985; Aldana et al., 1996; Brockmann and Ross, 2020; Allesøe et al., 2021). 큰 단면적 표본(N = 55,185), Allesøe et al. (2021)은 자기 보고된 신체 활동 및 건강 수준이 높을수록 인지된 스트레스 수준이 낮다는 것을 발견했습니다. 우리의 현재 연구에서는 또한 객관적인 운동 테스트를 통해 측정된 체력 향상이 인지된 스트레스 감소와 관련이 있다는 것을 발견했습니다. 종합적으로, 이러한 발견은 운동 참여와 체력 향상이 다양한 부정적인 기분 측정의 개선으로 이어진다는 것을 시사합니다. 일부 연구에서는 규칙적인 운동 요법에 참여하면 운동 동기와 신체 이미지가 향상된다는 사실이 밝혀졌지만(Pearson and Hall, 2013), 이러한 결과와 운동 횟수 또는 체력 향상 간의 관계는 이전에 보고된 바가 없습니다. 또한 일부 연구에서는 운동이 신체 이미지에 미치는 영향이 운동 동기에 의해 조절될 수 있으며, 이는 운동에 의해 영향을 받는 심리적 결과 사이에 복잡한 관계가 있음을 나타냅니다(Lepage and Crowther, 2010). 체력과 섭식 동기 사이의 관계에 관한 연구는 제한적이지만, 한 연구에서는 체력 수준이 낮은 청소년이 섭식 장애가 발생할 위험이 더 크다는 사실을 발견했습니다(Veses et al., 2014). 이 분야의 이전 연구 대부분이 강박 운동과 섭식 장애 사이의 관계에 초점을 맞춰왔듯이, 이번 연구는 건강한 인구의 체력 향상과 섭식 장애 감소 사이의 관계를 보여주는 최초의 중재적 연구입니다.

표 7 |중년 성인의 만성 유산소 운동의 인과관계 및 상관효과 요약. 인과 효과는 시간*그룹 효과를 나타냅니다.

만성적인 운동 증가가 인지 기능에 미치는 영향

또한, 우리는 운동에 대한 더 많은 참여와 심폐 능력의 향상이 공간 탐색 및 일화 기억 능력의 향상과 유의미한 연관이 있음을 발견했습니다. 즉, 더 자주 운동하고 체력이 더 많이 향상되는 개인은 이전에 학습한 위치로 더 효율적으로 탐색할 수 있을 뿐만 아니라 이 경험 중에 제시된 정보를 기억할 수 있었습니다. 이 작업은 둘 다 해마 형성에 크게 의존합니다. 가상 미로 작업을 사용하여 운동이 건강한 성인 인구의 공간 탐색을 향상시키는 것으로 나타난 것은 이번이 처음입니다. 14명의 노인(60세 이상)을 대상으로 한 최근 파일럿 연구에서는 엑소게임을 2개월간 수행한 결과 외심 및 동심 탐색 작업인 바닥 미로 테스트에서 즉각적인 코스 수행 미로 시간으로 평가한 바와 같이 공간 탐색이 크게 향상되었음을 발견했습니다. 올리베이라 외, 2020). 이전 보고서에서는 심폐 능력 수준 향상이 해마 용적 증가와 관련이 있으며 이후 Virtual Water Morris Maze의 공간 학습과 관련이 있다는 청소년의 단면적 증거도 발견했습니다(Herting and Nagel, 2012; Prathap et al., 2021). . 다른 단면 연구에서는 노인의 신체 활동 수준(예: 총 걸음 수 및 걸음 속도)과 일화 기억 능력 사이에 유의미하고 긍정적인 관계가 있는 것으로 나타났습니다(Hayes et al., 2015). 또한 급성 운동은 일화 기억에 상당히 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다(Sng et al., 2018; Johnson and Loprinzi, 2019; Loprinzi et al., 2019). 우리는 중년 성인의 신체 활동과 체력을 향상시키면 공간 기억 능력과 일화 기억 능력이 모두 향상된다는 사실을 처음으로 보여줌으로써 이 문헌에 추가합니다. 이는 운동이 해마 의존성 기능, 특히 공간 탐색을 개선한다는 것을 보여주는 설치류에 대한 기존 연구와 일치합니다(Voss et al., 2013). 인간과 동물 문헌의 이전 연구에서는 이러한 효과가 학습과 기억에 중요한 구조인 해마의 운동으로 인한 변화로 인한 것임을 확인했습니다. 노인을 대상으로 한 중추적 연구에서는 1년간의 유산소 걷기 개입이 운동 유발 신경발생의 자리인 치상회(dentate gyrus)와 CA1, 치상회를 포함하는 전해마의 용적을 증가시키는 것으로 나타났습니다(Erickson et al., 2011). . 양측 해마 용적의 이러한 증가는 VO2 max, 혈청 BDNF 수준 및 기억 성능(점 고정 작업 사용)의 변화와 긍정적으로 연관되어 있었지만 유산소 운동 중재는 공간 기억 성능 자체에 큰 영향을 미치지 않았습니다. 또 다른 특징적인 연구에서는 만성 운동이 인간(21~45세)의 치아이랑 CBV와 병행하여 설치류의 치아이랑 신경발생 및 뇌혈액량(CBV)을 증가시키는 것으로 나타났습니다. Rey 청각 언어 학습 과제(Pereira et al., 2007). 또한 현존하는 설치류 연구에 따르면 자발적인 바퀴 달리기와 강제 트레드밀 달리기는 Morris Water Maze, Y-maze, T-maze 및 방사형 팔 미로와 같은 작업을 통해 공간 탐색을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 상황에 따른 공포 조건화, 수동적 회피 학습, 새로운 물체 인식 및 패턴 분리와 같은 해마(Fordyce and Farrar, 1991; Van Praag et al., 2005; O'Callaghan et al., 2007; Chen et al., 2008; van Praag, 2008; Creer 등, 2010; Falls 등, 2010). 행동 효과는 운동으로 인한 해마 BDNF 수준의 향상, 신경 발생, 장기 강화 및 기존 해마 네트워크로의 기능적 통합에 따라 달라집니다(Neeper et al., 1995; van Praag et al., 1999a,b; Kobilo et al. al., 2011; Vivar 등, 2016; Voss 등, 2019).

동물 및 인간 문헌에 대한 이러한 연구 모음은 운동으로 인한 공간 탐색 및 일화 기억의 향상이 해마 수준의 구조적 및 생리적 변화에 달려 있음을 시사합니다. 우리는 운동에 대한 더 많은 참여가 중년까지 해마 능력을 향상시킬 수 있다는 것을 입증함으로써 인간에 대한 이 문헌을 추가합니다. 이는 이러한 인지 능력의 손상이 해마 구조의 연령 관련 위축으로 나타나기 때문에 노화에 중요한 영향을 미칩니다(Ramanoël et al., 2019). 현재 연구에서 우리는 Stroop, Eriksen Flanker 및 N-back 작업으로 측정한 전두엽 피질 의존 기능에 대한 운동 참여 증가의 효과도 발견하지 못했습니다. 이러한 발견은 비슷한 연령 범위의 성인이 급성 유산소 운동을 하면 전두엽 피질 기능이 향상된다는 연구 결과와 대조됩니다(Basso et al., 2015).

우리는 다양한 신경 작용 메커니즘(특히 전두엽 피질 부위; Basso and Suzuki, 2017)을 갖춘 급성 운동이 실행 기능을 급격히 향상시킬 수 있지만, 이 수준의 만성 운동은 기본 실행 기능 개선을 유도할 만큼 엄격하지 않다고 추측합니다. 우리는 또한 이러한 각 작업의 정답률이 100% 또는 거의 100%에 가까웠기 때문에 현재의 null 결과는 작업 성능에 대한 상한 효과로 인한 것일 수 있다고 가정합니다. 이 분야의 이전 연구에서는 유산소 운동 훈련이 특히 Stroop, Eriksen Flanker 및 N-Back Task를 포함한 작업을 사용하여 전두엽 피질 의존 기능을 크게 향상시키는 것으로 나타났습니다(Dustman et al., 1984; Colcombe et al., 2004; Hansen 등, 2004; Smiley-Oyen 등, 2008; Stroth 등, 2010; Coetsee 및 Terblanche, 2017; Ludyga 등, 2018; Amatriain-Fernández 등, 2021). 이러한 연구의 대부분은 노인을 대상으로 수행되었으며(Dustman et al., 1984; Colcombe et al., 2004; Smiley-Oyen et al., 2008; Coetsee and Terblanche, 2017), 일부는 어린이나 청소년을 대상으로 수행되었습니다( Ludyga 외, 2018; Amatriain-Fernández 외, 2021). 이 분야의 다른 연구에서는 null 결과가 나왔습니다(Madden et al., 1989; Panton et al., 1990; Blumenthal et al., 1991; Hassmén et al., 1992; Hill et al., 1993; Dustman et al., 1994), 이러한 효과 부족은 높은 인지 기능의 기본 수준이나 체력 변화로 이어지지 않는 짧은 개입 기간과 같은 방법론적 요인에 기인합니다.

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Krameret al. (1999)은 실제로 유산소 운동이 전두엽 피질 및 집행 기능과 같이 신경퇴행에 민감한 뇌 영역과 인지 과정에 특별히 작용한다는 '선택적 개선' 가설을 제안했습니다. 이 가설은 다음과 같은 경우에만 유산소 운동이 유익한 효과를 제공할 수 있다는 생각으로 확장됩니다. (1) 충분한 인지 저하가 발생합니다(즉, 인지 개선의 여지가 있음). 또는 (2) 인지적 어려움이 충분합니다(즉, 작업이 개선을 보여줄 만큼 충분히 어렵습니다). 실제로 설치류와 인간을 대상으로 한 이전 연구에서는 운동이 인지에 미치는 영향이 작업 난이도에 따라 달라질 수 있음이 나타났습니다(Creer et al., 2010; Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017; Suwabe et al. , 2017b). 우리는 운동이 인지 기능에 미치는 영향을 조사하기 위한 '최적의 지점'이 있을 수 있다고 제안합니다. 이로써 인지의 기본 수준은 개선의 여지가 있음을 보여주거나(예: 노인 또는 기타 임상 집단) 작업 요구 사항이 다음과 같이 충분히 도전적입니다. 참가자는 성능을 향상시킬 수 있습니다. 최근 우리 연구실의 연구에 따르면 참가자에게 자극에 반응할 기회가 주어지는 시간을 줄임으로써 작업 난이도를 조절할 수 있음이 입증되었습니다(예: 자극 제시 시간을 1,500ms에서 1,{10}}ms로 줄임). . 다양한 자극 제시 시간에 따라 전두엽 피질 작업에 대한 운동의 효과를 체계적으로 테스트하는 향후 연구도 필요합니다.

한계와 향후 방향

우리는 현재 연구의 몇 가지 한계를 인정합니다. 첫째, 우리 연구 결과는 연구에서 상대적으로 높은 탈락률(~38%)로 인해 편향될 수 있습니다. 이러한 중퇴율은 연구의 원격 특성과 이메일, 문자 메시지, 전화 통화를 포함한 여러 모집 전략에도 불구하고 가장 많이 발생했습니다. 둘째, 운동 세션과 인지적, 심리적 측정 사이에 존재하는 상관 관계를 발견했지만 이러한 결과에 대한 그룹 간 효과는 제한적이라는 것을 발견했습니다. 즉, 중재 그룹과 통제 그룹이 운동 참여 증가의 효과를 보여줄 만큼 충분히 구별되지 않았을 수 있음을 시사합니다. 예를 들어, 실험 그룹은 평균 4주간의 운동 세션에 참석했는데, 이는 할당된 범위인 4~7주간의 운동 세션 중 가장 낮은 수준이었습니다. 또한, 모든 참가자는 연구 시작 전 최소 3개월 동안 적당한 운동 요법을 실시한 것으로 확인되어 모두 운동에 대한 의욕이 높았습니다. 대조군을 포함한 대부분의 참가자는 연구 기간 동안 다른 형태의 운동(예: 달리기, 요가, 유산소 운동 수업)에 참여했으므로 이러한 추가적인 운동량은 기분, 동기 부여 또는 인지 효과에 기여했을 수 있습니다. 또한 참가자들이 운동 연구에 등록하고 두 번에 걸쳐 평가했다는 사실이 참가자들이 더 많이 운동하도록 동기를 부여했을 수 있습니다.

또한 사이클링 스튜디오 외부에서 완료된 모든 운동에 대한 운동 강도에 대한 좋은 추정치를 얻지 못했는데, 이는 또 다른 제한 사항입니다. 일반적인 신체 활동 수준도 평가되지 않았습니다. 향후 연구에서는 연구 기간 동안 활동 모니터링이나 자체 보고 설문지(예: 국제 신체 활동 설문지, 글로벌 신체 활동 설문지) 활용을 고려할 수 있습니다. 대안적으로, 해마 기능에 대한 인과관계 발견의 결여(즉, 시간 부족* 그룹 효과)는 새로운 해마 뉴런의 성장을 자극하는 것과 연관되어 해마 변화를 일으키는 데 더 오랜 시간이 걸릴 수 있음을 나타낼 수 있습니다. 3개월의 운동은 해마 세포 통합과 기능 개선을 위한 기간보다 너무 짧을 수 있습니다. 운동으로 인한 해마 기능 개선에 대한 이전 보고서가 고강도 운동 요법에 반응하여 젊은 성인에게서 나타났다는 점을 고려하면(Déry et al., 2013; Heisz et al., 2017), 우리 연구 집단의 연령은 시간 부족* 그룹 효과; 또한 효과를 유도하려면 더 높은 운동 강도가 필요할 수 있습니다. 또 다른 한계는 심폐 체력 테스트 영역에 있습니다.

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연구가 원격으로 진행되었기 때문에 장비 설치 및 시작을 돕기 위해 참가자 자신과 피트니스 시설 직원의 도움을 받아야 했습니다. 우리는 전통적인 VO2 max 테스트를 수행할 수 없었기 때문에 유산소 능력의 추정치를 계산해야 했으며, 어떤 경우에는 테스트에서 기술적 문제가 발생했습니다. 행동 효과를 고려하여 향후 연구에서는 MRI 및 fMRI와 같은 신경 영상 기술을 통해 이러한 개선과 관련된 구조적 및 기능적 변화를 모두 조사해야 합니다. 우리는 이러한 행동 개선이 작업 참여 중 해마 부피의 증가와 기능적 활성화의 증가를 동반할 것이라고 가정합니다. 또한, 특히 뇌 유래 신경 영양 인자(BDNF)와 같은 성장 인자에 대한 이러한 효과의 기초가 되는 세포 및 분자 메커니즘을 조사하기 위한 향후 연구가 필요합니다. BDNF 유전자에 대한 유전자 검사를 통합하는 것은 특히 다양한 유전적 변이(예: BDNF Val66Met 다형성)를 가진 개인이 이러한 운동 유발 효과에 더 취약할 수 있는지 여부를 확인하기 위한 흥미로운 연구 방법이 될 수 있습니다.

결론

이 장기 무작위 대조 연구에서 우리는 운동 참여의 증가가 해마 의존적 공간 기억, 부정적인 정서 상태, 섭식 장애 및 신체 이미지의 개선과 관련이 있다는 것을 발견했습니다. 기존 운동요법. 또한 향상된 심폐 능력은 일화 기억, 스트레스 및 운동 동기의 향상과 상관 관계가 있었습니다. 이러한 결과는 기존 운동 요법을 사용하는 개인의 경우 운동 빈도를 늘리면 인지 기능, 기분 및 동기 부여가 더욱 향상된다는 것을 시사합니다. 우리의 발견은 임상적 관련성을 가지며 운동은 건강한 노화를 지원하는 한 가지 방법일 수 있으며, 특히 정서적 상태와 공간 학습 및 기억을 포함하여 연령 관련 쇠퇴를 나타내는 신경 행동의 경우 더욱 그렇습니다.

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