Cognitively engaging walking exercise and neuromodulation to enhance brain function in older adults

认知性步行锻炼和神经调节可增强老年人的大脑功能

基本信息

  • 批准号:
    10635832
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 124.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-05-01 至 2027-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Declines in cognitive function and walking function are highly intertwined in older adults. For instance, lower executive function exacerbates conversion to Alzheimer’s disease and is also associated with slow walking speed, instability, and falling. In turn, low levels of walking activity are a risk factor for age-related cognitive decline including Alzheimer’s disease. Combinatorial interventions that target both cognition and walking function may break this vicious cycle. Prefrontal networks are a crucial intervention target due to their role in executive function, which underlies performance of both complex cognitive tasks and complex walking tasks. Our research targets prefrontal neuroplasticity using a potent behavioral intervention of complex (cognitively engaging) aerobic walking exercise combined with frontal lobe transcranial direct current stimulation (tDCS). tDCS is a mild form of electrical brain stimulation which may be an effective adjuvant for enhancing the effects of behavioral interventions on cognitive and motor function. The overarching hypothesis of our research is that tDCS delivered over prefrontal regions during complex walking exercise can improve both executive function and walking function. We have previously conducted a successful Phase 1 study that demonstrated feasibility, safety, and positive behavioral outcomes from this intervention in older adults. Now we are proposing a Phase 2 study that is designed to establish initial efficacy, investigate mechanisms of intervention response, and to develop a multi-site research infrastructure. We will enroll 104 older adult participants who have age-related cognitive decline. All participants will undergo the same 18-session high intensity aerobic walking program, which will emphasize the use of complex walking tasks that engage prefrontal cortex, such as obstacle negotiation and walking on compliant surfaces. Participants will be randomly assigned to a tDCS treatment group or sham control group. The treatment group will receive 20 minutes of 2mA tDCS over prefrontal regions F3/F4. The sham control group will receive just 30 seconds of 2mA tDCS at F3/F4 at the beginning of the session, which is known to be an effective sham procedure. A wearable stimulator will be used, so participants can receive stimulation while simultaneously performing the complex walking exercise. Specific Aim 1 will establish efficacy of prefrontal tDCS as an adjuvant to complex walking exercise for enhancing executive function and walking function. Specific Aim 2 will investigate mechanisms of response, including task-based prefrontal activity (with functional near infrared spectroscopy), MRI modeling of person-specific tDCS dosage, and their association with behavioral outcomes. The deliverable for this line of research will be a clinically- feasible multi-modal intervention for preserving function and independence in older adults.
老年人的认知功能和步行功能的下降是紧密相关的。 执行功能会恶化阿尔茨海默氏病的转化,并且还与缓慢行走有关 反过来,低水平的步行活动是与年龄相关的认知的危险因素。 针对认知和步行的组合干预措施。 前额叶网络由于其在其中的作用而成为重要的干预目标。 执行功能,是执行复杂认知任务和复杂行走任务的基础。 我们的研究针对前额神经可塑性,使用复杂的有效行为干预(认知 参与)有氧步行运动结合额叶经颅直流电刺激(tDCS)。 tDCS 是一种温和的脑电刺激形式,可能是增强效果的有效佐剂 我们研究的总体假设是: 在复杂的步行锻炼过程中,在前额叶区域进行经颅直流电刺激 (tDCS) 可以改善执行功能 我们之前进行了一项成功的第一阶段研究,证明了可行性, 这种干预对老年人的安全性和积极的行为结果现在我们提出一个阶段。 2 研究旨在确定初步疗效、调查干预反应机制并 我们将招募 104 名与年龄相关的老年人参与者。 所有参与者都将接受相同的 18 节高强度有氧步行计划, 这将强调使用涉及前额皮质的复杂步行任务,例如障碍 参与者将被随机分配接受 tDCS 治疗。 治疗组或假对照组将在前额叶区域接受 20 分钟的 2mA tDCS。 F3/F4。假对照组将在 F3/F4 开始时仅接收 30 秒的 2mA tDCS。 会议,这被认为是一种有效的假手术,将使用可穿戴刺激器,因此参与者。 可以在进行复杂的步行练习的同时接受刺激。 确定前额叶 tDCS 作为复杂步行运动的辅助手段以增强执行力的功效 具体目标 2 将研究反应机制,包括基于任务的反应机制。 前额叶活动(具有功能性近红外光谱)、个人特定 tDCS 剂量的 MRI 模型、 以及它们与行为结果的关联。这一系列研究的成果将是临床- 可行的多模式干预,以保护老年人的功能和独立性。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

David J Clark其他文献

Accuracy of the Mologic COVID-19 rapid antigen test: a prospective multi-centre analytical and clinical evaluation
Mologic COVID-19 快速抗原检测的准确性:前瞻性多中心分析和临床评估
  • DOI:
    10.12688/wellcomeopenres.16842.1
  • 发表时间:
    2021-05-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Cubas;Fiona Bell;R. Byrne;K. Buist;David J Clark;M. Cocozza;Andrea M. Collins;Luis E. Cuevas;A. Duvoix;N. Easom;T. Edwards;Daniella M. Ferreira;Tom Fletcher;Elisabetta Groppelli;A. Hyder;Ewelina Kadamus;D. Kirwan;K. Kontogianni;Sanjeev Krishna;Diana Kluczna;Julian Mark;J. Mensah;E. Miller;E. Mitsi;D. Norton;E. O'Connor;S. Owen;Tim Planche;S. Shelley;H. Staines;David Tate;C. R. Thompson;Gemma Walker;C. Williams;D. Wooding;J. R. A. Fitchett;Emily R. Adams
  • 通讯作者:
    Emily R. Adams
Patient preference and acceptability of self-sampling for cervical screening in colposcopy clinic attenders: A cross-sectional semi-structured survey
阴道镜诊所就诊者对宫颈筛查自我采样的患者偏好和接受度:横断面半结构化调查
  • DOI:
    10.1371/journal.pgph.0003186
  • 发表时间:
    2024-05-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sophie Webb;Nafeesa Mat Ali;Amy Sawyer;David J Clark;Megan A Brown;Yolanda Augustin;Y. Woo;S. Khoo;S. Hargreaves;H. Staines;Sanjeev Krishna;Kevin Hayes
  • 通讯作者:
    Kevin Hayes
Neurosurgical Randomized Trials in Low- and Middle-Income Countries
低收入和中等收入国家的神经外科随机试验
  • DOI:
    10.1093/neuros/nyaa049
  • 发表时间:
    2020-03-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Dylan P Griswold;Ahsan A Khan;Tiffany E Chao;David J Clark;K. Budohoski;B. I. Devi;Tej D. Azad;Gerald A Grant;Rikin A. Trivedi;A. M. Rubiano;Walter D Johnson;Kee B Park;M. Broekman;F. Servadei;P. J. Hutchinson;A. Kolias
  • 通讯作者:
    A. Kolias
Accuracy of the Mologic COVID-19 rapid antigen test: a prospective multi-centre analytical and clinical evaluation [version 1; peer review: awaiting peer review]
Mologic COVID-19 快速抗原检测的准确性:前瞻性多中心分析和临床评估 [第 1 版;
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Cubas;Fiona Bell;R. Byrne;K. Buist;David J Clark;M. Cocozza;Andrea M. Collins;Luis E. Cuevas;A. Duvoix;N. Easom;T. Edwards;Daniella M. Ferreira;Tom Fletcher;Elisabetta Groppelli;A. Hyder;Ewelina Kadamus;D. Kirwan;K. Kontogianni;Sanjeev Krishna;Diana Kluczna;Julian Mark;J. Mensah;E. Miller;E. Mitsi;D. Norton;E. O'Connor;S. Owen;Tim Planche;S. Shelley;H. Staines;David Tate;C. R. Thompson;Gemma Walker;C. Williams;D. Wooding;J. R. A. Fitchett;Emily R. Adams
  • 通讯作者:
    Emily R. Adams
Merging of Healthy Motor Modules Predicts Reduced Locomotor Performance and 1 Muscle Coordination Complexity Post-stroke 2 3 Abbreviated Title: Locomotor Output Complexity Post-stroke 4
健康运动模块的合并预示运动性能下降和 1 中风后肌肉协调复杂性 2 3 缩写标题:中风后运动输出复杂性 4
  • DOI:
    10.1186/s12984-019-0616-7
  • 发表时间:
    2019-11-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    David J Clark;Lena H. Ting;F. Zajac;R. Neptune;Steven A. Kautz;W. H. Coulter
  • 通讯作者:
    W. H. Coulter

David J Clark的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('David J Clark', 18)}}的其他基金

Aging with a Traumatic Brain Injury: Implications for Balance Deficits and Fall Risk
脑外伤导致的衰老:对平衡缺陷和跌倒风险的影响
  • 批准号:
    10702005
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Cerebral networks of locomotor learning and retention in older adults
老年人运动学习和保留的大脑网络
  • 批准号:
    10377353
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Cerebral networks of locomotor learning and retention in older adults
老年人运动学习和保留的大脑网络
  • 批准号:
    9918164
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Cerebral networks of locomotor learning and retention in older adults
老年人运动学习和保留的大脑网络
  • 批准号:
    10840772
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Multimodal imaging of brain activity to investigate walking and mobility decline in older adults
大脑活动的多模态成像研究老年人的步行和行动能力下降
  • 批准号:
    9975080
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Multimodal imaging of brain activity to investigate walking and mobility decline in older adults
大脑活动的多模态成像研究老年人的步行和行动能力下降
  • 批准号:
    10198749
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Administrative supplement for Multimodal imaging of brain activity to investigate walking and mobility decline in older adults
大脑活动多模态成像的行政补充,以调查老年人的步行和行动能力下降
  • 批准号:
    10847550
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Spinal excitation to enhance mobility in elderly adults
脊髓兴奋增强老年人的活动能力
  • 批准号:
    10247445
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Multimodal imaging of brain activity to investigate walking and mobility decline in older adults
大脑活动的多模态成像研究老年人的步行和行动能力下降
  • 批准号:
    9791150
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Multimodal imaging of brain activity to investigate walking and mobility decline in older adults
大脑活动的多模态成像研究老年人的步行和行动能力下降
  • 批准号:
    10413113
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:

相似国自然基金

有氧运动及HDAC4/5对骨骼肌细胞代谢酶乙酰化的影响及其在改善胰岛素抵抗过程中机制研究
  • 批准号:
    32371186
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
从“动而中节”探讨有氧运动调节线粒体动力学影响乳酸穿梭在肝癌预防中的作用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
有氧运动与视频游戏的联合训练对老年人记忆及海马可塑性的影响
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CHRONO-BMAL1通路调节骨骼肌糖代谢及其影响有氧运动能力的分子机制
  • 批准号:
    32071168
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
有氧运动通过HDAC4影响线粒体能量代谢改善梗死后心力衰竭机制研究
  • 批准号:
    81800348
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Exercising language: Behavioral and neurophysiological changes after high-intensity exercise training in post-stroke aphasia.
运动语言:中风后失语症高强度运动训练后的行为和神经生理变化。
  • 批准号:
    10862024
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Enhancing cognitive function in breast cancer survivors through community-based aerobic exercise training
通过社区有氧运动训练增强乳腺癌幸存者的认知功能
  • 批准号:
    10691808
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Countering sympathetic vasoconstriction during skeletal muscle exercise as an adjuvant therapy for DMD
骨骼肌运动期间对抗交感血管收缩作为 DMD 的辅助治疗
  • 批准号:
    10735090
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Exercise and Bisphosphonate Use to Minimize Weight Loss Associated Bone Loss among Older Adults
运动和双磷酸盐的使用可最大限度地减少老年人与体重减轻相关的骨质流失
  • 批准号:
    10517723
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
Enhancing cognitive function in breast cancer survivors through community-based aerobic exercise training
通过社区有氧运动训练增强乳腺癌幸存者的认知功能
  • 批准号:
    10212058
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 124.5万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了