EXAMENSARBETE
Effekten av högintensiv aerob träning på kognitiva funktioner hos friska unga vuxna
Jonna Bokvist Margareta Jonsson
2015
Sjukgymnastexamen Sjukgymnast
Luleå tekniska universitet Institutionen för hälsovetenskap
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET Hälsoinstitutionen
Sjukgymnastprogrammet 180 hp
Effekten av högintensiv aerob träning på kognitiva funktioner hos friska unga
vuxna
Jonna Bokvist och Margareta Jonsson
The effect of high-intensity aerobic exercise on cognitive function s in healthy young adults
Kurs: S001H Termin: HT-14
Handledare: Lars Nyberg, Professor
Examinator: Jenny Röding, Universitetslektor
Vi vill tacka:
Unbyns idrottsförening för tillhandahållning av testlokal.
Lars Jacobsson för handledning vid urvalsprocessen av de kognitiva testerna.
Lars Nyberg för handledning och hjälp vid de statistiska analyserna.
Tack för ert stöd och engagemang!
Utan er hjälp hade studien inte kommit lika långt.
Abstrakt
Bakgrund: Inaktivitet har blivit ett stort problem i dagens stillasittande samhälle och stor vikt läggs på de intellektuella färdigheterna. Konditionsträningens positiva påverkan på de
kognitiva funktionerna har under de senaste åren studerats och resulterat i ett flertal artiklar rörande ämnet. Den forskning som bedrivits har undersökt den kortsiktiga påverkan av
kognitionen. Syfte: Syftet med denna studie var att undersöka den omedelbara påverkan på de kognitiva funktionerna: resonemang, koncentration och uppmärksamhet efter högintensiv konditionsträning samt se om en ökad kondition förbättrade kognitionen hos friska unga vuxna. Metod: Syftet med undersökningen uppnåddes genom en kvantitativ single system experimental design studie där författarna gick in som deltagare. Interventionen bestod av åtta veckors individuellt anpassad konditionsträning där deltagarna tränade minst tre gånger i veckan. Varannan vecka skedde studiens datainsamling genom ett konditionstest samt två kognitiva tester. De kognitiva testerna gjordes före konditionstestet samt direkt efteråt.
Resultat: Vid analysen av den bestående effekten av Trail Making Test sågs ett svagt stöd för förbättring hos deltagare 1 men inte hos deltagare 2 vilket ger ett något motsägelsefullt resultat. Vid Odd One Out sågs ingen stabilisering under hela studien och pga. detta kunde inga slutsatser dras av mätningarna. När före- och eftertesterna av Trail Making Test
jämfördes sågs en förbättring vid eftertesterna hos båda deltagarna. Konklusion: Vi kan inte påvisa någon bestående förbättring av resonemang, koncentration och uppmärksamhet men däremot finns en antydan till momentan ökning direkt efter högintensiv aerob träning på koncentration och uppmärksamhet.
Nyckelord: Aerob träning, kognition, single system experimental design
Innehållsförteckning
Bakgrund ... 1
Syfte ... 5
Frågeställningar ... 5
Material och Metod ... 6
Studiedesign ... 6
Studiedeltagare ... 6
Genomförande ... 6
Mätmetoder ... 7
Dataanalys ... 8
Etiska överväganden ... 10
Resultat ... 11
Analys, del 1, för deltagare 1 ... 11
Analys, del 2, för deltagare 1 ... 13
Analys, del 1, för deltagare 2 ... 14
Analys, del 2, för deltagare 2 ... 15
Diskussion ... 16
Metoddiskussion ... 16
Resultatdiskussion ... 17
Konklusion ... 19
Referenser ... 20 Bilagor
1
Bakgrund
Genom hela mänsklighetens historia har människan varit fysisk aktiv under sin vardag, t.ex.
skaffat sig mat och hållit sig varm. Detta har främjat hälsan och välbefinnandet. Denna fysiska aktivitet har minskat betydligt i takt med teknikens framgång genom att de fysiskt krävande arbetsuppgifterna förenklats och den vardagliga förflyttningen har ersatts av
motortrafik. Vardagssysslor har simplifierats med maskiner som hjälpmedel, t.ex. tvättmaskin och rulltrappor och även fritiden har påverkats genom passiv underhållning, så som dator- och tv-spel. Varje sådan teknisk utveckling minskar energiförbrukningen och den totala effekten blir stor. Behovet av fysisk aktivitet för att bevara en god hälsa och välbefinnande har dock inte minskat. Kroppen behöver rörelse för att fungera optimalt och motverka sjukdomar (1).
Att vara fysisk inaktiv under en längre period leder till försämrad muskel-, led- och
skelettfunktion. Graden av fysisk aktivitet är direkt kopplad till kondition, styrka och rörlighet (1). En definition av kondition är förmågan att utföra en fysisk krävande aktivitet under en längre tid (2). Kondition kan även definieras som ett mått på hur bra det syre som andas in utnyttjas. Detta påverkas av hjärtats pumpförmåga, hur bra det kardiovaskulära systemet kan transportera ut blodet och syret samt hur effektivt musklerna kan ta upp syret (3). Genom aerob träning så som cykling och löpning (4) kan konditionen förbättras (3).
Konditionsträningens positiva påverkan på de kognitiva funktionerna har under de senaste åren studerats och resulterat i ett flertal artiklar rörande ämnet (2). För att kunna gå djupare in på ämnet behövs en definition av vad kognition egentligen är. Kognition kommer från det latinska ordet ”cognoscere”, som betyder att lära (5). Kognition avser de intellektuella funktionerna (6) och innefattar högre hjärnfunktioner så som uppmärksamhet, minne,
tänkande, perception, och språk. Att kunna sålla, prioritera och planera effektivt samt hämma olämpligt eller irrelevant beteende är också förmågor som ingår i begreppet kognition under benämningen exekutiva funktioner (7).
Mycket av forskningen rör den åldrande hjärnan (8) där det sett att fysisk aktivitet förebygger försämrat blodflöde i hjärnbarken och förlust av hjärnvävnad som uppkommer vid åldrandet (2) men även den unga hjärnan har studerats där det sett att fysiskt aktiva ungdomar har bättre arbetsminne och uppmärksamhet än de fysiskt inaktiva. Konditionen hos ungdomarna testades med ett ”Maximal treadmill test” för att gruppera dem i dessa två grupper. Deltagarna fick
2
sedan genomgå en MRI och ett ”Item memory test” sedan jämfördes resultaten mellan de två grupperna (9).
BDNF är ett signalprotein som fungerar som nervtillväxtfaktorer i det centrala nervsystemet (10). Detta ämne underhåller de kognitiva funktionerna genom att bland annat förbättra den synaptiska plasticiteten, öka hjärncirkulationen samt fungera som ett nervskyddande medel (11). Forskning har påvisat att fysisk aktivitet tillfälligt ökar nivåerna av BDNF, brain-derived neurotrophic factor, direkt efter aerob träning samt att regelbunden träning höjer basnivån av BDNF. Detta visades genom att blodprover togs från deltagarna 30 till 60 minuter före aerob träning och jämfördes med blodprover tagna 30 till 60 minuter efter (11). Denna ökning har setts både hos barn och vuxna med fullt fungerande hjärnor efter aerob träning (9,11).
Det har även påvisats att personer med fullt fungerande och färdigutvecklade hjärnor genom aerob träning, så som cykling och löpning, kan förbättra minnet, bearbetningshastigheten, koncentrationen samt de exekutiva funktionerna så som resonemang och uppmärksamhet. Hur dessa funktioner utvärderades varierade i de olika studierna och en rad olika tester användes.
Upplägget för träningen varierade också från studie till studie med träningsperioder på 6 till 72 veckor med 1 till 5 pass per vecka och med varaktighet 20 till 90 minuter (4).
I de flesta rapporterna var det ganska otydligt vilken träning som utfördes och hur upplägget för träningen var utformat. Även de tester som används för att utvärdera de kognitiva och fysiska funktioner var bristfälligt beskrivna i ovanstående rapporter. Den forskning som bedrivits har undersökt den kortsiktiga påverkan av kognitionen. Den här studien syftar därför i att genom ett tydligt och strukturerat upplägg av tester och träning undersöka den
omedelbara påverkan på resonemang, koncentration och uppmärksamhet efter konditionsträning samt se om en ökad kondition leder till en bestående förbättring.
För att välja ett bra upplägg av konditionsträningen behövs en genomgång av aktuell kunskap på området. Intervallträning har en lång tradition som träningsform för ökad kondition där de första vetenskapliga studierna gjordes redan på 60-talet. Definitionen av intervallträning är upprepade cykler av högintensivt arbete med en återhämtningsperiod, som antingen är passiv eller lågaktiv, mellan varje cykel. Studier har visat att träning i intervallform låter utföraren träna vid sitt maximala syreupptag, VO2max, under en längre period jämfört med kontinuerlig träning, dvs. träning under längre period med jämn hastighet. Det har även visats att
intervallträning resulterar i att utföraren kan hålla en högre hastighet. Denna träningsform
3
resulterar i ökad densitet hos mitokondrierna och förbättrad VO2max. Intervallträning ökar även avlägsnandet av lakat1 i blodet vilket är direkt kopplat till dess nivå. Det vill säga ju högre nivå, desto större är avlägsnandet. Det betyder att intervallträning som ökar lakatnivån i blodet även stimulerar till snabbare avlägsnande av laktatet. På grund av detta rekommenderas att aktiv vila används under återhämtningsperioden då detta stimulerar avlägsnandet av
laktatet och undviker lakat ackumulation (12). Det har visats att vilan mellan intervallerna måste vara minst 25 sekunder för att laktatinivån inte ska ackumuleras (13). Långa intervaller på fyra minuters jobb och två minuter passiv vila med fyra till sex repetitioner ger den
maximala ökningen av VO2max medan kontinuerlig träning i 20-30 minuter, distansträning, ger största ökningen av uthålligheten (12) samt underhåller grundkonditionen (2). Maxintervaller bidrar till att utveckla den arteriella syrgasdesaturationen2 samt minska hyperventilationen vid tungt arbete (12). Högintensiva intervaller har visat sig vara väldigt effektiva för att öka det maximala syreupptaget. En studie har visat att maxintervaller med 20 sekunders vila istället för 10 sekunder resulterade i att deltagarna orkade springa dubbelt så långt (13).
Genom att pulsbasera träningen kan en större kontroll över träningens intensitet och träningssyfte, t.ex. att träna uthålligheten, uppnås. Att pulsbasera träningen är även en säkerhetsåtgärd. Genom att kontrollera vilopulsen och arbetspulsen kan tidiga symptom på överbelastning eller sjukdom, så som feber och förkylning, upptäckas. Vid återhämtning så reparera kroppen muskler och senor, lagrar in ny energi samt transporterar bort
överskottsprodukter. Detta kräver energi- och syrerikt blod vilket resulterar i att pulsen stiger under återhämtningen. Att träna innan kroppen återhämtat sig gör alltså att pulsen är något högre än normalt på samma belastningsnivå (14).
För att minska ohälsa och främja hälsa arbetar fysioterapeuter framför allt med rörelse. Ett av människans grundläggande verktyg är rörelse och detta ligger till grund för hela människans funktion. Människan kan handla och nå sina livsmål genom kroppens rörelse och med en kroppsmedvetenhet kan de dessutom själva påverka sin situation och hälsa (15). Inom fysioterapi används en helhetssyn av människan där utövaren tar hänsyn till hela individen (16). Medvetandet är närvarande i hela kroppen, tankar och känslor påverkar kroppen och tvärtom; kroppsliga minnen och reaktioner framkallar känslor och tankar (17). Kroppen, kroppsupplevelse och rörelse är ett sätt att få ihop individen till en helhet (16). Undervisning
1 Även kallat mjölksyra som bildas vid förbränning av glukos under anaeroba förhållanden.
2 En minskning i syrekoncentration i blodet till följd av något tillstånd som påverkar utbytet av koldioxid och syre.
4
och specifika terapeutiska metoder används i fysioterapeutiska interventioner och riktar sig mot kroppsfunktioner men även aktiviteter, psykiska funktioner, delaktighet och
omgivningsfaktorer för att ge människan möjlighet att själv påverka sin situation (15).
Inaktivitet har blivit ett stort problem i dagens stillasittande samhälle och stor vikt läggs på de intellektuella färdigheterna (1). Detta leder till större påfrestning och risk för psykisk ohälsa vilket gör att det blir vanligt för fysioterapeuter att träffa dessa patienter. Fler verktyg för att behandla dessa symptom eller diagnoser behövs. Träning som är ett konsandseffektivt och relativt säkert behandlingsallternativt samt anpassningsbart är en bra valmöjlighet. Om det dessutom skulle kunna vara så att träningen även påverkar kognitiva förmågor är det ju ytterligare en hälsoeffekt som ännu inte är etablerad inom fysioterapin.
Den aktuella studien undersöker därför den omedelbara effekten av högintensiv aerob träning på de kognitiva funktionerna: resonemang, koncentration och uppmärksamhet samt om det kan se någon bestående effekt i samband med ökad kondition. Detta skulle kunna ligga till grund för en satsning inom skolan för att främja inlärningen, kognitiv utveckling och de fysiologiska aspekterna, t.ex. genom ökad idrott och/eller en daglig morgonpromenad. Om det kan visas att aerob träning stimulerar kognitiva funktioner kan upplägget av
rehabiliteringsinterventioner förbättras och leda till bättre vård, t.ex. att den fysioterapeutiska interventionen läggs innan den kognitiva för att ge patienten så bra förutsättningar som möjligt vid inlärningen. Inom arbetslivet skulle de intellektuella arbetsuppgifterna kunna underlättas med regelbunden aerob träning.
5
Syfte
Syftet med denna studie var att undersöka påverkan på de kognitiva funktionerna:
resonemang, koncentration och uppmärksamhet efter högintensiv konditionsträning hos friska unga vuxna.
Frågeställningar
Hur ser koncentrationen, uppmärksamheten och resonemanget ut direkt efter högintensiv aerob träning?
Ger en ökad kondition förbättrad koncentration, uppmärksamhet och resonemang över tid?
6
Material och Metod
En litteraturöversikt av befintlig forskning inom ämnet: konditionsträningens effekt på de kognitiva funktionerna hos frisk individer gjordes. Resultatet sammanställdes sedan i en kort bakgrund. Kriterierna för att välja ut studier var att deltagarna inte hade några kända skador eller sjukdomar som påverkade kognitionen.
Studiedesign
Syftet med undersökningen uppnåddes genom en kvantitativ single system experimental design studie (SSED) där författarna gick in som deltagare i undersökningen. Denna design följer deltagarna individuellt, inte som en grupp. Resultatet jämförs inte mellan deltagarna utan individuellt och deltagarna agerar som sin egen kontrollgrupp. Denna studie använde sig av en AB-design. Under A delen fastställdes deltagarnas individuella baslinje genom
upprepade tester för att få fram hur kognitionen samt konditionen såg ut innan studien startade. Detta användes sedan för att utvärdera studiens intervention som var B delen (18).
Denna del bestod av åtta veckors individuellt anpassad konditionsträning och kontinuerlig datainsamling.
Studiedeltagare
Studien hade två kvinnliga deltagare i 20års åldern (författarna). Ingen tobak eller
medicinering användes och ingen av deltagarna hade någon känd sjukdom. En månad innan studien startade hade deltagare 1 inte tränat något alls medan deltagare 2 hade cyklat en mil per dag, löptränat en gång i veckan samt deltagit i gruppträning en gång per vecka.
Genomförande
Studien startade vecka 39 och inledes med en testvecka. Under denna vecka gjordes två kognitiva tester en gång per dag i en veckas tid för att få fram en baslinje samt fastställa vilken kognitiv nivå deltagarna hade innan träningsperioden startade.
Under vecka 40 till 47 skedde interventionen som bestod av åtta veckors individuellt anpassad konditionsträning där deltagarna tränade minst tre gånger i veckan. För att kunna genomföra
7
Pass 1 30 min
• Maxintervaller med maximal fart.
• 10 min uppvärmning
• 30sek arbete x 30sek aktiv vila.
• 10 set.
• 10 min nedvarvning
• Tränar muskelstyrka och snabbhet.
Pass 2 50 min
• Intervallträning, 80%
av maxpuls.
• 10 min uppvärmning.
• 4min arbete x 2min aktiv vila.
• 6 set.
• 10 min nedvarvning
• Tränar de
syretransporterande organen (VO2max)
Pass 3 80 min
• Distansträning, 60- 80% av maxpulsen.
• 10 min uppvärmning.
• 60 min löpning.
• 10 min nedvarvning.
• För att vänja sig vid tungt arbete under längre tid.
denna studie som hade en begränsad tidsram valdes en relativt kort träningsperiod. Tidigare forskning visar att en åtta veckors träningsperiod ger mätbara resultat och passar därför för denna studie (4). För att få ut så mycket som möjligt av konditionsträningen var den pulsbaserad med maxpulsen som utgångspunkt (2). Maxpuslen beräknades vid
konditionstestet. Deltagarna hade pulsklocka som registrerade den högsta pulsen under testet och pulsvärdet kontrollerades vid testets slut. Det har visats sig att olika aeroba
träningsformer tränar olika delar av konditionen. För optimal effekt och komplett träning bestod konditionsträningen av tre olika konditionspass som genomfördes varje träningsvecka (14,19,20) (se figur 1).
Figur 1. Sammanställning av de tre olika konditionspassen.
Mätmetoder
Under de udda veckorna skedde studiens datainsamling genom konditionstestet samt de två kognitiva testerna. De kognitiva testerna gjordes innan konditionstestet samt direkt efteråt för att undersöka den akuta påverkan. Testerna gjordes på förmiddagar inomhus i samma hall för att få så lika förutsättningar som möjligt. Att testerna gjordes varannan vecka berodde på att konditionstestet var högintensivt och där med blev ett träningspass i sig och vid tätare mätningar så skulle återhämtningen mellan passen bli för kort. En extravecka för träning vid eventuella skador/sjukdomar lades in i slutet av träningsperioden.
8
Odd One Out (se bilaga 1) mäter förmågan att kunna resonera genom att testpersonen under 3 minuter ska se samband mellan figurer och hitta ett mönster för att kunna utesluta en figur.
Varje rätt svar ökar slutpoängen (21). Detta test är en modern variant av de klassisak testerna;
Raven's Progressive Matrices och Cattell's Culture Fair Intelligence Test (22).
Trail Making Test är uppdelat i två delar, A och B (se bilaga 2). Testet mäter koncentration och uppmärksamhet. I del A drar testpersonen en linje mellan siffrorna 1 till 12 så fort som möjligt och i del B dras linjen mellan siffror och bokstäver, 1a, 2b, 3c osv. Kortare tid ger bättre resultat (23).
För att kartlägga deltagarnas kondition genomgick de ett Beep-test (se bilaga 3) där 20 meter repetitivt springs på en given tid. Ju fler repetitioner av sträckan som spring desto bättre. Detta test användes då det har visats vara likvärdigt med ett Vo2 max test som utförs i ett laboratorium med utbildad personal och avancerad utrustning (24).
All träning, även eventuell träning utöver studiens upplägg, dokumenterades i en individuell träningsdagbok under studiens gång. Detsamma gällde för testresultaten.
Dataanalys
Resultaten av testerna före, under och efter träningen utvärderades och jämfördes individuellt genom att all data plottades i grafer. Sedan utfördes en visuell analys av graferna för att se om de visade någon ändring av trend och nivå som kunde härledas till interventionen.
Resultatet analyserades i två steg, del 1 och 2. I del 1 analyserades den bestående effekten av interventionen på koncentration, uppmärksamhet och resonemang. I del 2 analyserades den omedelbara effekten på koncentration, uppmärksamhet och resonemang efter högintensiv aerob träning samt konditionen.
För att kunna plotta resultaten från konditionstestet i en graf var det nödvändigt att omvandla värdena till mer lätthanterlig data. Beep-testet består av 21 nivåer där varje nivå har mellan sju och 16 delsteg, alla delstegen numrerades från 1 till 247 (se bilaga 4).
För att stödja den visuella analysen av de bestående effekterna från interventionen samt se om förändring i nivå var statistiskt signifikant användes ”Two standard deviation band analysis”.
Om ≥ två av interventionens mätvärden hamnade utanför baslinjens två standardavvikelser (2SD) ansågs förändringen vara statistisk signifikant. Genom att räkna ut ± 2SD från
9
baslinjens medelvärde kunde detta intervall plottas i en graf med studiens data för att sedan kunna visualisera resultatet (18).
För att visuellt kunna fastställa om någon trendförändring inom baslinjen samt
interventionsfasen fanns användes celerationslinjer vid analysen av de bestående effekterna.
Genom att räkna ut medianvärdet för första och andra halvan av baslinjen samt av interventionsfasen erhölls en linje som plottas i grafen och visar trendens riktning (18).
Den omedelbara effekten på kognitionen efter högintensiv aerob träning analyserades visuellt genom att före- och eftervärdena plottades i en graf och jämfördes.
Interventionens compliance, det vill säga deltagarnas följsamhet i interventionen, beräknades i procent.
10
Etiska överväganden
Eftersom deltagarna i detta fall var författarna själva fanns inget behov av att förbereda ett informerat samtycke. Då inga andra deltagare behövde rekryteras ansågs det inte relevant med en etisk granskning som annars krävts. De etiska överväganden i denna studie var hur
upplägget för konditionsträningen i anseende av duration, intensitet och varaktighet lades upp för att minska skaderisken, t.ex. träningsvärk och överansträngningsproblematik. Detta ansågs dock som godtagbara risker då de potentiella vinsterna bedömdes vara större. Deltagarnas träningsvana och goda kroppskännedom minskade också denna skaderisk. Deltagarna, dvs.
författarna var medvetna om riskerna och deltog frivilligt i studien. I denna studie fanns en risk att testerna och dataanalysen inte utfördes opartisk detta för att författarna även var deltagarna. För att få så tillförlitliga resultat som möjligt utfördes alla test under liknande förhållanden. All inhämtad data förvarades och hanterades så att bara författarna hade tillgång till den för hänsyn till både sekretess och integritet.
11
Resultat
Deltagare 1 genomförde 18 av 24 träningspass vilket motsvarade en följsamhet på 75 %.
Deltagare 2 genomförde 23 av 24 träningspass vilket motsvarade en följsamhet på 96 %.
Deltagare 1 tränade inget utöver studiens intervention medan deltagare 2 deltog en gång per vecka i orientalisk magdans sex av interventions åtta veckor. Utebliven träning berodde på sjukdom. Båda deltagarna genomförde alla beep-test utom det sista, även detta uteblev pga.
sjukdom. Alla kognitiva tester genomfördes förutom det sista “eftertestet” då beep-testet utgick.
Analys, del 1, för deltagare 1 Bestående effekt
På grund av en stor inlärningseffekt under de första mätningarna uteslöts de tre första värdena vid beräkningen av baslinjen. Detta för att få en så stabil baslinje som möjligt. Den visuella analysen för Trail Making Test A (se figur 2) visade att det skedde en signifikant
nivåförändring och en svag förändring i trend som skulle kunna tyda på en
interventionseffekt. Dock fanns en tydlig förbättringstrend redan i baslinjen, vilket gör
slutsatsen osäker. För test B (se figur 3) skedde en tydlig förbättringstendens som inte syntes i baslinjen, detta var dock inte en signifikant nivåförändring. Sammanfattningsvis sågs ett svagt stöd för effekt på Trail Making Test. Resonemanget, mätt med Odd One Out (se figur 4), gav inget underlag för slutsats pga. den stora variationen av värden.
12
Figur 2. Figur 3.
Figur 4.
Figur 2-4.Visar variation i mätvärden för deltagare 1 samt 2SD-band analys. Visar även en jämförelse mellan testresultat under baslinje och interventionen. 2SD-band är utmarkerade med horisontellt streckade linjer och celerationslinjerna med svarta linjer.
13 Analys, del 2, för deltagare 1
Omedelbar effekt
Konditionen förbättrades under interventionen (se figur 5). Den visuella analysen visade att koncentrationen och uppmärksamheten, mätt med Trail Making Test A (se figur 6) och B (se figur 7), var bättre direkt efter högintensiv aerob träning. Resonemanget, mätt med Odd One Out (se figur 8), gav inget underlag för slutsats pga. den stora variationen av värden.
Figur 5. Figur 6.
Figur 7. Figur 8.
Figur 5.Visar variation i mätvärden för konditionen hos deltagare 1.
Figur 6-8.Visar variation i mätvärden för deltagare 1 samt en jämförelse mellan testresultat före och efter högintensiv aerob träning.
14 Analys, del 1, för deltagare 2
Bestående effekt
På samma sätt som för deltagare 1 uteslöts de tre första värdena vid beräkningen av baslinjen.
Detta för att få en så stabil baslinje som möjligt. Den visuella analysen för Trail Making Test (se figur 9 och 10) visade ingen trendförändring som tydde på en förbättrad förmåga som kan anknytas till interventionen. Resonemanget, mätt med Odd One Out (se figur 11), gav inget underlag för slutsats pga. den stora variationen av värden.
Figur 9. Figur 10.
Figur 11.
Figur 9-11.Visar variation i mätvärden för deltagare 2 samt 2SD-band analys. Visar även en jämförelse mellan testresultat under baslinje och interventionen. 2SD-band är utmarkerade med horisontellt streckade linjer och celerationslinjerna med svarta linjer.
15 Analys, del 2, för deltagare 2
Omedelbar effekt
Konditionen förbättrades under interventionen (se figur 12). Den visuella analysen visade att koncentrationen och uppmärksamheten, mätt med Trail Making Test A (se figur 13) och B (se figur 14), var bättre direkt efter högintensiv aerob träning. Resonemanget, mätt med Odd One Out (se figur 15), gav inget underlag för slutsats pga. den stora variationen av värden.
Figur 12. Figur 13.
Figur 14. Figur 15.
Figur 12.Visar variation i mätvärden för konditionen för deltagare 2.
Figur 13-15.Visar variation i mätvärden för deltagare 2 samt en jämförelse mellan testresultat före och efter högintensiv aerob träning.
16
Diskussion
Metoddiskussion
Den valda designen (SSED) för studien lämpar sig för få studiedeltagare, vilket denna studie hade, och jämför resultaten individuellt (20). Hela studien pågick i total 11 veckor där deltagarna skulle utföra tre träningspass per vecka och genomgå mätningar varannan.
Mätningarna gjordes individuellt vilket gjorde dem relativt tidskrävande. Även träningen var individuell men detta anses till största del som en fördel då deltagarna själva fick planera in dem i sina scheman och inte blev bunden till en specifik tid och dag. Det som dock kunde bli negativt var om träningspassen lades för tätt in på varandra.
Redan vid start fanns en misstanke om att baslinjen skulle bli för kort pga. tidsbrist. För att få med åtta veckors träning plus en extravecka samt skriva ihop rapporten innan deadline fanns det tyvärr inte större spelrum än en vecka för baslinjen. För att hinna få med tillräckligt många mätningar gjordes de kognitiva testerna en gång om dagen i en vecka. Den täta mätningen kan mycket väl ha lett till en ökad inlärningseffekt. Misstanken bekräftades sedan i
resultatanalysen. Detta syntes framför allt vid spridningen av de tre första mätningarna som sedan togs bort för att skapa en mer stabil baslinje. Resultatanalysen visade dessutom att mätningarna vid baslinjens slut inte planade ut vilket stärker teorin om att baslinjen var för kort. Vid en stor spridning av mätningarna finns en risk för att förändringar under
interventionen inte upptäcks för att celerationslinjen inte är helt rättvisande. Den slutsats som kan dras av detta är att mer tid bör läggas på baslinjen i kommande studier.
Trail Making Test som användes för att mäta koncentration och uppmärksamhet är ett av de vanligaste neuropsykologiska tester som används världen över. Studier har visat att kön och utbildning inte påverkar resultatet och därför anses testet vara reliabelt och valitt (23). Detta gör att testet känns relevant för denna studie och resultaten pålitliga.
Odd One Out som är en modern variant av de klassiska testerna; Raven's Progressive Matrices och Cattell's Culture Fair Intelligence Test (22) användes för att mäta resonemang men med tanke på de spridda mätvärdena anser vi att testet inte är särskilt reliabelt och valitt för vårt ändamål.
Bepp-testet som mätte konditionen är också ett välanvänt test världen över som inte kräver någon specifik utrustning eller utbildning men ändå är jämförbart med ett treadmill test (24).
17
Vi anser att testresultaten är reabla och valida dels för att testet i sig är pålitligt men också för att de genomfördes under liknande förutsättningar inomhus t.ex. utan påverkan av väder och vind.
I efterhand kan träningsupplägget haft en annan utformning. Passens utformning byggde på den optimala konditionsträningen (14,19,20) men hade med fördel kunnat delas in i två eller flera faser med en durationsökning för att vänja kroppen vid den nya träningen. Steget mellan tidigare träning och interventionens tre pass blev stor och påfrestande för kroppen. Därför hade det varit fördelaktigt med en upptrappning av träningen under interventionen för att vänja kroppen vid den nya träningen.
Som tidigare nämnt hade det varit fördelaktigt om studien varit längre. Fördelarna med en längre studie är; chans till stabilare baslinje, större avstånd mellan mätningarna i baslinjen för minskad inlärningseffekt, fler mätningar i interventionen för större datamängd samt längre intervention för tydligare trendanalys av resultaten på lång sikt.
Att använda visuell analys för att tolka interventionens effekt är vanligt i SSED-studier och är den metod som använts i denna studie. All data plottades i grafer för att underlätta analysen och bedöma om det fanns några skillnader mellan baslinjen och interventionsfasen. Även skillnader mellan före- och eftertester i interventionen analyserades på detta sätt. Eftersom att denna tolkning är subjektiv används också en statistisk analys, i detta fall 2SD-band analys, för att styrka den visuella analysen och eventuellt visa på en statistisk signifikant skillnad för den långsiktiga kognitiva påverkan (18).
Resultatdiskussion
Som ses i resultatgraferna visar de första mätningarna i baslinjen på en stor förbättringstrend för båda deltagarna vilket vi tolkar som en inlärningseffekt. Efter de tre första mätningarna planar förbättringen ut lite i Trail Making Test (dock inte i Odd One Out) vilket tyder på att deltagarna lärt sig hur testet går till men tidsbristen tillät inte mätningarna att stabiliseras. På grund av denna inlärningseffekt togs de tre första mätningarna bort vid uträkningen av 2SD- band analysen.
Att baslinjens förbättringstrend sedan håller i sig under interventionen tolkas inte som inlärningseffekten då mätningarna skedde med två veckors mellanrum och den första
18
inlärningen avslutats. Detta gäller dock inte för Odd One Out där ingen stabilisering sågs under hela studien. På grund av detta kan inga slutsatser dras av mätningarna.
Grafen för Beep-testet visar att konditionen har ökat hos båda deltagarna. Sista mätningen visar dock på sämre resultat hos båda men detta berodde på sjukdom. Hypotesen är att mätningen annars hade visat på en ökning även sista gången. Den tydliga ökningen av konditionen tyder på att de valda träningsmetoderna är valida vilket tidigare studier visat (2,12-14,19,20).
Vid analysen av den bestående effekten av Trail Making Test sågs ett svagt stöd för förbättring hos deltagare 1 men inte hos deltagare 2 vilket ger ett något motsägelsefullt resultat. Sammanfattningsvis gör detta det svårt att dra någon slutsats för eventuell påvisad förbättring.
När före- och eftertesterna av Trail Making Test jämfördes sågs en förbättring vid
eftertesterna hos båda deltagarna. Att helt utesluta en inlärningseffekt är svårt pga. att testerna gjordes så tätt in på varandra men eftersom linjerna inte är helt parallella tolkas resultaten inte som enbart inlärning. Tidigare studier (4) har visat på en ökad koncentration och
uppmärksamhet 30-60 minuter efter aerob träning. Med resultaten från tidigare forskning och denna studie finns det en antydan till att den kognitiva ökningen är omedelbar men kortvarig.
Detta resultat tyder på en omedelbar kognitiv förbättring efter högintensiv areob träning men mer forskning behövs för att resultatet ska kunna ligga till grund för en satsning inom skolan för att främja inlärningen, kognitiv utveckling och de fysiologiska aspekterna, t.ex. genom ökad idrott och/eller en daglig morgonpromenad. Om det kan visas att aerob träning tillfälligt stimulerar kognitiva funktioner kan upplägget av rehabiliteringsinterventioner förbättras och leda till bättre vård, t.ex. att den fysioterapeutiska interventionen läggs innan den kognitiva för att ge patienten så bra förutsättningar som möjligt vid inlärningen. Inom arbetslivet skulle de intellektuella arbetsuppgifterna kunna underlättas med att starta dagen ned aerob träning, t.ex. att ta cykeln till jobbet.
19 Konklusion
Vi kan inte påvisa någon bestående förbättring av resonemang, koncentration och
uppmärksamhet men däremot finns en antydan till momentan ökning direkt efter högintensiv aerob träning på koncentration och uppmärksamhet. Eftersom deltagarna i denna studie bara var två, inte hade någon kognitiv påverkan och var fysiskt aktiva sedan tidigare bör resultatet tolkas med försiktighet. För att kunna dra en generell slutsats krävs ytterligare forskning och större studier men vi ser resultaten som en intressant indikation på att konditionsträning kan ha en positiv påverkan på kognitiva funktioner.
20
Referenser
(1) Schäfer Elinder L, Faskunger J. Fysisk aktivitet och folkhälsa. Statens folkhälsoinstitut 2006.
(2) Mattsson CM, Larsen F. Kondition och uthållighet: för träning, tävling och hälsa. 1 uppl ed. Stockholm: SISU idrottsböcker; 2013.
(3) Svantesson U, Dahlström A. Effekter av fysisk träning vid olika sjukdomstillstånd.
Stockholm: SISU idrottsböcker; 2007.
(4) Smith PJ, Blumenthal JA, Hoffman BM, Cooper H, Strauman TA, Welsh-Bohmer K, et al. Aerobic exercise and neurocognitive performance: a meta-analytic review of randomized controlled trials. Psychosom Med 2010 Apr;72(3):239-252.
(5) Available at: http://www.ne.se/lang/kognition.
(6) Sökord "Kognition". Available at:
http://www.svenskaakademien.se/svenska_spraket/svenska_akademiens_ordlista/saol_pa_nat et/ordlista.
(7) Diamond A. Executive functions. Annu Rev Psychol 2013;64:135-168.
(8) Hayes SM, Hayes JP, Cadden M, Verfaellie M. A review of cardiorespiratory fitness- related neuroplasticity in the aging brain. Front Aging Neurosci 2013 Jul 12;5:31.
(9) Haapala EA. Cardiorespiratory fitness and motor skills in relation to cognition and academic performance in children - a review. J Hum Kinet 2013 Mar 28;36:55-68.
(10) Huang EJ, Reichardt LF. Neurotrophins: roles in neuronal development and function.
Annu Rev Neurosci 2001;24:677-736.
(11) Tsai CL, Chen FC, Pan CY, Wang CH, Huang TH, Chen TC. Impact of acute aerobic exercise and cardiorespiratory fitness on visuospatial attention performance and serum BDNF levels. Psychoneuroendocrinology 2014 Mar;41:121-131.
(12) Billat LV. Interval training for performance: a scientific and empirical practice. Special recommendations for middle- and long-distance running. Part I: aerobic interval training.
Sports Med 2001;31(1):13-31.
(13) Billat LV. Interval training for performance: a scientific and empirical practice. Special recommendations for middle- and long-distance running. Part II: anaerobic interval training.
Sports Med 2001 Feb;31(2):75-90.
(14) Gustrin J. Pulsträna: [70 färdiga träningsprogram]. Stockholm: Fitnessförlaget; 2009.
(15) Broberg C, Tyni-Lenné R. Sjukgymnastik som vetenskap och profession. : Legitimerade sjukgymnasters riksförbund; 2010.
21
(16) Biguet G, Keskinen-Rosenqvist R, Levy Berg A. Att förstå kroppens budskap:
sjukgymnastiska perspektiv. 1 uppl ed. Lund: Studentlitteratur; 2012.
(17) Roxendal G, Winberg A. Levande människa. 2005.
(18) Carter R, Lubinsky J, Domholdt E. Rehabilitation research: principles and applications.
4th ed. Philadelphia, Pa. ; London: Saunders; 2011.
(19) Mattsson CM. Vad vet vi idag om konditionsträning? Svensk Idrottsforskning: Organ för Centrum för Idrottsforskning 2010;19(2):10-13.
(20) Forsberg A, Holmberg HC, Woxnerud K. Träna din kondition. Ny uppl ed. Farsta;
Malmö: SISU idrottsböcker; UPAB distributör; 2002.
(21) McGreggor K, Goel A. Finding the odd one out: a fractal analogical approach. 2011:289- 298.
(22) Cambridgebrainsciences - Odd one out. Available at:
http://www.cambridgebrainsciences.com/browse/reasoning/test/oddoneout.
(23) Tombaugh TN. Trail Making Test A and B: normative data stratified by age and education. Arch Clin Neuropsychol 2004 Mar;19(2):203-214.
(24) Aziz AR, Tan FH, Teh KC. A pilot study comparing two field tests with the treadmill run test in soccer players. J Sports Sci Med 2005 Jun 1;4(2):105-112.
Bilagor
Bilaga 1
Odd One Out mäter förmågan att kunna resonera genom att testpersonen under 3 minuter ska se samband mellan figurer och hitta ett mönster för att kunna utesluta en figur. Varje rätt svar ökar slutpoängen (21). Detta test är en modern variant av de klassisak testerna; Raven's Progressive Matrices och Cattell's Culture Fair Intelligence Test (22).
Bilaga 2
Trail Making Test är uppdelat i två delar, A och B. Testet mäter koncentration och uppmärksamhet. I del A drar testpersonen en linje mellan siffrorna 1 till 12 så fort som möjligt och i del B dras linjen mellan siffror och bokstäver, 1a, 2b, 3c osv. Kortare tid ger bättre resultat (23).
Bilaga 3
Beep testet går ut på att deltagarna ska springa 20 meter på en vis tid mellan två beep-ljud.
Intervallen mellan ljuden kortas succesivt ned ju längre testet pågått vilket resulterar i att löphastigheten ökar. Testet avbryts då deltagaren inte klarar av att springa två
sammanhängande intervaller eller självmant väljer att kliva av (24).
Bilaga 4
