Effects of a 10-week aerobic exercise intervention on physical fitness, cognition and preattentive sensory processing of aging women
Authors
Date
2016Access restrictions
This material has a restricted access due to copyright reasons. It can be read at the workstation at Jyväskylä University Library reserved for the use of archival materials: https://kirjasto.jyu.fi/en/workspaces/facilities.
Ikääntyminen on yhdistetty muutoksiin kognitiivisissa toiminnoissa, kuten toiminnanohjauksessa ja
prosessointinopeudessa, sekä esitietoisessa aistiärsykkeiden käsittelyssä. Näiden kummankin
hermostollisen perustan tutkimiseen on usein käytetty aivojen sähköisiä jännitevasteita. Ne ovat
ärsykkeisiin (tai muihin spesifeihin tapahtumiin) sidoksissa olevia reaktioita, jotka ovat havaittavissa
aivosähkökäyrässä (elektroenkefalogrammilla mitattuna) ja ovat yhdistettävissä aisti-informaation
prosessoinnin eri vaiheisiin.
Kognitiivinen ikääntyminen on luonnollinen prosessi, jonka on todettu olevan yhteydessä
moniin elämäntapatekijöihin, esimerkiksi fyysiseen- ja sosiaaliseen aktiivisuuteen. Fyysisen
aktiivisuuden lisäämiseen perustuvien interventioiden on todettu myös hidastavan tätä prosessia, mutta
tämän muutoksen yhteyttä aivotoimintaan on tutkittu vähän. Tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään
kuinka 10-viikkoinen (23 kertaa sisältänyt) ohjattu aerobinen liikunta-interventio vaikuttaa fyysiseen
kuntoon, ja tätä kautta kognitiivisiin kykyihin, sekä esitietoiseen ärsykeprosessointiin tunto- ja
kuuloaisti järjestelmissä. Kognitiivisia kykyjä mitattiin joukolla neuropsykologisia testejä, ja
ärsykeprosessointia varhaisilla automaattisilla aivovasteilla. Tutkimus koostui kahdesta mittauskerrasta,
joista toinen tapahtui ennen interventioita ja toinen sen jälkeen. Osallistujat olivat yli 65-vuotiaita
naisia ja heidät satunnaistettiin kahteen ryhmään, joista toinen osallistui aerobiseen interventioon (n =
22) ja toinen kontrolli-interventioon (n = 22). Kontrolli-interventio koostui erilaisista
rentoutusharjoituksista, käsitöistä ja kulttuurikokemuksista. Näin kontrolloitiin sosiaalisen
aktiivisuuden ja merkityksellisen toiminnan määrä ryhmien välillä.
Ärsykeprosessointia tutkittiin koeasetelmalla, jossa tutkittavalle esitettiin usein toistuvaa
ärsykettä, joka korvattiin satunnaisesti ja harvoin esiintyvällä poikkeavalla ärsykkeellä. Kokeessa
havaittiin eroa eri todennäköisyydellä esiintyvien ärsykkeiden välillä useassa vasteessa, jotka liittyivät
perustavanlaatuiseen ärsykkeen koodaamiseen (P50-vaste), akustisten piirteiden prosessointiin (P2-
vaste), muutoksen havaitsemiseen (poikkeavuusvaste) ja tahdosta riippumattomaan tarkkaavuuden
siirtymiseen (P3a-vaste). P-50 vasteessa ero havaittiin vain tuntoaistissa ja P2-vastessa vain
kuuloaistissa. Erityisesti poikkeavuusvaste on liitetty muutoksiin kognitiivisissa toiminnoissa, mutta
esimerkiksi myös P-50-vasteen piirteiden on teoretisoitu olevan yhteydessä näihin.
Intervention havaittiin laskevan interventioryhmään osallistuneiden rasvaprosenttia verrattuna
kontrolliryhmään. Muutoksia ei havaittu muissa kuntomuuttujissa, eikä kognitiivisissa mittareissa tai
sähköisissä jännitevasteissa. Tämä voi liittyä mm. intervention pituuteen tai verenkiertojärjestelmään
vaikuttavuuteen. Tähän yhtenä syynä saattaa olla osallistujien korkea lähtötaso aerobisessa kunnossa,
sillä heidän viikottainen liikunnan määränsä oli korkea jo ennen interventioon osallistumista .
Tulevaisuudessa olisikin tärkeätä selvittää, kuinka samanlainen interventio mahdollisesti toimisi
osallistujilla, joiden arkeen ei kuulu liikuntaa.
...
Aging has been connected to changes in cognition, for instance in executive functioning and processing
speed. Automatic, preattentive sensory processing has also been shown to be affected by aging. These
changes can be examined by utilizing the measurement of event-related potentials (ERPs), which are a
direct, time-locked response to a specific event (such as sensory stimuli) that can be examined with
electroencephalography. The specific components seen in the ERP-waveform can be connected to
various stages of information processing.
Cognitive aging is a naturally occurring phenomenon, that is affected by various lifestyle
factors, such as physical activity and social engagement. For instance, interventions utilizing various
forms of physical activities (e.g. aerobic exercise) have been shown to positively affect cognitive
decline. However, the connection that cognitive aging has to brain's functions has not been widely
studied. In this study, the aim is to examine the effects an aerobic exercise intervention to fitness, a
wide variety of cognitive functions and preattentive automatic sensory processing of sound and tactile
stimuli. This was done by examining the results of a battery of neuropsychological tests and by
measuring sensory-related early and automatic ERPs, as well as bodily fitness, in a randomized
controlled trial
44 over 65-year old women took part in the experiment. They were randomly assigned into two
groups, of which one took part in the aerobic intervention (N = 22) and the other to the control
intervention (N = 22). Both groups took part in guided activities that lasted 10 weeks (23 times).
Activity in the intervention group consisted of various aerobic exercises done in the range of optimal
development, whereas activity in the control group consisted of low intensity activity (e.g. breathing
exercises and handicrafts). This way the amount of meaningful activity and social engagement between
the groups was equalized.
Sensory-processing was examined with an experimental design consisting of two distinct
stimuli in both sensory domains examined. One of the stimuli was presented frequently and the other
infrequently: Differences between the frequently and infrequently presented stimuli were observed in
many components reflecting different stages of sensory-processing. These were associated with basic
processing of stimuli (P50-component), processing of acoustical features of the stimuli (P2-
component), automatic change detection (Mismatch reaction) and involuntary shift of attention (P3a).
The differential response in P50-component was observed only between the tactile stimuli and the
difference in P2-component was only observed between the auditory stimuli. Of these components,
especially the changes in the MMR have been widely linked to a multitude of changes in cognition.
Similarly, P50-component features have been linked to effective cognitive functioning.
The aerobic intervention was found out to decrease the body fat percentage of the intervention
group. No other changes were observed in the fitness measures, cognitive variables or ERPs. This
might be due to a lack of effectiveness of the intervention on the functioning of the cardiovascular
system. This in turn, may be due to high amounts of weekly exercise of the participants prior to the
intervention, as this might attenuate the positive effects the intervention had on the physical fitness of
the intervention group. For future research, it is an important question if a similar aerobic intervention
would have an effect in participants with a more sedentary lifestyle.
...
Keywords
Metadata
Show full item recordCollections
- Pro gradu -tutkielmat [29526]
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Physical activity and aerobic fitness show different associations with brain processes underlying anticipatory selective visuospatial attention in adolescents
Hernández, Doris; Heinilä, Erkka; Muotka, Joona; Ruotsalainen, Ilona; Lapinkero, Hanna-Maija; Syväoja, Heidi; Tammelin, Tuija H.; Parviainen, Tiina (Elsevier BV, 2021)Current knowledge about the underlying brain processes of exercise-related benefits on executive functions and the specific contributions of physical activity and aerobic fitness during adolescence is inconclusive. We ... -
The effects of combined cognitive and physical intervention on inhibitory functions and the modulation of alpha oscillations during inhibition tasks
Mikkonen, Tiina; Autio, Tiina (2019)Ikääntymisen tiedetään aiheuttavan muutoksia aivojen rakenteessa, metaboliassa ja oskillaatioissa. Nämä muutokset saavat aikaan ei-patologista kognitiivista heikkenemistä muun muassa eksekutiivisissa toiminnoissa, ... -
Automatic auditory and somatosensory brain responses in relation to cognitive abilities and physical fitness in older adults
Strömmer, Juho; Põldver, Nele; Waselius, Tomi; Kirjavainen, Ville; Järveläinen, Saara; Björksten, Sanni; Tarkka, Ina; Astikainen, Piia (Nature Publishing Group, 2017)In normal ageing, structural and functional changes in the brain lead to an altered processing of sensory stimuli and to changes in cognitive functions. The link between changes in sensory processing and cognition is not ... -
Sex‐specific dose–response effects of a 24‐week supervised concurrent exercise intervention on cardiorespiratory fitness and muscular strength in young adults : The ACTIBATE randomized controlled trial
Camacho‐Cardenosa, Alba; Amaro‐Gahete, Francisco J.; Martinez‐Tellez, Borja; Alcantara, Juan M. A.; Ortega, Francisco B.; Ruiz, Jonatan R. (Wiley, 2024)Concurrent training has been postulated as an appropriate time-efficient strategy to improve physical fitness, yet whether the exercise-induced adaptations are similar in men and women is unknown. An unblinded randomized ... -
The effects of motor skill and physical activity interventions on preschoolers' cognitive and academic skills : A systematic review
Jylänki, Pinja; Mbay, Theo; Hakkarainen, Airi; Sääkslahti, Arja; Aunio, Pirjo (Elsevier BV, 2022)The present systematic review aimed to investigate the methodological quality and the effects of fundamental motor skills and physical activity interventions on cognitive and academic skills in typically developing 3 to ...