FORSØG MED
LÆRING I BEVÆGELSE
Workshop 2
Forhold mellem fysisk aktivitet og kognition.
Fysiologiske og biologiske mekanismer
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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?
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
Akut efter aerob
fysisk aktivitet
Andre?
↑Katekolaminer
(eks. dopamin,
adrenalin)
↑ Vækstfaktorer
(Eks. BDNF, VEGF)
↑ Laktat?
↑ hormoner
(Eks. ACTH)
↑ Signaleringsveje, som fører til…
Andre?
↑ Arousal
↑ Blod-
gennemstrømning
↑ 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)
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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
↑ Blod-
volumen
↓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
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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”
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
Design
Akut effekt af aerob fysisk aktivitet
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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 VO2max
30 minutters cykling ved 50 % af VO2max
Moderat intensitet (let løb)
•
•
5 minutters cykling ved 65 % af VO2max
30 minutters cykling ved 65 % af VO2max
Høj intensitet (løb)
•
5 minutters cykling ved 80 % af VO2max
Flanker test 6-8 minutter efter hver session
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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”
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
Design
9 ugers træning
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
Resultater
Akut aerob fysisk aktivitet
10 15
*Signifikant forskellig fra
0
5
hvile(p<0,05)
-15 -10 -5
Forskel i RT inkongruente
Forskel i RT inkongruente
*
Hvile
Ex1
Ex2
Ex3
Forskel (hvile som reference)
Forsøg med læring i bevægelse
Ex4
Ex5
CI
Hvile: 95%
30 minutters
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
16/01/15
Ex5: 5 minutters cykling ved høj intensitet
Resultater
Akut aerob fysisk aktivitet
Forskel i nøjagtighed for inkongruente
4
hvile(p<0,05)
3
*
*
-1
0
1
2
*
-2
Forskel (procentpoint)
*Signifikant forskellig fra
Hvile
Ex1
Ex2
Ex3
Forskel (hvile som reference)
Forsøg med læring i bevægelse
Ex4
Ex5
95%minutters
CI
Hvile: 30
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
16/01/15
Ex5: 5 minutters cykling ved høj intensitet
Resultater
9 ugers træning
2
4
*5.68%
0
1.17%
-.604%
-2
Procent ændring i VO2max
6
Interventionen havde den tilsigtede effekt på aerob fitness
(kondition)
Kontrol
Høj Intensitet
Lav Intensitet
*Signifikant forskellig fra kontrol (p<0,05)
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
Resultater
9 ugers træning
Ingen statistisk signifikante forskelle i
ændringer fra før til efter
interventionen mellem de 3 grupper i
Flanker resultaterne.
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
Resultater
Intelligens
Der blev fundet en større forbedring i scoren for delprøven, som
omhandlede talrækker (numerisk intelligens).
3
0
1
2
*
-1
Ændring i intelligens score
4
Numerisk intelligens
-2
Ingen forskelle i ændring i
verbal, figurativ eller
samlet intelligens score
mellem grupperne.
Kontrol
Moderat
Ændring (Kontrol som reference)
Høj
95% CI
*Signifikant forskellig fra kontrol (p<0,05)
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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.
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
Diskussion
Akut effekt af aerob fysisk aktivitet
Studiets styrker og svagheder
• Studiedesign
• Intensiteter (lille spænd mellem lav og høj
intensitet)
• Én måling, én test
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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?
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15
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
Forsøg med læring i bevægelse
16/01/15