VARIABILNOST SRČNEGA UTRIPA STAREJŠIH OSEB MED IZVAJANJEM RAVNOTEŽNE NALOGE Z IN BREZ DODATNE KOGNITIVNE NALOGE

Transcription

1 PODVINŠEK DIPLOMSKA NALOGA 2017 UNIVERZA NA PRIMORSKEM FAKULTETA ZA MATEMATIKO, NARAVOSLOVJE IN INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE Katja Podvinšek VARIABILNOST SRČNEGA UTRIPA STAREJŠIH OSEB MED IZVAJANJEM RAVNOTEŽNE NALOGE Z IN BREZ DODATNE KOGNITIVNE NALOGE Diplomska naloga Izola, avgust 2017

2 UNIVERZA NA PRIMORSKEM FAKULTETA ZA MATEMATIKO, NARAVOSLOVJE IN INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE Smer študija APLIKATIVNA KINEZIOLOGIJA VARIABILNOST SRČNEGA UTRIPA STAREJŠIH OSEB MED IZVAJANJEM RAVNOTEŽNE NALOGE Z IN BREZ DODATNE KOGNITIVNE NALOGE Diplomska naloga MENTOR: doc. dr. Uroš Marušič Avtorica: KATJA PODVINŠEK Izola, avgust 2017

3 Ime in PRIIMEK: Katja PODVINŠEK Naslov diplomske naloge: Variabilnost srčnega utripa starejših oseb med izvajanjem ravnotežne naloge z Kraj: Izola Leto: 2017 Število listov: 40 Število slik: 8 Število tabel: 4 Število prilog: 0 Št. strani prilog: 0 Število referenc: 66 Mentor: Doc. dr. Uroš Marušič UDK: Ključne besede: ravnotežje, staranje, dvojna naloga, psihofiziologija Povzetek: Namen diplomske naloge je raziskati odzive avtonomnega živčnega sistema na posturalno stabilnost v tandemski stoji z. Za potrebe tega diplomskega dela smo uporabili le del podatkov celotne raziskave, ki je zajemala 50 preiskovancev (38 žensk) iz Mestne občine Ljubljana, starih med 60 in 80 let. Ravnotežje smo merili na tenziometrijski plošči AMTI HE k (Advanced Mechanical Technology, Inc., Watertown, MA, ZDA) v dveh različnih pogojih ter istočasno merili psihofiziološke odzive telesa z napravo NeXus-10 MKII (Mind Media B. V., Herten, Nizozemska). Ravnotežno nalogo je predstavljala tandemska stoja, dodatno kognitivno nalogo pa štetje od naključno izbranega števila med 400 in 500 po 3 števila nazaj. Ugotovili smo, da starejše osebe nimajo pomembno večje dolžine poti središča na podlago ob dodatnem izvajanju kognitivne naloge (p = 0,106), da se srčni utrip pri ravnotežni nalogi z dodatno kognitivno nalogo poveča bolj kot pri ravnotežni nalogi brez dodatne kognitivne naloge (p < 0,001) in da se variabilnost srčnega utripa pri starejših osebah med ravnotežno nalogo enako poveča kot pri ravnotežni nalogi brez dodatne kognitivne naloge (p = 0,846). V primerjavi z nekaterimi drugimi raziskavami, opravljenimi na tem področju, sklepamo, da je do takšnih rezultatov prišlo zaradi večjega preusmerjanja pozornosti starejših oseb na ravnotežno nalogo med dodatnim izvajanjem kognitivne naloge, ki pa je bila prelahka, da bi prišlo do očitnejših razlik med obema pogojema. Kot nadgradnjo te raziskave predlagamo longitudinalno spremljanje več psihofizioloških parametrov, ki bi dodatno razjasnili vlogo avtonomnega živčnega sistema pri posturalno-kognitivnih motnjah, zahtevnejšo dodatno kognitivno nalogo oziroma teste dinamičnega ravnotežja ali ravnotežnih nalog z zunanjimi naključnimi motnjami.

4 Name and SURNAME: Katja PODVINŠEK Title of bachelor thesis: Heart rate variability of elderly during balance task with and without added cognitive task Place: Izola Year: 2017 Number of pages: 40 Number of pictures: 8 Number of tables: 4 Number of enclosures: 0 Number of enclosure pages: 0 Number of references: 66 Mentor: Doc. dr. Uroš Marušič UDC: Key words: balance, ageing, dual-tasking, psychophisiology Abstract: The purpose of this bachelor thesis was to research the responses of autonomic nervous system to postural stability at tandem stance with and without added cognitive task. For the needs of this thesis we used a part of the data from the research consisted of 50 subjects (38 women) living in the Municipality of Ljubljana, aged between 60 and 80 years. The postural stability was measured with the force plate AMTI HE k (Advanced Mechanical Technology, Inc., Watertown, MA, USA) in two different conditions. Simultaneously psychophysiological responses of the body were being measured with NeXus-10 MKII (Mind Media B. V., Herten, Netherlands). Tandem stance represented the balance task and counting form a randomly picked number between 400 and 500 for 3 down represented the added cognitive task. We discovered that there is no significant differences at center of pressure between balance task with and without added cognitive task (p = 0,106), that heart rate of elderly significantly more increases at balance task with added cognitive task, compared to balance task without added cognitive task (p < 0,001) and that heart rate variability increases the same at both compared conditions (p = 0,846). In comparison with other researches made in the field we assume that there have been such results due to bigger redirecting of attention of elderly to the balance task while performing the added cognitive task, which was too easy, to cause significant change between both conditions. As an upgrade of this research we suggest a longitudinal motoring of more psychophysiological parameters that would add more explanations of the role of the autonomic nervous system at postural and cognitive perturbations, or a research with a more difficult added cognitive task or with tests of dynamical balance or balance tasks with random external interference.

5 UNIVERZA NA PRIMORSKEM UNIVERSITÀ DEL LITORALE / UNIVERSITY OF PRIMORSKA FAKULTETA ZA MATEMATIKO, NARAVOSLOVJE IN INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE NATURALI E TECNOLOGIE INFORMATICHE FACULTY OF MATHEMATICS, NATURAL SCIENCES AND INFORMATION TECHNOLOGIES Glagoljaška 8, SI 6000 Koper Tel.: (+386 5) Fax: (+386 5) info@famnit.upr.si IZJAVA O AVTORSTVU DIPLOMSKE NALOGE Podpisana, Katja Podvinšek, študentka dodiplomskega študijskega programa 1. stopnje Aplikativna kineziologija, izjavljam, da je diplomska naloga z naslovom Variabilnost srčnega utripa starejših oseb med izvajanjem ravnotežne naloge z - rezultat lastnega dela, - so rezultati korektno navedeni in - nisem kršil/a pravic intelektualne lastnine drugih. Soglašam z objavo elektronske verzije diplomske naloge v zbirki»dela UP FAMNIT«ter zagotavljam, da je elektronska oblika diplomske naloge identična tiskani. Podpis študentke: V, dne

6 ZAHVALA Najlepša hvala mentorju, doc. dr. Urošu Marušiču, za vso znanstveno-raziskovalno ter strokovno pomoč in usmerjanja pri celotni diplomski nalogi, od izvedenih meritev, izbire naslova, do priprave in pisanja diplomske naloge. Zahvaljujem se tudi vsem prostovoljcem, ki so sodelovali v raziskavi, katere del sem uporabila za svoje zaključno delo. Hvala tudi moji družini, prijateljem in sošolcem, ki so mi na kakršen koli načni pomagali in me podpirali pri pisanju diplomske naloge.

7 KAZALO VSEBINE 1 UVOD Starostne spremembe in ravnotežje Ravnotežje Metodologija dvojne naloge Avtonomni živčni sistem Merjenje avtonomne živčne aktivnosti METODE DELA Cilji in hipoteze Preiskovanci Merski postopki Statistična obdelava REZULTATI Središče pritiska na podlago med ravnotežno nalogo z in brez dodatne kognitivne naloge Srčni utrip med ravnotežno nalogo z Variabilnost srčnega utripa med ravnotežno nalogo z in brez dodatne kognitivne naloge DISKUSIJA ZAKLJUČEK LITERATURA...26 VI

8 KAZALO TABEL Tabela 1 : Splošni podatki preiskovancev...15 Tabela 2: Vrednosti središča pritiska na podlago Tabela 3: Vrednosti povprečnega srčnega utripa pri vseh meritvah in odstotek sprememb povprečnega srčnega utripa Tabela 4: Vrednosti povprečne variabilnosti srčnega utripa pri vseh meritvah in odstotek sprememb variabilnosti srčnega utripa VII

9 KAZALO SLIK Slika 1: Ravnotežnostne strategije Slika 2: Položaj težišča telesa ob nagibih Slika 3: Signal elektrokardiograma s štirimi R vrhovi Slika 4: Prikaz vrednosti variabilnosti srčnega utripa po starostnih skupinah Slika 5: Prikaz vrednosti variabilnosti srčnega utripa glede na stopnjo telesne aktivnosti Slika 6: Posnetek zaslona iz programa BioTrace Slika 7: Namestitev senzorjev elektrokardiograma merilne naprave NeXus Slika 8: Tandem stoja VIII

10 TABELA KRATIC Kratica COP EEG EMG CTT SU VSU EKG SA RMSSD A-Qu-A DKN Opis kratice Središče pritiska na podlago, angleško: Center of pressure Elektroencefalografija Elektromiografija Centralno težišče telesa Frekvenca srčnega utripa Variabilnost srčnega utripa Elektrokardiogram Sinoatrialni Efektivna vrednost zaporedne razlike med sosednima R R intervaloma, angleško: root mean square of successive differences Aktivno in kvalitetno staranje v domačem okolju Dodatna kognitivna naloga IX

11 1 UVOD Pri vsakodnevnih aktivnostih sta ustrezna telesna drža in ravnotežje nujna pogoja za učinkovito gibanje v prostoru in za opravljanje različnih funkcijskih vsakodnevnih aktivnosti, kot so pripravljanje hrane, oblačenje, vožnja avtomobila, osebna higiena, nakupovanje in rekreativne dejavnosti. Pogosto oseba med gibanjem opravlja tudi dodatno gibalno (na primer nošenje predmetov) ali pa kognitivno nalogo (na primer pogovarjanje, spremljanje prometa). Dodatne kognitivne in gibalne naloge še dodatno zaposlijo posameznikove misli (Rugelj, 2012). Situacije hkratnih večopravilnosti so številne študije preučevale s tako imenovano metodologijo dvojne naloge (angleško: dual-task methodology) (Ruffieux, Keller, Lauber in Taube, 2015; Marušič idr., 2015). V znanstveni in strokovni literaturi je metodologija dvojne naloge zelo razširjena in uporabljena za preučevanje stopnje pozornosti, vključene pri izvedbi določene naloge, kot tudi določitvi stopnje kontroliranega in avtomatiziranega ravnotežja (Boisgontier idr., 2013; Marušič, Teraž in Pišot, 2016). Ravnotežje je gibalna sposobnost hitrega oblikovanja kompenzacijskih gibov, ki so potrebni za vračanje telesa v ravnotežni položaj, ko se ta poruši (Pistotnik, 2003). Šarabon (2013) navaja, da je ravnotežje dinamika ohranjanja telesne drže z namenom preprečiti padec. Zaradi notranjih motenj ravnotežja, in tudi vplivov okolja, težišče telesa neprestano niha, zato se morajo nenehno in hitro oblikovati ustrezni korektivni programi, s katerimi se ohranja ravnotežni položaj telesa (Pistotnik, 2003). Notranji dejavniki, ki vplivajo na ravnotežje, so starost, spol, osebnostne lastnosti in zdravstveno stanje (Bilban, 2004). Starejši so bolj dovzetni za poškodbe zaradi porušenja ravnotežja, sploh tisti, ki niso redno aktivni in občasno pretiravajo s športno aktivnostjo (Bilban, 2004). Pod zunanje dejavnike spadajo klimatsko-atmosferske razmere, kot na primer mraz, zmanjšana vidljivost, veter, ki lahko premakne naše centralno težišče telesa, ter vročina, pri kateri se pozornost osebe zoži in pride do utrujenosti (Bilban, 2004). Na učinkovito ohranjanje ravnotežja vpliva tudi zahtevnost ravnotežne naloge in kontekst okolja, v katerem se aktivnost izvaja (na primer hoja po ledu ali po pesku) (Horak, Henry & Shumway-Cook, 1997). S staranjem prihaja do velikih anatomskih kot tudi fizioloških sprememb ter s tem do zmanjšanja funkcionalnih sposobnosti (Horvat, 2011). Spremembe telesa s staranjem delimo na mišično-skeletne, somatosenzorične in spremembe v 1

12 centralnem živčnem sistemu. V centralnem in perifernem živčnem sistemu se s starostjo zmanjša stopnja mielinizacije aferentnih živčnih vlaken, kar zniža hitrost prevodnosti živčnih signalov in povzroča zamik v komunikaciji med senzoričnim in motoričnim sistemom (Verdu, Ceballos, Vilches in Navarro, 2000). Spremembe senzoričnega sistema s staranjem opazimo z upadom proprioceptivne funkcije starejših, poslabšanjem vida, vestibularnega sistema in celotnega somatosenzoričnega sistema (Ule, 2013). Pod mišično-skeletne spremembe pa štejemo vse degenerativne starostne spremembe mišic in kosti, kot so sarkopenija, osteopenija, osteoporoza idr. S starostjo se med drugim poslabša tudi delovanje nadzornega sistema telesne drže in ravnotežja, kar se še posebej kaže ob kompleksnih situacijah, ko je treba opraviti več nalog hkrati. Pri naši raziskovalni nalogi bomo preko metodologije dvojne naloge skušali ugotoviti, ali se ravnotežje starostnikov poslabša, ko jim poleg ravnotežne naloge dodamo še nalogo odštevanja in ali lahko to spremembo razberemo z opazovanjem vrednosti psihofizioloških odzivov telesa oziroma frekvence srčnega utripa (SU) in variabilnosti srčnega utripa (VSU). Psihofiziologija je veja psihologije, ki se ukvarja s fiziološkimi ozadji psiholoških procesov. Ko merimo psihofiziološke odzive telesa, v večini primerov merimo elektrokortikalno aktivnost možganov (EEG - elektroencefalografija), elektrodermalno aktivnost (galvansko prevodnost kože), kardiovaskularne mere (SU, VSU), aktivnost perifernega živčevja ter mišic (EMG elektromiografija) in druge. V naši raziskovalni nalogi se bomo osredotočili na srčni utrip in njegovo variabilnost, ki nam poda spremenljivost posamičnih srčnih utripov oziroma spremenljivost časovnih intervalov med posameznima udarcema. Vrednosti SU-ja (ter VSU-ja) se spremenijo že ob najmanjšem fizičnem premiku telesa ali pa tudi ob psihičnem/kognitivnem naporu (Mehler, Reimer in Wang, 2011), kar smo tudi preverjali z našo raziskovalno nalogo. 1.1 Starostne spremembe in ravnotežje S staranjem pride do upadanja delovanja mišično-tetivnih, skeletnih in čutilnih sistemov, udeleženih pri uravnavanju drže in ravnotežja (Rugelj, 2012). Starejše osebe za ravnotežno strategijo največkrat uporabijo strategijo kolka in koraka. Hoja in drža se s starostjo spremenita, koraki so krajši in hitrejši, drža nog je širša, trup in težišče ter s tem COP se pomaknejo naprej. Vzorec hoje se spremeni v smislu 2

13 kratkih, hitrih in širokih korakov (Kos in Sedej, 2012). Motnje hoje in kontrole drže nastanejo pri starejših zaradi prizadetosti aferentnih sistemov (slabšanje vida, okvara ravnotežnega organa), eferentnih sistemov (mišična oslabelost), centralnih nadzornih sistemov (motnje drže, mišičnega tonusa, refleksov) in opornega aparata (okostje, vezi, sklepi) (Bilban, 2004). Teža možganskega tkiva se zaradi propada nevronov osrednjega živčnega sistema s starostjo manjša (Pem - Sevšek, 2009). Spremeni se percepcija (proces povezovanja in organizacije informacij, sprejetih s čutili) (Petavs, Backovič Juričan in Štrumbelj, 2008). Upočasnjen je prenos sporočil iz zaznavnega dela živčevja na gibalni del, s tem pa reakcijski čas in refleksi (Zerbo - Šporin, 2013a). Motnje čutil imajo velik vpliv na življenje starejših oseb, predvsem vid in sluh (Kos in Sedej, 2012). Z njimi so povezane vse motnje zaznavanja položaja telesa v prostoru, slabenja vseh senzoričnih sposobnosti, ki v možganski skorji oblikujejo izvedbo gibalnih akcij ter mišljenja, orientacije in razumevanja (Petavs idr., 2008). V dobro osvetljenem okolju s fiksno podporno podlago starejši ljudje za vzdrževanje ravnotežja uporabljajo največ informacij iz somatosenzoričnega sistema (pritisk in propriocepcija), nekaj iz vidnega in nekaj iz vestibularnega sistema (Peterka, 2002). S stojo na nestabilni podlagi se poveča priliv informacij iz vestibularnega in vidnega sistema, s čimer se zmanjša odvisnost od somatosenzoričnega sistema (Peterka, 2002). Z leti se slabša tudi občutljivost za tip na prstih stopal ali rok, pri tem pa so spodnji udi bolj prizadeti kot zgornji. Poslabšanje je lahko posledica sprememb v koži ali v senzornih receptorjih na površini kože ali pa kombinacija obojega (Bilban, 2004). Najopaznejša fiziološka sprememba mišično-tetivnega in kostnega tkiva je zmanjšanje gibljivosti in mobilnosti sklepov, v smislu manjšega obsega gibov, povečanja trdote sklepov ter prisotne bolečine ob izvajanju gibov (Petavs idr., 2008). S starostjo lahko pride tudi do sarkopenije, to je nepatološka ali starostna izguba mišične mase in moči (Zerbo - Šporin, 2013b). Različne mišice s starostjo različno atrofirajo, zaradi česar se zmanjšuje obseg mišičja in hkrati slabi tonus mišic. Atrofija vlaken tipa II (hitrih mišičnih vlaken) je izrazitejša (Zerbo - Šporin, 2013b). V večini primerov se nam na račun večjega deleža maščobnega tkiva poveča telesna teža, hkrati pa zmanjša mišična masa, vzdržljivost mišic ter posledično funkcionalna sposobnost mišic (Ule, 2013). S tem vidno upada mišična moč starejših oseb, predvsem mišic rok, saj starejše osebe ne opravljajo dosti ročnih del, razlog za to je tudi slabša koordinacija (Petavs idr., 2008). Prav tako se 3

14 zmanjša mineralna kostna gostota, kar vodi v večjo krhkost kosti in tveganje za nastanek poškodb in zlomov (Ule, 2013). Zaradi spremenjene funkcionalne sposobnosti mišic ter omejene gibljivosti se kažejo spremembe v telesni drži in hoji. (Petavs idr., 2008) Fiziološke starostne spremembe ne vplivajo direktno na poslabšanje ravnotežja s staranjem, so pa pomemben dejavnik, zaradi katerega pride do poškodb. Poleg gibalnega sistema začne s starostjo pešati tudi srčno-žilni sistem. Srčni mišici se zmanjša zmožnost krčenja, hkrati pa se zmanjšata tudi frekvenca srca in utripni volumen, torej SU, predvsem med telesno aktivnostjo. Srčna mišica se ne more več prilagajati naporom in ne zmore večjih telesnih obremenitev (Petavs idr., 2008). Vrednosti VSU-ja s starostjo padajo, kar bomo bolje opisali v poglavju o merjenju avtonomne živčne aktivnosti Ravnotežje Ravnotežje se ves čas ruši in vzpostavlja, tudi če navidezno stojimo pri miru, zato pravimo, da ravnotežje ohranjamo. Ohranja se s kompenzacijskimi gibi, izvršenimi z ustrezno silo v nasprotni smeri odklona težišča (Pistotnik, 2003). Ohraniti ravnotežni položaj pomeni, da mora projekcija centralnega težišča telesa (CTT), ki je nekje med stopaloma obeh nog, padati v mejah podporne ploskve (Pistotnik, 2003). Shumway - Cook in Woollacott (2007) sta ravnotežje opredelila kot sposobnost ohranjanja CTT-ja nad podporno ploskvijo istega telesa. Lokacija oprijemališča vertikalne reakcijske sile podlage pri človeku pa je opredeljena kot središče pritiska na podlago (COP), ki se pri mirni dvonožni stoji, tako kot CTT, tudi nahaja nekje med stopaloma obeh nog (Winter, 1995). Vrednosti COP-ja se v praksi uporabljajo pri merjenju ravnotežja na tenziometrijski plošči, saj le-ta lahko zabeleži premike COP-ja v anteriorno-posteriorni ter medialno-lateralni smeri. Ločimo dve pojavni obliki ohranjanja ravnotežja, to sta ohranjanje ravnotežja v statičnem položaju in med dinamičnim gibanjem. Statično ravnotežje ohranjamo, ko stojimo na mestu, vendar ga kljub temu ohranjamo na dinamičen način, saj mora telo vedno znova vzpostavljati ravnotežje oziroma ga sproti ohranjati. To se dogaja že ob stoji na stabilni podlagi. Še bolj očitno pa je na primer ob stoji na ravnotežni deski, kjer se ravnotežna deska giblje, mi pa skušamo s premiki težišča ohraniti ravnotežno desko vodoravno. Dinamično pa ohranjamo ravnotežje med gibanjem telesa v različnih smereh (Pistotnik, 2003). 4

15 Telo se na porušenje ravnotežja odzove tako, da v ustrezno smer premakne CTT, ki se pri mirni in vzravnani stoji nahaja tik pred drugim križničnim vretencem (S2). Odzive na porušenje ravnotežja imenujemo ravnotežnostne strategije (Horak idr., 1997). Pri pokončni drži imamo štiri ravnotežnostne strategije oziroma mehanizme (Slika 1), s katerimi se uravnava ravnotežni položaj. Prvi mehanizem je s korekcijo gibanja v gležnjih ob manjših motnjah, ob večjih motnjah se ravnotežje telesa korigira v kolkih, ob velikih motnjah z znižanjem CTT-ja ter ob zelo velikih motnjah z izstopnim korakom ter oprijemom za bližnje površine (Hochmuth, 1984). Statično ravnotežje bi naj ohranjali s strategijo gležnja in kolka, dinamično pa s strategijo koraka ali z oprijemom za bližnje površine, ampak se pri ljudeh strategija koraka večkrat uporabi pred strategijo gležnja in kolka, torej tudi ob manjših motnjah, za katere bi zadostovala že strategija gležnja (McIlroy & Maki, 1993). S tem bi se naj telo prej izognilo padcu, saj že takoj uporabi bolj učinkovito strategijo. Slika 1: Ravnotežnostne strategije. Vir: Katja Podvinšek, povzeto po O Sullivan in Schmitz, Ko oseba sama premakne težišče telesa ali se premakne zaradi zunanje sile, pride do porušenja ravnotežja, na katerega se telo odzove s prilagoditvijo drže (Slika 2) (Horak idr., 1997). Za oblikovanje ustreznih korektivnih programov je potrebna ustrezna sinteza informacij iz okolja in iz lastnega telesa v centralnem živčnem sistemu ter sprotna obdelava prejetih informacij (Pistotnik, 2003). 5

16 Slika 2: Položaj težišča telesa ob nagibih. Vir: Katja Podvinšek, povzeto po That man from Sycaruse, Predeli centralnega živčnega sistema, ki nadzorujejo sklepno stabilizacijo in s tem ravnotežje, so trije. Kot prvo se vključijo motorični in senzorični korteks, mali možgani, bazalni gangliji in možgansko deblo, nato sledijo lokalne nevronske mreže v hrbtenjači in kasneje periferni živčni sistem. Senzorične informacije iz periferije izhajajo iz mišičnega vretena, Golgijevega tetivnega organa, sinovalne membrane, ligamentov, meniskusa in kožnih receptorjev (Šarabon, 2013). Pistotnik (2003) navaja, da nam zavedno in nezavedno zaznavanje svojega telesa omogoča propriocepcija. V ta senzorni sistem so vključeni številni mehanoreceptorji v mišicah, kitah, sklepih in koži. Vsi ti oskrbujejo centralni živčni sistem z informacijami iz okolja in oblikujejo zavestne ter refleksne odzive, ki omogočijo natančno gibanje in hitro prilagajanje trenutnim okoliščinam (Pistotnik, 2003). Poleg teh čutil igrata zelo pomembno vlogo še organ za vid in ravnotežni organ. Po Pistotniku (2003) izvirajo informacije, ki pridejo v naše možgane, iz več čutil: čutilo za vid: omogoča zaznavanje grobih odmikov telesa od stabilnega položaja telesa. Zato morajo v prostoru obstajati določene orientacijske točke, na katere se lahko oprejo človekove zaznave o položaju telesa. Če teh točk ni (na primer zaprte oči), se lahko predstave porušijo in s tem je oteženo ohranjanje ravnotežnega položaja; čutilo za sluh: glede na odboj in jakost zvoka nam čutilo omogoča zaznave iz okolja; taktilni receptorji: zaznavajo spremembe pritiskov, ki se zaradi odklonov projekcije težišča pojavijo na tistih delih kože, ki so v stiku s podporno ploskvijo in posredujejo podatke o sili pritiska na podlago in smeri odklonov težišča; kinestetična čutila (propriocepcija): to so tetivni in mišični receptorji (Golgijev tetivni aparat in mišično vreteno) ter receptorji v okolici sklepov. Regulirajo mišični tonus in s tem silo, ki je v korektivnih programih potrebna za 6

17 popravljanje odklonov težišča od ravnotežnega položaja. Receptorji zaznajo spremembe v napetosti mišic ter kotne premike in pospeške v sklepih, saj so odgovorni za fino regulacijo gibanja. Strojnik in Šarabon (b. l.) dodajata, da je mišično vreteno najpomembnejši senzor v naših mišicah. Njegova naloga je osnova refleksa za raztezanje: merjenje hitrosti in velikosti spremembe dolžine mišičnega vlakna, povezan pa je tudi s kontrolo vzdraženosti živčnega sistema. Več kot vreteno pošilja signalov, bolj bo živčni sistem vzdražen in močneje bo mišica aktivirana. Senzor v kitah pa se imenuje kitni organ in meri silo v kiti. Večja kot je, močnejši signal oddaja. Ta signal sprošča mišico, in sicer če je sila velika, jo signal sprosti, da ne bi prišlo do trganja; vestibularni aparat: je ravnotežni organ v srednjem ušesu in je sestavljen iz treh polkrožnih kanalov, ki so postavljeni v vseh treh ravninah. V kanalih se nahajajo čutne dlačice, ki so oblite s tekočino. Te reagirajo na premike tekočine. Tekočina se začne premikati zaradi inercije, ki se pojavi ob hitrih zaustavitvah gibanja (povzeto po Pistotnik, 2003); center za ravnotežje: nahaja se v malih možganih. Sprejema vse informacije iz čutil. Na osnovi aferentne sinteze se aktivirajo refleksni mehanizmi regulacije, ki dajejo sorazmerne odgovore glede na odklone telesa v mejah podporne ploskve. Oblikujejo se ustrezni korektivni programi glede na smer in jakost odklona. Informacije stalno prihajajo in se sproti obdelujejo (povzeto po Pistotnik, 2003). Osrednje živčevje dobi torej informacije o okolju in postavitvi telesa preko senzoričnega sistema (Peterka, 2002). Temu sledi ustrezen odgovor preko efektornega aparata (Pistotnik, 2003). Dva gibalna kontrolna sistema omogočata interpretacijo aferentnih (senzoričnih) informacij in izvedbo eferentnega (gibalnega) odgovora, to sta sistem predvidenih in sistem povratnih informacij. Prvi je odvisen od senzoričnih informacij iz že narejenih in naučenih gibanj in je potreben za predaktivacijo mišic. Drugi je mehanizem povratne zanke, ki neprekinjeno uravnava gibalno kontrolo preko refleksnih poti in s tem poveča ali zmanjša aktivacijo posamezne mišice ali pa koaktivacijo agonista in antagonista (povzeto po Dunn, Gilig, Ponspor, Weil in Utz, 1986). Oba kontrolna sistema ob pogosti stimulaciji čutilnih in gibalnih poti izboljšata dinamično stabilnost sklepa (Hodgson, Roy, de Leon, Dobkin in Edgerton, 1994). Pogoste ponovitve oblikujejo spomin sinaptičnega signala, ker so sinapse večkrat vzdražene, to pa omogoča boljšo gibalno kontrolo in refleksno pot za upravljanje živčno-mišičnih signalov (Guyton, 1981). 7

18 Ohranjanje ravnotežja zahteva tudi pozornost in kognitivne vire. Omenjena tematika je v svetovni znanstveni literaturi obravnavana in znana pod imenom metodologija dvojne naloge Metodologija dvojne naloge Metodologija dvojne naloge se uporablja tako pri raziskavah hoje/gibanja z dodatno kognitivno nalogo kot tudi pri raziskavah kontrole ravnotežja ob dodatnih (kognitivnih) obremenitvah. Sposobnost stabilne stoje oziroma posturalna stabilnost je regulirana z določenim delom kontroliranega procesiranja in določenim delom avtomatskega procesiranja informacij (Boisgontier idr., 2013; Schneider in Chein, 2003; Schneider in Shiffrin, 1977). Raziskave metodologije dvojne naloge kažejo, da lahko izvajanje kognitivne naloge, ki zahteva preusmeritev pozornosti, hkrati z ravnotežno nalogo, oslabi izvedbo ene ali obeh nalog. Ohranjanje/kontrola ravnotežja zavzame določen del kognitivnih procesov pri oteženih okoliščinah stoje, kar pomeni, da kognitivne funkcije in ravnotežje tekmujeta za omejeno kapaciteto pozornosti (Wollacott, 2000). Kognitivna naloga lahko torej predstavlja povečanje obremenitve pri vadbi ravnotežja. Pozornost je definirana kot kognitivni proces, ki kontrolira stopnjo pomembnosti dražljajev (Kahneman, 1973) in je del izvršilnih funkcij, pod katere spadajo tudi zavedanje, volja, načrtovanje in nadziranje (Yogev-Seligmann, Hausdorff in Giladi, 2008). Človeški možgani imajo omejeno kapaciteto procesiranja informacij in ravno pozornost je tisti mehanizem, preko katerega se možgani odločijo, katere informacije in dražljaji, zavedni ali nezavedni, so pomembnejši. Dražljaje zaznavamo s čutili ali pa informacije pridobimo s kognitivnimi procesi spomina, učenja, sklepanja idr. Funkcije pozornosti so izbira, usmerjanje ali zaviranje dražljaja (Rogers, 2006). Poznamo pasivno in aktivno pozornost. Pri pasivni usmerimo pozornost na zunanje dejavnike brez določenega namena, ker se pojavijo spontano in jim je človek v tistem trenutku podvržen. Aktivna pozornost je bolj dolgotrajna in učinkovita ter je dosežena, ko je človek sam motiviran, da dražljaje išče v okolju (Pečjak, 1997). Vloga dodatne kognitivne naloge pri metodologiji dvojne naloge je lahko dvojna: i) dvojna naloga usmeri pozornost osebe, ki izvaja nalogo, stran od ohranjanja ravnotežja, torej na dodatno kognitivno nalogo ali ii) oseba zanemari in s tem slabše opravi dodatno kognitivno nalogo, ker posveti večino pozornosti ohranjanju 8

19 ravnotežja (Huxhold, Li, Schmiedek & Lindenberger, 2006). Pri dvojni nalogi se mora torej pozornost preusmerjati med gibalno nalogo ohranjanja ravnotežja (senzomotorične funkcije telesa) in kognitivno nalogo (miselne funkcije telesa). Zaradi procesiranja informacij dodatne kognitivne naloge se lahko učinkovitost kontrole ravnotežja med opravljanjem dodatne naloge v primerjavi s samo kontrolo drže očitno zmanjša (Huxhold idr., 2006). Raziskave pa si na tem področju niso povsem enotne. Nekatere raziskave kažejo, da kognitivna naloga hkrati z ravnotežno nalogo poslabša ravnotežje, spet druge kažejo, da opravljanje dodatne naloge med ravnotežno nalogo ohranjanje izboljša ravnotežja (Boisgontier idr., 2013; Huxhold idr., 2006). Razlog vidijo v tem, da lahko dodatna kognitivna naloga vpliva tudi na del pozornosti, ki kontrolira gibalno nalogo. To pomeni, da lahko enostavna dodatna naloga poveča učinkovitost izvajanja naloge ravnotežja, ker oseba na nek način avtomatizira proces ohranjanja ravnotežja, zahtevnejša dodatna naloga pa lahko negativno vpliva na ohranjanje ravnotežja (Huxhold idr., 2006). Ohranjanje ravnotežja je torej ob dodatni kognitivni nalogi oteženo ali olajšano, odvisno od zahtevnosti kognitivne naloge (Huxhold idr., 2006). Katera naloga bo prevzela večji del pozornosti, je odvisno od več različnih faktorjev, kot so načini stimuliranja in odziva preiskovanca, zahtevnost dodatne naloge, omejitve v drži, ki vplivajo na zahtevnost ravnotežne naloge, razlike med posamezniki pri senzomotoričnih sposobnostih in proces staranja (Huxhold idr., 2006). Odzivi telesa so odvisni tudi od pozornosti, ali oseba pričakuje motnje in ima za to prehodne izkušnje, torej predhodno programirane vzorce mišične aktivacije (Woollacott in Shumway - Cook, 2002). Tudi način izvajanja dodatne naloge vpliva na izvedbo. Govorni odzivi na kognitivno nalogo, izvajano med stojo, tako na primer poslabšajo ravnotežje (Dault, Yardley & Frank, 2003; Yardley, Gardner, Leadbetter in Lavie, 1999), potreba po usmerjanju pogleda pa izboljša ravnotežje (Stoffregen, Pagulayan, Bardy in Hettinger, 2000; Stoffregen, Smart, Bardy in Pagulayan, 1999). Nekatere raziskave kažejo, da je ravnotežje hitreje moteno s sekundarno nalogo, ki vključuje vizualno-prostorske in ne govorne informacije (Kerr, Condon in McDonald, 1985; Maylor & Wing, 2000). Starejše osebe ohranjajo ravnotežje z večjim kognitivnim deležem, torej z večjim zavedanjem senzomotričnih procesov (Li in Lindenberger, 2002), saj se sama učinkovitost senzoričnega in mišičnega sistema za ohranjanje ravnotežja s starostjo slabša, kar smo opisali v zgornjem poglavju. 9

20 1.2 Avtonomni živčni sistem Živčne poti, ki regulirajo fiziološke odzive telesa in zavestna čustva, si delijo anatomske povezave (Sibley, 2009). Avtonomne funkcije človeškega telesa so v večini kontrolirane v subkortikalnih centrih in možganskem deblu, poleg tega pa je z njimi povezana tudi možganska skorja, saj le-ta veže povezave nižje s hipotalamusom, ki ima bistveno vlogo pri koordinaciji avtonomnih refleksov, in amigdalo, ki je odgovorna za dojemanje čustev in spodbujanje ustreznega odziva (Sibley, 2009). Avtonomni živčni sistem (AŽS) poteka drugače kot somatski živčni sistem, saj ima AŽS avtonomne aferentne nevrone locirane izven hrbtenjače v avtonomnih ganglijih in je del perifernega živčevja, ki deluje brez vpliva naše volje (Sibley, 2009). Med drugim nadzira delovanje gladkega mišičja, žlez in srčne mišice,deli pa se na simpatik in parasimpatik. Parasimpatik je aktiven v mirovanju in na telo vpliva tako, da upočasnjuje dihanje, bitje srca ter pospeši prebavo. Simpatik pa je aktiven v»begu in boju«, tako da poveča potenje, pospeši dihanje in bitje srca, krči žile ter upočasni prebavo (Martinčič idr., 2012). Višje procesiranje odzivov AŽS-ja poteka iz podaljšane hrbtenjače, ki dobi aferentne visceralne signale iz notranjih organov in nato 1) sproži eferentne odzive za kontrolo enostavnih avtonomnih funkcij (deluje na požiralnik, želodec in dihanje), 2) deluje na retikularno formacijo v možganskem deblu, kjer se sprožijo bol kompleksni avtonomni odzivi, in 3) sproži signal višje do hipotalamusa, amigdale in možganske skorje. Hipotalamus koordinira avtonomne odzive in sproži signale, ki delujejo na osnovne avtonomne centre v možganskem deblu in gredo nato višje od hipotalamusa do amigdale. Dvojna funkcija amigdale ji omogoča, da ima vpliv na avtonomni in somatski živčni sistem, saj je nižje povezana s hipotalamusom, višje pa s cigulatnim in prefrontalnim korteksom (povzeto po Sibley, 2009) Merjenje avtonomne živčne aktivnosti AŽS od vseh živčnih sistemov najbolj vpliva na delovanje srca (Thayer idr., 2011). Zaradi tega lahko avtonomno živčno aktivnost merimo z VSU-jem, saj nam le-ta opiše razmerje med delovanjem simpatika in parasimpatika (Malik, 1996). VSU je definiran kot spremenljivost časovnih intervalov med posameznima udarcema 10

21 (Camm idr., 1996; Reed idr., 2005). Kemp in Quintana (2013) opišeta VSU kot merjenje začasnih sprememb pri intervalu od utripa do utripa, ki so posledica delovanja avtonomnega živčevja. VSU označuje spremenljivost posameznih srčnih utripov in je parameter, ki je zmožen zagotoviti pomembne informacije o delovanju povezave srce-možgani, saj eferentni živčni signali iz možganov vplivajo na srce, aferentni živčni signali iz srca pa na možgane (Thayer, Ash, Fredrikson, Sollers III. in Wager, 2011). Običajno kardiovaskularne mere, kot sta SU in VSU, merimo z elektrokardiogramom (EKG). EKG signal (Slika 3) izvira iz sinoatrialnega vozla (SA), ki deluje kot spodbujevalnik električnih signalov skozi srce in s tem krči mišične stene srca. SA vozel je pod nadzorom avtonomnega živčnega sistema in ravno ta živčna regulacija povzroča VSU tako v mirovanju kot tudi med aktivnostjo (Camm idr., 1996; Reed, Robertson in Addison, 2005). Slika 3: Signal elektrokardiograma s štirimi R vrhovi. Vir: Katja Podvinšek, povzeto po Kranjec idr., Odklon EKG signala navzgor je R vrh in je del QRS kompleksa. Trajanje med dvema R vrhovoma je R R interval (Camm idr., 1996; Sztajzel, 2004; Reed idr., 2005), ki je pomemben za merjenje VSU-ja. SU je definiran kot število posameznih srčnih utripov v specifičnem časovnem obdobju, najpogosteje v eni minuti (Camm idr., 1996; Reed idr., 2005). Srce je v času mirovanja pod vplivom parasimpatika, da ohranja energijo. Zaradi nasprotnega delovanja teh dveh živčnih sistemov je srce dvojno oživčen organ (Thayer idr., 2011). Ko deluje simpatik, se SU pospeši, tako da povzroči skrajšanje časa med dvema srčnima utripoma, ko deluje parasimpatik, pa se SU umiri, tako da pride do podaljšanja časa med dvema srčnima utripoma (Thayer idr., 2011). Do 11

22 različnih vplivov avtonomnega živčnega sistema na SA vozel pride zaradi različnih delovanj nevrotransmiterjev pri delovanju simpatika (noradrenalin) ali parasimpatika (acetilholin). Acetilholin tako inhibira srčno mišico in upočasni SU, noradrenalin pa stimulira srčno mišico in pospeši SU (Thayer idr., 2011). V praksi je nizek VSU v mirovanju kazalnik slabega fizičnega zdravja oziroma pripravljenosti (Camm idr., 1996; Reed idr., 2005). Zdravo srce črpa po potrebi, zato velja, da je VSU kazalnik spremenljivosti živčnega sistema. V nasprotju s prvim»logičnim«pomislekom, da je za nas boljši nižji VSU, drži ravno obratno. Višji VSU pomeni dominanco parasimpatika, ki je odgovoren za delovanje našega telesa v mirovanju in pomeni, da se bo naše telo bolj dinamično odzvalo na okoljske spremembe. Nizek VSU pa predstavlja dominanco simpatika, ki za naše telo pomeni stres in nezmožnost AŽS oziroma SA vozla za ustrezen odziv na spremembe (Sisson, 2014). Pri zdravem posamezniku naj bi srčni utrip tako bolj variiral, variacije pa naj bi se znižale s starostjo ali z boleznijo (Camm idr., 1996; Reed idr., 2005). VSU se uporablja tudi kot ocena ravni stresa in čustev (Malik in Camm, 1990). V praksi je uporabljen pri povezavi in predvidevanju čustvenih in zdravstvenih stanj in dispozicij človeka, kot so depresija, anksioznost, jeza, psihotično stanje in srčne bolezni (Thayer idr., 2011; Sisson, 2014). Vrednosti SU-ja (ter VSU-ja) se spremenijo (povišajo) že ob najmanjšem fizičnem premiku telesa ali pa tudi ob psihičnem ali kognitivnem naporu (Mehler, Reimer in Wang, 2011). S primerno in redno telesno vadbo pa jih lahko izboljšamo, saj naj bi gibalno-športna aktivnost vplivala na avtonomno kontrolo srca tako, da zmanjša vpliv simpatika in poveča delovanje parasimpatika v mirovanju, kar privede do višjih vrednosti VSU-ja (Routledge, Campbell, McFetridge-Durdle in Bacon, 2010). Na VSU vpliva tudi starost (Slika 4), spol, fizična in psihična kondicija posameznika (Slika 5) ter uporaba zdravil, zato lahko vrednosti parametrov zelo nihajo glede na specifične skupine ljudi (Camm idr., 1996; Reed idr., 2005; Sztajzel, 2004). 12

23 Slika 4: Prikaz vrednosti variabilnosti srčnega utripa po starostnih skupinah. Vir: Altini, Slika 5: Prikaz vrednosti variabilnosti srčnega utripa glede na stopnjo telesne aktivnosti. Vir: Altini,

24 2 METODE DELA Za raziskovalno nalogo smo uporabili rezultate meritev v sklopu projekta Aktivno in kvalitetno staranje v domačem okolju (A-Qu-A). Projekt je sofinanciran s strani Programa Norveškega finančnega mehanizma Prijavitelj projekta je bil Zavod za oskrbo na domu Ljubljana. Kot partnerica projekta je sodelovala tudi Univerza na Primorskem, Znanstveno-raziskovalno središče, Inštitut za kineziološke raziskave. Prispevek Univerze na Primorskem je bil v projektu A-Qu-A predvsem znanstveno-strokovne narave in je temeljil na izvedbi množičnih meritev uporabnikov z mobilnim laboratorijem, postavitvijo normativnih vrednosti fizioloških testov, pripravo intervencijskih programov, usmerjenih v izboljšanje gibalne učinkovitosti starejših občanov, in organizacijo strokovnih seminarjev s ciljem dopolnilnega izobraževanja strokovnih delavcev. Za potrebe tega diplomskega dela smo uporabili le del podatkov, in sicer podatke, vezane na merilno postajo, kjer smo merili psihofiziološke odzive telesa med ohranjanjem ravnotežja starejših oseb v različnih pogojih. Namen naše raziskovalne naloge je bil ugotoviti kakšni so odzivi AŽS-ja starejših oseb med ravnotežno nalogo z oziroma ugotoviti kateri izmed danih pogojev (samo ravnotežna naloga ali ravnotežna naloga z dodano kognitivno nalogo) predstavlja večjo obremenitev za starejše osebe in ali lahko to predvidimo z opazovanjem vrednosti SU-ja in VSU-ja. 2.1 Cilji in hipoteze Cilji diplomske naloge so bili: opisati z dvojno nalogo povezane spremembe kontrole ravnotežja pri starejših osebah; opisati pomen in učinek psihofizioloških odzivov telesa (s poudarkom na srčnem utripu in njegovi variabilnosti) med ravnotežno nalogo z in brez dodatne kognitivne naloge. Predpostavljali smo, da: Se kontrola ravnotežja z dodano kognitivno nalogo poslabša. o H1: Dolžina poti COP-a se pri ravnotežni nalogi z dodatno kognitivno nalogo v primerjavi s samo ravnotežno nalogo poveča. 14

25 Se bodo psihofiziološki odzivi telesa starejših oseb (srčni utrip in njegova variabilnost) spremenili pri ravnotežni nalogi z dodatno kognitivno nalogo v primerjavi s samo ravnotežno nalogo. o H2: Srčni utrip se bo pri tandemski stoji z dodatno kognitivno nalogo bolj povišal kot pri samo tandemski stoji. o H3: Variabilnost srčnega utripa se bo pri tandemski stoji z dodatno kognitivno nalogo bolj povišala kot pri samo tandemski stoji. 2.2 Preiskovanci V raziskavi je sodelovalo 50 starejših oseb, starih od 60 do 80 let (Tabela 1). Preiskovanci so bili občani Mestne občine Ljubljana. Pred pričetkom raziskave je vsak izmed preiskovancev dobil v podpis Izjavo o prostovoljnem sodelovanju v raziskavi. Raziskava je potekala po navodilih Helsinške deklaracije. Tabela 1 : Splošni podatki preiskovancev. Parameter Preiskovanci (povprečje ± standardni odklon) Spol Starost (leta) Telesna višina (cm) Telesna masa (kg) 38 žensk, 12 moških 68,7 ± 4,4 163,9 ± 7,7 70,2 ± 12,0 2.3 Merski postopki Za potrebe naše raziskovalne naloge smo uporabili rezultate meritev (skupno 50 preiskovancev), ki je bila del obsežnejše študije. Merili smo psihofiziološke odzive telesa starejših oseb med ravnotežno nalogo z dodatno kognitivno obremenitvijo in brez, v naključnem vrstnem redu. V prostor, kjer smo opravljali meritve, smo preiskovance sprejemali individualno. Merjenje za vsakega preiskovanca je potekalo približno 15 minut. Po sprejemu preiskovanca smo mu najprej razložili celoten potek meritev ter nanj namestili elektrode za merjenje EKG-ja (in s tem SU-ja ter VSU-ja), frekvence dihanja, temperature kože in prevodnosti kože (Slika 6) ter vnesli podatke v program BioTrace+ (Mind Media B. V., Herten, Nizozemska). 15

26 Vzporedno je drug raziskovalec vnašal podatke v program, vezan na tenziometrijsko ploščo AMTI HE k (Advanced Mechanical Technology, Inc., Watertown, MA, ZDA), ki je beležila premike COP-a. Slika 6: Posnetek zaslona iz programa BioTrace+. Vir: Katja Podvinšek. Protokol namestitve senzorjev merilne naprave NeXus-10 MKII (Mind Media B. V., Herten, Nizozemska) je potekal tako: EKG: črna elektroda se namesti 2 cm nižje od sredine desne ključnice, rdeča na levi spodnji konec prsnega koša/reber, v liniji pod srcem, na del s čim manj podkožne maščobe, bela elektroda pa se namesti 2 cm nižje od sredine leve ključnice, kot je prikazano na Sliki 7; frekvenca dihanja: trak se namesti okoli trupa pod prsnim košem; prevodnost kože: dva senzorja se namestita na dlančno površino srednje falange kazalca in prstanca leve roke; temperatura kože: na dlančno površino srednje falange sredinca leve roke. 16

27 Slika 7: Namestitev senzorjev elektrokardiograma merilne naprave NeXus. Vir: Katja Podvinšek. Napravo NeXus smo nato pričvrstili za pas preiskovanca, tako da se je lahko nemoteno premikal, in začeli z merjenjem. Prva naloga je bila sproščena mirna stoja z nogama v širini bokov in s pogledom usmerjenim v piko v višini oči merjenca, na steni, oddaljeni približno pol metra, ki je trajala 2 minuti (začetna meritev). Nato so preiskovanci ob enaki mirni stoji, kot pri začetni meritvi, dobili še dodatno kognitivno nalogo, in sicer odštevanje na glas od izbranega števila med 400 in 500 po 3 nazaj, kar je trajalo eno minuto. Število smo jim naključno določili mi. Pri naslednjih dveh meritvah pa smo uporabili tudi test nihanja telesa (angleško: body sway) na tenziometrijski plošči, ki je beležila skupno dolžino poti, ki jo COP opravi v eni minuti. Preiskovanci so se postavili v tandemsko stojo (Slika 8) tako, da so se prsti zadnje noge dotikali pete sprednje noge. Glede na izbor listkov z navodili, ki smo jih imeli pripravljene, sta bili zadnji dve nalogi izvedeni po različnem zaporedju (naključno). Nekateri preiskovanci so sprva opravili minuto stoje v tandemu, z rokami v bokih (brez odštevanja), nekateri pa so pričeli s kombinacijo tandem stoje in dodatne kognitivne naloge, ki je bila ponovno odštevanje od izbranega števila med 400 in 500 po 3 nazaj za eno minuto. Vsak preiskovanec je moral opraviti obe nalogi. Pri nalogi z odštevanjem števil smo izvajalci meritev beležili tudi, koliko števil je preiskovanec odštel in kolikokrat se je pri tem zmotil, prav tako smo preiskovance po vsaki od teh štirih nalog vprašali o stopnji utrujenosti po Borgovi lestvici (vrednosti od 1 do 10). Podatkov o pravilnosti odštevanja ter Borgove lestvice napora zaradi kompleksnosti nismo vključili v rezultate. 17

28 Slika 8: Tandem stoja. Vir: Katja Podvinšek. 2.4 Statistična obdelava Za statistično obdelavo podatkov je bil uporabljen program Microsoft Excel 2013 (Microsoft, Redmont, Washington, ZDA). Najprej smo izračunali deskriptivno statistiko podatkov za COP, SU in VSU (povprečje ± standardni odklon). Nato smo izračunali odstotek sprememb med začetno meritvijo in tandem stojo ter med začetno meritvijo in tandem stojo z dodatno kognitivno nalogo za vrednosti povprečja SU-ja in vrednosti parametra VSU-ja vsakega posameznika. Parameter VSU-ja, ki smo ga uporabili za izračun odstotka sprememb, je efektivna vrednost zaporedne razlike med sosednima R R intervaloma (RMSSD), ki odraža predvsem aktivnost parasimpatika. Za podatke začetnih meritev smo uporabili le zadnjo minuto od skupnega dvominutnega merjenja, tako je imel merjenec več časa za umiritev, s čimer smo dobili čim bolj podobne rezultate mirni stoji. Razlike med meritvama so bile analizirane z uporabo t-testa za odvisne vzorce; s tem smo pridobili podatke o obstoječih razlikah v SU-ju in VSU-ju z in brez dodatne kognitivne naloge. Nato smo opravili tudi t-test za odvisne vzorce med podatki o razporeditvi COP-a pri tandem stoji in pri tandem stoji z dodatno kognitivno nalogo; s tem smo pridobili podatke o obstoječi razliki v ravnotežju z in brez dodatne kognitivne naloge. Hipoteze smo sprejemali ali zavračali pri stopnji tveganja p < 0,05. 18

29 3 REZULTATI Rezultati so predstavljeni v treh delih. Prvi se nanaša na COP med ravnotežno nalogo z, drugi in tretji del pa na SU in VSU med ravnotežno nalogo z. 3.1 Središče pritiska na podlago med ravnotežno nalogo z Že pri izračunu deskriptivne statistike smo videli, da ni večjih razlik med COP-om pri tandem stoji (25,0 ± 4,0 cm) in COP-om pri tandem stoji z dodatno kognitivno nalogo (25,1 ± 4,0 cm). Ugotovili smo torej, da starejše osebe nimajo pomembno večjega COP-a ob dodatnem izvajanju kognitivne naloge, saj pri primerjavi vrednosti COP-a med ravnotežno nalogo z nismo ugotovili statistično pomembnih razlik (p = 0,106). S tem zavračamo prvo hipotezo. Tabela 2: Vrednosti središča pritiska na podlago. Parameter COP tandem (cm) COP tandem + DKN (cm) Povprečje ± standardni odklon 25,0 ± 4,0 25,1 ± 4,0 Minimum Maksimum 16,5 34,9 16,4 34,6 COP = središče pritiska na podlago, angleško: center of pressure; DKN = dodatna kognitivna naloga. 3.2 Srčni utrip med ravnotežno nalogo z in brez dodatne kognitivne naloge Pri primerjavi vrednosti srčnega utripa pri starejših osebah med ravnotežno nalogo z že deskriptivni podatki kažejo na povišan povprečni SU pri tandem stoji (80,5 ± 13,9 utripov na minuto) in pri tandem stoji z 19

30 dodatno kognitivno nalogo (89,8 ± 12,9 utripov na minuto) v primerjavi z začetno meritvijo (78,0 ± 13,3 utripov na minuto). Za parameter odstotka sprememb SU-ja med začetno meritvijo in tandem stojo ter tandem stojo + DKN je t-test pokazal statistično pomembne razlike (p < 0,001), kar pomeni, da se srčni utrip pri ravnotežni nalogi z dodatno kognitivno nalogo poveča bolj kot pri ravnotežni nalogi brez dodatne kognitivne naloge. S to ugotovitvijo potrjujemo drugo hipotezo. Tabela 3: Vrednosti povprečnega srčnega utripa pri vseh meritvah in odstotek sprememb povprečnega srčnega utripa. Parameter Povprečni SU Povprečni Povprečni SU Odstotek Odstotek začetne meritve (št. utripov na minuto) SU tandem (št. utripov na minuto) tandem + DKN (št. utripov na minuto) sprememb povprečnega SU-ja med začetno meritvijo in sprememb povprečnega SU-ja med začetno meritvijo in tandem tandem stojo stojo (%) + DKN (%) Povprečje ± standardni odklon 78,0 ± 13,3 80,5 ± 13,9 89,8 ± 12,9 3,4 ± 7,4 16,1 ± 11,5 Minimum 54,6 58,2 66,0 16,9 9,3 Maksimum 134,2 137,1 134,0 17,0 47,5 SU = srčni utrip; DKN = dodatna kognitivna naloga. 3.3 Variabilnost srčnega utripa med ravnotežno nalogo z Pri primerjavi vrednosti odstotka sprememb VSU-ja (RMSSD) med ravnotežno nalogo z pa nismo ugotovili statistično pomembnih razlik (p = 0,846). Variabilnost srčnega utripa se tako pri starejših osebah med ravnotežno nalogo enako poveča kot pri ravnotežni nalogi brez dodatne kognitivne naloge. S to ugotovitvijo smo ovrgli tretjo hipotezo. 20

31 Tabela 4: Vrednosti povprečne variabilnosti srčnega utripa pri vseh meritvah in odstotek sprememb variabilnosti srčnega utripa. Parameter Povprečni VSU Povprečni VSU Povprečni VSU Odstotek Odstotek začetna meritev (ms) tandem (ms) tandem + DKN (ms) sprememb povprečne VSU med začetno sprememb povprečne VSU med začetno meritvijo in meritvijo in tandem tandem + DKN (%) (%) Povprečje ± standardni odklon 24,0 ± 25,5 33,4 ± 28,1 38,6 ± 32,3 133,1 ± 355,1 126,6 ± 226,9 Minimum 4,2 5,1 4,7 77,1 77,7 Maksimum 124,4 120,1 139,0 2125,3 1045,0 SR = srčni utrip; DKN = dodatna kognitivna naloga. 21

32 4 DISKUSIJA Namen diplomskega dela je bil ugotoviti kako se SU in VSU starejših oseb odzoveta na izvajanje ravnotežne naloge z, ali se ob dodatni zaposlitvi misli ravnotežje starejših oseb poslabša ali izboljša v primerjavi s samim izvajanjem ravnotežne naloge. To je bila prva študija, ki je merila psihofiziološke odzive telesa starejših med izvajanjem ravnotežne naloge z in brez dodatne kognitivne naloge ter ugotovila, da se SU starejšim osebam bolj poviša pri ravnotežni nalogi s kognitivno nalogo kot pri ravnotežni nalogi brez dodatne kognitivne naloge in da se VSU ter COP enako povišata oziroma ne spremenita v primerjavi ravnotežne naloge z dodatno kognitivno nalogo s samo ravnotežno nalogo. Na podlagi rezultatov naše raziskovalne naloge lahko potrdimo eno od naših predvidevanj, in sicer da se starejšim osebam SU bolj poviša pri ravnotežni nalogi s kognitivno nalogo kot pri ravnotežni nalogi brez dodatne kognitivne naloge. Srčni mišici se s starostjo manjša zmožnost krčenja zaradi nadomestitve elastičnih vlaken s kolagenskimi, posledično se zmanjša frekvenca srca in utripni volumen, torej količina krvi, ki jo srce prečrpa (Petavs idr., 2008). Starejšim osebam pa se še vedno, že samo pri fizični ali psihični (kognitivni) obremenitvi, v primerjavi z mirovanjem, SU poviša, zaradi umika delovanja parasimpatika in povečanja delovanja simpatika (Aubert, Seps in Backers, 2003). Če fizični obremenitvi dodamo še dodatno kognitivno obremenitev, se poveča skupna obremenitev, kot kaže naše ugotovljeno povišanje SU-ja, vendar nepomembna razlika v COP parametru. VSU je parameter, ki kaže na fizično zdravje oziroma pripravljenost posameznika. Nižje vrednosti so nevarnejše za zdravje (Camm idr., 1996; Reed idr., 2005), nanje pa je možno vplivati in jih izboljšati z redno telesno aktivnostjo (Routledge idr., 2010). Rezultati naše raziskave kažejo, da se VSU pri ravnotežni nalogi brez dodatne kognitivne naloge enako poviša kot pri ravnotežni nalogi z dodatno kognitivno nalogo. Fizična ali kognitivna obremenitev že sama po sebi, brez dodatne kognitivne naloge, poviša VSU (Mehler idr., 2011). Višji VSU med aktivnostjo pomeni bolj dinamičen odziv našega telesa na okoljske spremembe (Billman, 2013), kar je pri fizični in kognitivni obremenitvi zahtevano. Pri primerjavi surove vrednosti VSU-ja naših preiskovancev ugotovimo, da so ti podatki precej variabilni. To pomeni, da so naši preiskovanci ne glede na starost dosegali vrednost 22