Cerebral changes improved by physical activity during cognitive decline: A systematic review on MRI studies.

doi: 10.1016/j.nicl.2019.101933.

我们回顾了包括有氧、协调和阻力运动在内的干预性研究，以及结合磁共振成像(MRI)的观察性研究。包括不同的MRI方法，如体积和结构分析、弥散张量成像(DTI)、功能MRI和脑血流(CBF)。我们评估了不同运动方式的MRI结果，并对认知能力衰退与正常衰老相比的干预性研究进行了方法学评估。

体育锻炼对大脑的具体影响是什么？如上所述，是否只有某些大脑区域/网络对身体活动有反应，这些区域主要受疾病状态的影响？

有氧：一项研究报告了一组有氧运动干预6个月后，一组海马体积直接增加(TenBrinkeetal.，2015)，但在他们的阻力训练部分没有观察到。另外两项研究发现，干预后海马没有直接增加，但检测到健康增加和运动负荷与海马体积之间的关系(Morris等，2017；Fredreksen等，2018和vanderKleij等，2018)。Chirles等人2017年的研究报道，在相同的干预后，在静息状态功能MRI期间，MCI组与对照组相比，包括额叶、颞叶、顶叶和岛叶等10个区域的连接性增加。

阻力：在Suo等人2016年进行的一项研究中，100名老年MCI受试者被随机分为4个干预组，包括进行性阻力训练(PRT)和计算机化认知训练(CCT)。PRT可导致整体认知能力的改善，以及后扣带区灰质的增加。有趣的是，Suo等人。没有发现结合阻力和认知训练会有额外的治疗好处。

Teixeira等人，2016年进行了另一项检验体积效应和白质完整性的研究。他们发现有氧健身与额叶脑区域的灰质形态以及通过DTI连接额叶、颞叶、枕叶和顶叶区域的神经束的完整性有关。

另一个对有氧运动敏感的大脑区域是海马体，它是受AD病理影响的中心区域之一(Fjell和Walhovd，2010)。

A)停止干预后，干预对认知衰退的影响是否持续，持续多久？B)通过运动进行的干预能抑制或减缓从MCI向痴呆状态的转变吗？

Association of accelerometer-measured light-intensity physical activity with brain volume: The Framingham Heart Study.

每天行走总步数和PA总剂量(强度×持续时间)与脑容量的关系。横断面、社区队列研究

加速度计确定的PA与脑MRI测量之间的关系。在4021名同意佩戴加速计并有有效数据(≥10小时/天，≥3天)的参与者中，1667名没有接受脑磁共振成像(n = 1604)或有普遍的痴呆或中风(n = 63)的参与者被排除在外。要结果和测量:脑衰老的总脑容量和其他MRI标记物的差异。2354名参与者的平均年龄(SD)为53(13)岁，1276(54.2%)为女性，1099(46.7%)符合PA指南。低强度PA与更高的脑容量相关;每增加一小时的低强度PA与大脑衰老减少约1.1年相关(β估计，0.22;SD, 0.07;P = .003)。在不符合PA指南的个体中，每增加的一小时的低强PA (β估计，0.28;SD, 0.11;P = .01)，每天达到7500步或更多(β估计，0.44;SD, 0.18;P = .02)与更高的总脑容量相关，相当于大脑衰老约1.4 - 2.2年。在调整低强度PA后，无论是增加中度至剧烈PA水平，还是达到PA指南推荐的中度至剧烈PA水平阈值，都与脑容量显著相关。每增加一小时的低强度PA与更高的脑容量相关，即使在不符合当前PA指南的个体中。这些数据与PA对大脑衰老的潜在益处可能在较低、更容易实现的强度或持续时间水平上积累的概念是一致的。

新的美国卫生与公众服务部(HHS) 2018 年美国体育活动指南表明，一些PA比没有好，但建议每周实现150分钟或150分钟以上的中等到剧烈体育活动(MVPA)，以获得实质性的健康益处。

Effect of a multicomponent exercise programme (VIVIFRAIL) on functional capacity in frail community elders with cognitive decline: study protocol for a randomized multicentre control trial.

doi:10.1186/s13063-019-3426-0.

一种名为VIVIFRAIL的创新多成分运动计划是否对轻度认知障碍或痴呆的虚弱前/虚弱患者的功能和认知状态有益处。

240名75岁以上的患者，巴塞尔指数≥60和轻度认知障碍或轻度痴呆，虚弱前阶段或虚弱（每个领域一个：体重减轻、疲惫、休闲活动、步态速度和握力）。被随机分配到常规护理组。虚弱的多成分运动干预计划包括阻力训练、步态再训练和平衡训练，这似乎是改善步态、平衡和力量以及降低老年人跌倒率从而保持其功能能力的最佳策略。

Exercise for Brain Health: An Investigation into the Underlying Mechanisms Guided by Dose.

doi: 10.1007/s13311-019-00749-w.

Physical Activity, Sports Practice, and Cognitive Functioning: The Current Research Status.

doi:10.3389/fpsyg.2019.02658.

Association of non-exercise physical activity in mid- and late-life with cognitive trajectories and the impact of APOE ε4 genotype status: the Mayo Clinic Study of Aging.

doi:10.1007/s10433-019-00513-1.

最近的一项系统综述发现，中等强度和高强度的体育活动与执行功能、记忆和整体认知有关，但与注意力或工作记忆无关(Engerof等。2018)。另一项来自荷兰的荟萃分析发现，体育活动与健康成年人更好的执行功能和记忆相关，无论活动的频率和持续时间如何(Sanders等。2019)。越来越多的研究表明，身体活动和认知功能之间的联系可能会随着APOEε4携带者状态而不同(Etnier et al.,2018）。到目前为止，只有少数研究调查了身体活动和认知轨迹之间的纵向联系，这来自于随着时间的重复的神经心理评估。例如，来自英国老龄化纵向研究的研究人员最近报道说，经过10年的随访后，身体活动与记忆和执行功能的不那么明显的下降相关(Hamer等。2018)。

对于非运动性体育活动，如家庭或工作相关的活动，是否也与纵向认知变化有关，我们知之甚少。

本研究：2061名参与者，平均每15个月进行神经心理测试一次，以人群为基础的纵向研究中，我们观察到，从事非运动体育活动的参与者，无论时间和强度水平如何，在多个认知领域的下降幅度明显小于非活动的参与者。值得注意的是，与不活跃相比，在中年或后期从事高强度活动显著与所有认知领域的得分下降较少相关，在中年从事中等强度活动也与所有认知领域的下降显著减少相关。

Strength training and running elicit different neuroprotective outcomes in a β-amyloid peptide-mediated Alzheimer's disease model.

doi: 10.1016/j.physbeh.2019.04.012.

有氧运动可诱导神经保护，但很少有研究调查力量训练是否具有类似的潜力。在大鼠海马内灌注混合β-淀粉样肽(a β)诱导的ad样认知损伤模型中，我们研究了力量训练与跑步训练在认知症状学、氧化应激和胆碱能状态方面的影响是否不同。雄性Wistar大鼠进行8周的跑步运动(RunEx;以70%的间接最大摄氧量进行40分钟的训练，每周3次)或力量训练(StrEx;3次/周，12次重复，8组，2组重复50%，2组重复75%，2组重复90%，2组重复100%)，然后在海马背侧注射Aβ。短期(STM)和长期(LTM)物体识别(OR)和社会识别(SR)记忆.

与RunEx相比，StrEx具有更好的神经保护作用，可以防止OR和SR记忆缺陷，防止脂质过氧化增加，降低AChE活性。RunEx仅对SR记忆缺陷产生神经保护作用，防止ROS和脂质过氧化的增加，并保持总抗氧化能力。虽然RunEx效应与氧化状态有关，但只有StrEx有可能也影响胆碱能系统。力量训练可以和跑步一样具有神经保护作用。尽管RunEx和SrtEx都影响氧化状态，但RunEx对这些参数的影响比SrtEx更大。有趣的是，只有SrtEx才阻止了Aβ诱导的胆碱能系统的变化。AD患者的氧化状态和胆碱能系统都发生了改变.

跑步可以提高社会识别记忆，而力量训练则可以增强社会识别和短期和长期的物体识别记忆。这两种运动都提高了抗氧化能力，但只有力量训练才能促进胆碱能系统的好处。总之，我们证明了力量训练可以像在ad样模型中运行一样具有神经保护作用。

Distinctive Effects of Aerobic and Resistance Exercise Modes on Neurocognitive and Biochemical Changes in Individuals with Mild Cognitive Impairment.

55名患有遗忘型MCI (aMCI)的老年人被随机分配到有氧运动(AE)组、抵抗运动(RE)组和对照组。评估包括神经认知测量。以及循环的神经保护生长因子(如BDNF, IGF-1, VEGF, FGF-2)和炎症细胞因子(如TNF-α， IL-1β， IL-6, IL-8, il -1, il -2)。和IL-15)水平的基线水平，以及16周有氧或抗阻力运动干预项目或控制期后的水平。

有氧运动和阻力运动可以有效地部分促进神经认知表现。实验结果表明，被试在执行任务转换范式时，ERP P2成分和P3潜伏期均未发生变化，但在异质条件下的反应时间、整体转换成本和ERP P3波幅均未发生变化。在循环分子生物标志物方面，16周运动干预没有改变一些参数(如瘦素、VEGF、FGF-2、IL-1β、IL-6和IL-8)。AE组外周血BDNF水平显著升高，胰岛素、TNF-α和IL-15水平显著降低，而RE组IGF-1水平显著升高，IL-15水平显著降低。神经认知表现的变化(AR和P3波幅)与神经营养因子(BDNF和IGF-1)/炎症因子(TNF-α)水平的变化之间的关系仅接近显著性。

这些发现表明，在患有aMCI的老年人中，不仅有氧运动，而且阻力运动在增加神经营养因子、减少炎症细胞因子和促进神经认知表现方面都是有效的。然而，有氧运动和阻力运动可能采用不同的分子机制促进神经认知。

Effects of acute aerobic and resistance exercise on executive function: An ERP study. J Sci Med Sport. 2019 Dec;22(12):1367-1372.

doi: 10.1016/j.jsams.2019.07.009.

本研究探讨了急性、中等强度有氧运动和阻力运动在30分钟恢复期后执行功能转变方面的影响。通过对事件相关电位P3b和N1成分的检测，探讨了急性运动与认知功能之间的神经电激活关系。

35名青年志愿者完成了两个实验阶段(即急性有氧运动(AE)和阻力运动(RE)，强度匹配，以及一个阅读阶段(对照)。目前的研究结果表明，剧烈运动对认知功能有积极的影响。在心理处理的后期阶段，运动引起的改变可能会导致更好的表现。不管哪种锻炼方式，大脑功能都有显著的选择性益处。

无论采用何种运动方式，急性运动阶段在两种全局转换中都会引起较短的RTs

Functional and/or structural brain changes in response to resistance exercises and resistance training lead to cognitive improvements - a systematic review.

doi: 10.1186/s11556-019-0217-2.

Physical activity for cognitive health: what advice can we give to older adults with subjective cognitive decline and mild cognitive impairment?

doi: 10.31887/DCNS.2019.21.1/nlautenschlager.

协议：每周至少150分钟的适度有氧PA结合额外的阻力训练是必要的来支持大脑健康 Lautenschlager N, Cox K, Hill KD, et al. PA Guidelines for older Australians with mild cognitive impairment or subjective cognitive

decline. Melbourne: Dementia Collaborative Research Centres (DCRC). 2018. Available at:

https://medicine.unimelb.edu.au/__data/assets/ pdf_file/0008/2672846/PAG.pdf. Accessed November 2018

The Impact of Different Types of Exercise Training on Peripheral Blood Brain-Derived Neurotrophic Factor Concentrations in Older Adults: A Meta-Analysis.

doi: 10.1007/s40279-019-01148-z.

Acute effects of strength and endurance exercise on serum BDNF and IGF-1 levels in older men.

doi: 10.1186/s12877-020-01937-6.

力量和耐力干预均能有效提高BDNF、IGF-1和血小板水平，但两者之间无显著差异。

Physical activity is associated with better global cognition and frontal function in overweight/obese older adults with metabolic syndrome.

doi:10.1186/s11556-019-0229-y.

Aerobic-Exercise and resistance-training interventions have been among the least effective ways to improve executive functions of any method tried thus far. Developmental cognitive neuroscience, 37, 100572. https://doi.org/10.1016/j.dcn.2018.05.001

physical Activity, Cognition, and Brain Outcomes: A Review of the 2018 hysical Activity Guidelines

Superior Effects of Modified Chen-Style Tai Chi versus 24-Style Tai Chi on Cognitive Function, Fitness, and Balance Performance in Adults over 55

Physical Activity and Trajectories of Cognitive Change in Community-Dwelling Older Adults: The Rancho Bernardo Study

虽然体育活动与更好的认知功能和降低痴呆风险有关，但它与正常衰老认知能力下降的关系仍不确定。

在27年的时间里，2027名社区居住的成年人(平均年龄73.5岁;60%的女性)完成了多达七项认知评估，包括整体认知功能、执行功能、语言流畅性和情景记忆的测试。在每次访问中，参与者报告同时进行的身体活动。在基线(1988- 1992)，参与者还报告了青少年和30岁时的身体活动。在每个年龄阶段，参与者被分为经常运动(每周3次以上)和不运动。

结果:在所有测试中，随着年龄的增长，同时进行体育活动和更好的认知功能之间的关联更强，即使考虑了教育、健康和生活方式因素以及生存差异(ps < 0.05)。基线体力活动不能预测认知能力下降的比率(ps > 0.40)。在30岁及以上时进行身体活动的个体随着年龄的增长保持了最高的整体认知功能(p = 0.002)。

我们之前研究了老年[19]中多个年龄段的身体活动与老年[19]中单个时间点的认知功能之间的关系。与之前的研究结果一致，我们观察到青少年和当前的体育活动对老年人执行功能的积极互动影响，例如当前的体育活动与更好的认知表现相关，主要是在青少年时期也积极的个体。这支持了即使是轻度活动也可能支持健康的认知衰老的观点。然而，对认知衰老相对于身体活动的纵向研究是有限的，目前尚不清楚一生的身体活动是否会随着年龄的增长而改变认知能力的下降率。

在对45-69岁的参与者进行的15年随访中，时变的身体活动与认知功能与年龄相关，但与认知能力下降无关。我们的结果，在一个较长时间随访的较长的队列中，与他们的报告一致。总之，身体活动和认知功能之间的年龄依赖性关联的发现表明，目前的身体活动对老年人的认知健康尤其重要，这与85岁或以上活跃的[29]的认知障碍率较低相一致。

这项研究确定了体育活动和更好的认知功能之间的正相关，并随着年龄的增长而加强，并发现成年早期的体育活动增加了这种有益的联系。随着老龄化人口的持续增长，人们越来越急于确定能够减缓或延缓与衰老相关的认知能力衰退的治疗方法。鼓励晚年积极的生活方式是保持认知健康的一种有前途的治疗途径，这可能最终保持独立性，减少临床和护理者的负担。

Lifetime physical activity and late-life cognitive function: the Rancho Bernardo study.

1826名社区居民男性和女性（60-99岁），他们在1988-92年参加了一次研究访问。方法：受试者在年龄较大的时候进行认知测试，并在十几岁、30岁、50岁和目前时报告身体活动。有规律的体育活动与更好的认知功能相关，年龄较大的体育活动表现出最强的关联。老年人的身体活动与更好的整体认知功能、执行功能和情景记忆相关，无论其强度如何。青少年时期紧张的体育活动与更好的晚年全球认知能力有关

In the long run: physical activity in early life and cognitive aging

Shevtsova et al.(2017)将一个月大的雄性大鼠分为两组，对照组(n = 40)和跑步组(n = 40)，这两组大鼠可以自由使用跑步轮6周。4个月后，对大鼠进行情境恐惧(CF)条件训练，已知这种学习依赖于新生的海马神经元。两周后(7个月大)，他们在相同、相似或不同的环境下测试CF反应的记忆。跑步者比不跑步者在相似或不同的条件下表现更好，冻结更少，这表明他们的记忆力得到了增强。有趣的是，所有的老鼠都以相同的速度学习CF任务。特别是跑步者的记忆力得到了改善(Shevtsova et al.， 2017)。

Merkley等人(2014)将4周大的雄性大鼠分为对照组(n = 24)和跑步者(n = 28)，在30天内使用跑步轮。根据停止跑步和灌注之间的时间，两个队列被细分为四组。取轮术后1周、5周、6个月、9个月进行灌注。不同的免疫组化标记用于标记DG中神经元发育的阶段。结果显示，在两个队列中，所有类型的细胞数量均显著下降，这表明神经发生随着年龄的增长而减少。跑后5周的大鼠(14周大)存活和成熟的成年神经元(4周大)明显多于对照组(每DG平均细胞数2300 vs 1500)。这些神经元随年龄的衰减率在两组中几乎相同。因此，运动引起的变化在整个生命周期中都得到了保留。这进一步证明了早期生活锻炼对DG神经发育有长期影响。