中高齡阿茲海默氏症風險者的制定運動祕訣

113年04月10日

【本篇報導由體育與運動科學系  張育愷研究講座教授研究團隊提供】  　　伴隨社會人口結構老化，臺灣阿茲海默氏症（Alzheimer’s disease, AD）人口持續攀升。如何藉由改善高AD風險者的生活型態以達「凍齡」大腦與認知功能，已成為當前社會大眾關注之議題。單次健身運動已證實可促進中高齡者認知表現之際，然對高AD風險族群之效益，以及運動強度與時間是否具調節效果，尚待釐清。研究團隊藉由變化運動強度與時間，探討相同於單次20分鐘中等強度腳踏車健身運動量之運動處方，對中高齡不同AD風險者抑制能力行為表現與神經電生理指標變化之影響。研究團隊不僅首次證實相同運動量之運動處方，可促進中高齡不同AD風險者類似程度之抑制能力與注意力資源投入，亦為實際場域規劃促進認知功能客製化健身運動課程，提供實證研究之依據。    　　臺灣2025年邁入超高齡社會人口結構之際，亦將面對失智症罹病率增加浪潮之來襲。其中，阿茲海默氏症（Alzheimer’s disease, AD）為最常見之退化性失智症類型，約佔60-80%失智症患者人口。目前學界認為E型載脂肪蛋白基因（APOE, Apolipoprotein E Gene）與AD罹患率有高度關聯性；相較無APOEε4等位基因（alleles）型態者，具APOEε4此一等位基因型態者未來罹患AD風險高4-15倍。有鑑於目前尚無有效且安全治療AD藥物問世，如何藉由改善生活型態促進高AD風險者（如帶有APOEε4等位基因型態者）認知功能，進而延緩AD發生與進展，已成為社會大眾與學界關注之焦點。 　　生活形態中之健身運動（例如，單次20分鐘中等強度有氧健身運動）已被證實可有效促進高階認知功能，例如計畫（planning）、抑制（inhibition），以及工作記憶（working memory）。然目前相同運動量之運動處方（exercise protocol），對中高齡不同AD風險者之高階認知功能影響之研究相對較少。目前張教授研究團隊之研究已顯示，相同運動量之運動處方，對中高齡不同AD風險者的「計劃能力」有相同的正面效益。然而，考量高階認知功能含括不同類型，故有其必要進一步釐清其對其它高階認知功能類型之影響。有鑒於此，本研究進一步利用腦神經電波中事件關聯電位（event-related brain potentials, ERP），藉由變化運動強度與時間，探討相等於單次20分鐘中等強度腳踏車健身運動量之不同運動處方，對中高齡不同AD風險者「抑制能力」行為表現與ERP指標之影響。本研究招募中高齡高低AD風險基因型態者共51位，以平衡順序方式進行3種相同運動量之單次運動介入處方（30分鐘低強度﹑20分鐘中等強度，以及16分鐘高強度）與控制情境介入，並於介入結束後利用Stroop測驗檢測參與者抑制行為表現與測驗期間ERP指標（如P3）變化。結果顯示，相較於控制情境，3種有氧運動處方皆可相同程度地促進Stroop反應速度與增加P3振幅（amplitude）（如圖一），顯示符合本研究運動量之單次有氧健身處方，皆可對中高齡不同AD風險者抑制能力與注意力資源投入產生相同之正面效益。 　　過去研究已為單次有氧健身運動對高階認知功能效益奠定基礎，研究團隊進一步探索相同運動量之運動處方對中高齡不同AD風險者之抑制能力與腦神經電之影響，並成功發表成果於老人學領域知名之國際期刊。本研究結果證實，等同20分鐘中等強度有氧健身運動量之運動處方，可有效促進中高年齡不同AD風險者之神經認知功能。基於本研究發現，未來可針對中高齡者身體機能狀況，客製化總運動量等同20分鐘中等強度有氧健身運動的運動量之健身運動處方，以達促進中高齡者抑制能力之目的。   圖一：ERP頂葉區平均P3振幅（綠色條狀）與同時間區段腦地形分佈圖。 CON = 控制情境；LI-30 = 30 分鐘低強度運動處方介入；MI-20 = 20分鐘中等強度運動處方介入；HI-16 = 16分鐘高強度運動處方介入。   原文出處： Chang, Y. K., Etnier, J. L., Li, R. H., Ren, F. F., Ai, J. Y, Chu, C. H. (2023). Acute exercise effect on neurocognitive function among cognitively normal late-middle-aged adults with/without genetic risk of AD: The moderating role of exercise volume and APOE genotype. The Journals of Gerontology, Series A: Biological Sciences and Medical Sciences, 2024, 79(2), 1–8. https://doi.org/10.1093/gerona/glad179

解鎖大腦力量：阻力健身運動的奇幻效應

112年09月09日

【本篇報導由體育與運動科學系  張育愷研究講座教授研究團隊提供】 　　美國運動醫學會所提倡之「運動是良藥（Exercise is medicine）」口號漸為人所知，事實上，健身運動帶來的健康效益不只在生理和心理疾病，亦有助於認知功能等大腦健康。美國身體活動指引方針2018年最新發布的科學報告表明任何年齡族群、任何認知功能狀態，均能透過規律參與身體活動獲得認知功能效益，並進一步指出單次參與健身運動（acute exercise，亦稱急性健身運動）就有效果。「單次見效」固然吸引人，但具體應該如何進行？研究團隊即聚焦阻力健身運動，針對當中的健身運動強度和執行功能（高階認知功能）面向進行系統性文獻回顧，期能提供實務操作之參考。   　　執行功能為一種高階的認知功能，與我們日常生活的運作息息相關，不僅影響著學業表現、工作成就和社交關係等，更是成功老化的重要指標。執行功能的核心功能包含三大面向：抑制控制（inhibitory control）指個體能不受內在傾向或外在干擾的影響，作出適當選擇的能力；工作記憶（working memory）為個體能暫存或更新特定的訊息，以供應目標工作需求的能力；認知彈性（cognitive flexibility）則是以抑制和工作記憶為基礎，使個體能任意的轉換或修正觀點和模式等，以因應當前情境的能力。 　　過去研究指出，阻力健身運動為有助促進執行功能之健身運動型態之一，並且單次執行就有效果，然而阻力健身運動強度如何影響執行功能不同面向尚不明朗。有鑒於此，本研究聚焦於單次阻力健身運動對於核心執行功能之效益，並針對健身運動強度、執行功能，以及兩者共同的調節效果進行探討，彙整了低、中和高強度的單次阻力健身運動對於抑制控制、工作記憶、認知彈性等三大核心執行功能面向的影響。 　　本研究藉由系統性回顧共納入19篇文章，包含692位參與者。結果顯示，逾半數的研究結果支持單次阻力健身運動對於整體執行功能有正面影響。在強度面向，中強度介入相較於低強度和高強度有較大比例的正向效果；而在執行功能面向，抑制控制面向呈現較為一致的效益，對於工作記憶和認知彈性面向的效果則較為分歧。考量研究彙整之運動強度與執行功能共同調節效果，建議針對抑制控制面向採用低或中強度介入；對於工作記憶或認知彈性面向，採用中強度介入為佳。 　　過去研究為單次健身運動對於執行功能效益奠定基礎，學者致力針對當中參與者特徵或健身運動內容等參數之影響進行更深入的探討。本系統性回顧研究聚焦單次阻力健身運動，結果顯示該型態健身運動有助於執行功能，而若能針對特定執行功能面向給予適當之強度介入，更能有效產生效益，可作為實務應用之參考，期待未來持續投入使該領域之資訊更加完整，以利大腦健康相關健身運動處方之發展。   原文出處：Huang, T. Y., Chen, F. T., Li, R. H., Hillman, C. H., Cline, T. L., Chu, C. H., Hung, T. M., & Chang, Y. K. (2022). Effects of acute resistance exercise on executive function: A systematic review of the moderating role of intensity and executive function domain. Sports Medicine - Open, 8(1), 141. https://doi.org/10.1186/s40798-022-00527-7