Egzersizin dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu tanısı olan ve omayan çocuk ve ergenlerde nöropsikolojik test performansları üzerine akut etkisinin işlevsel yakın kızılötesi spektroskopi (FNIRS) yöntemiyle değerlendirilmesi
Evaluation of the acute effect of exercise on neuropsychological testperformance in children and adolescents with and without attention deficit hyperactivity disorder by functional near infrared spectroscopy (FNİRS)
Yazar: İBRAHİM TİRYAKİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM SELÇUK ESİN
Atatürk Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk ve Ergen Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Psikiyatri = Psychiatry
Dizin: Egzersiz = Exercise ; Ergenler = Adolescents ; Hiperaktiviteli dikkat eksikliği bozukluğu = Attention deficit disorder with hyperactivity ; Nöropsikoloji = Neuropsychology ; Nöropsikolojik testler = Neuropsychological tests ; Spektroskopi = Spectroscopy ; Çocuklar = Children

Özet:
Giriş: Dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu (DEHB), okul çağındaki çocukların yaklaşık % 5-8'ini etkileyen, dikkatsizlik, aşırı aktivite ve dürtüsellik ile karakterize çocukluk çağının en sık görülen nörogelişimsel bozukluklardan biridir. DEHB'nin temel semptomlarının; sürekli dikkat, çalışma belleği ve inhibitör kontrol dâhil olmak üzere yürütücü işlevlerde eksiklikler ile ilişkili olduğu belirtilmektedir. DEHB üzerine fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ve pozitron emisyon tomografisi (PET) gibi noninvaziv fonksiyonel beyin görüntüleme tekniklerinin kullanıldığı birçok araştırma bulunmaktadır. Son zamanlarda, fonksiyonel beyin aktivitesi ile ilişkili serebral hemodinamik değişiklikleri ölçen, invaziv olmayan bir optik görüntüleme tekniği sağlayan fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisi (fNIRS) giderek popüler hale gelmektedir. fNIRS aracılı yakın kızılötesi ışığın emilimi yöntemi ile, beynin hemodinamiğinde oksijenli, deoksijenli ve toplam hemoglobin (oksi-HB, deoksi-HB ve toplam-HB) konsantrasyonlarındaki değişiklikler hesaplanabilmektedir. Bu sayede, korteks içindeki kan oksijenasyonundaki değişikliklere bağlı olarak dolaylı bir nöral aktivite ölçümü elde edilmektedir. Bu çalışma ile, DEHB tanılı erkek ergenlerde egzersizin go/no-go taskı davranışsal performans üzerine etkisinin yanı sıra egzersizin, yürütücü işlev merkezi olan dorsolateral prefrontal bölgedeki oksijenlenme üzerine etkisinin sağlıklı ergenlerle karşılaştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca çalışma kapsamında, laktat düzeyleri ile go-no go taskı davranışsal verileri ve dorsolateral prefrontal bölgedeki oksijenlenme düzeyi arasındaki ilişki incelenmiştir.
Yöntem: Çalışmamıza, 13-17 yaş aralığında Atatürk Üniversitesi Tıp Fakültesi Çocuk ve Ergen Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Anabilim Dalında Dikkat Eksikliği Hiperaktivite Bozukluğu tanısı ile takip edilen 20 erkek ergen olgu grubu olarak, olgu grubu ile yaş açısından eşleştirilmiş herhangi bir psikopatolojisi bulunmayan sağlıklı 20 erkek ergen ise kontrol grubu olarak dahil edilmiştir. Araştırma öncesi araştırmacı tarafından katılımcılar ve ebeveynleri çalışma hakkında detaylı bilgilendirilerek aydınlatılmış onamları alınmıştır. Araştırmacı tarafından katılımcılar ve ebeveynlerine yapılandırılmış bir psikiyatrik görüşme yöntemi olan Gelişim ve Ruhsal Sağlık Değerlendirmesi (DAWBA) uygulanmış ve çalışma kapsamında hazırlanan sosyodemografik veri formu, Conners ebeveyn derecelendirme ölçeği doldurulmuştur. Çalışmanın deneysel basamağı üç aşamalı olarak gerçekleştirilmiştir. Birinci basamakta; katılımcılara bilgisayar üzerinden go/no-go taskı uygulanmış ve eş zamanlı olarak fNIRS ölçümü gerçekleştirilmiştir. Egzersiz öncesi katılımcıların kapiller laktat ölçümü yapılmıştır. İkinci aşamada ise, akut orta dereceli aerobik 10 dakika süren ergometer bisiklet egzersizi gerçekleştirilmiştir. Egzersiz sonrası tekrar kapiller laktat ölçümü yapılmıştır. Üçüncü ve son aşamada ise, başlangıçta uygulanan go/no-go taskı tekrar uygulanmış ve eş zamanlı fNIRS ölçümü gerçekleştirilmiştir.
Bulgular:  Egzersiz öncesinde go/no-go taskı sırasında uygulanan fNIRS ölçümü sonucunda DEHB'li grubta özellikle sağ hemisfer DLPFC'de daha az oksihemoglobin düzeyi bulunmuştur. Egzersiz sonrasında ise DEHB'li grupta oksihemoglobin düzeyi kontrol grubu düzeyine ulaşmıştır. Go/no-go taskı davranışsal verileri ise olgu ve kontrol grupları arasında egzersiz öncesinde; go blok doğru sayısı, no-go blok doğru sayısı, no-go blok yanlış reaksiyon süresi, egzersiz sonrasında; no-go blok doğru sayısı, no-go blok doğru reaksiyon süresi ortalaması, no-go blok yanlış reaksiyon süresi, comission hata sayısı, omission hata sayısı (p<0.05) anlamlılık düzeyine ulaşmıştır. Kan kapiller laktat düzeyi ise olgu ve kontrol gruplarında egzersizle beraber yükselmiş olup gruplar arası istatistiki anlamlılık oluşmamıştır.
Sonuç: Çalışmamız; DEHB'li ergenlerde egzersizin bilişsel inhibitör kontrol üzerindeki düzeltici etkisini fNIRS aracılığıyla göstermiş olup bu etkiye laktat düzeyinin aracılık etmediği sonucuna varılmıştır. Daha büyük örneklem sayısı, farklı egzersiz tipleri ve laktat ölçümünde kullanılacak daha hassas yöntemlerle beraber yapılacak yeni çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
Introduction: Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is one of the most common neurodevelopmental disorders of childhood, which affects approximately 5-8% of school-age children and is characterized by inattention, overactivity and impulsivity. The main symptoms of ADHD; It has been reported to be associated with deficiencies in executive functions including sustained attention, working memory, and inhibitory control. There are many studies on ADHD using noninvasive functional neuroimaging techniques such as functional magnetic resonance imaging (fMRI) and positron emission tomography (PET). Recently, functional near infrared spectroscopy (fNIRS), which provides a non-invasive optical imaging technique that measures cerebral hemodynamic changes associated with functional brain activity, is becoming increasingly popular. With the fNIRS-mediated near infrared light absorption method, changes in oxygenated, deoxygenated and total hemoglobin (oxy-HB, deoxy-HB and total-HB) concentrations in the hemodynamics of the brain can be calculated. In this way, an indirect measurement of neural activity is obtained due to changes in blood oxygenation in the cortex. In this study, it was aimed to compare the effect of exercise on go / no-go task behavioral performance in male adolescents diagnosed with ADHD, as well as the effect of exercise on oxygenation in the dorsolateral prefrontal region, which is the executive function center, with healthy adolescents. In addition, the relationship between lactate levels and go-no go task behavioral data and oxygenation level in the dorsolateral prefrontal region was investigated.
Method: In our study, 20 male adolescents between the ages of 13-17 who were followed up with the diagnosis of Attention Deficit Hyperactivity Disorder in the Department of Child and Adolescent Psychiatry, Atatürk University Faculty of Medicine, 20 healthy males age-matched who did not have any psychopathology adolescents were included as the control group. Before the study, the participants and their parents were informed in detail about the study and informed consent was obtained by the researcher. Developmental and Mental Health Assessment (DAWBA), a structured psychiatric interview method, was applied to the participants and their parents by the researcher, and the sociodemographic data form prepared within the scope of the study and the Conners parental rating scale were completed. The experimental step of the study was carried out in three stages. In the first step; Go / no-go task was applied to the participants on the computer and fNIRS measurement was performed simultaneously. Before the exercise, capillary lactate measurement of the participants was made. In the second stage, an acute moderate aerobic 10-minute ergometer cycling exercise was performed. Capillary lactate was measured again after exercise. In the third and final stage, the initial go / no-go task was applied again and simultaneous fNIRS measurement was performed.
Results: As a result of the fNIRS measurement applied during go/no-go task before exercise, less oxyhemoglobin level was found in the ADHD group, especially in the right hemisphere DLPFC. After exercise, oxyhemoglobin level in the ADHD group reached the level of the control group. Go/no-go task behavioral data between the case and control groups before exercise; go block correct number, no-go block correct number, no-go block incorrect reaction time, after exercise; No-go block correct number, no-go block correct reaction time average, no-go block incorrect reaction time, comission error number, omission error number (p <0.05) reached significance level. Blood capillary lactate level increased with exercise in the case and control groups, and there was no statistical significance between the groups.
Conclusion: Our work; It showed the corrective effect of exercise on cognitive inhibitory control through fNIRS in adolescents with ADHD, and it was concluded that this effect was not mediated by lactate level. There is a need for new studies with larger sample sizes, different exercise types, and more precise methods to be used in lactate measurement.