Любой, кто готовится к марафону, знает, что отдельные беговые тренировки со временем складываются, что приводит к значительному улучшению физической формы. Поэтому неудивительно, что когнитивные преимущества от тренировок также накапливаются, обеспечивая долгосрочные когнитивные достижения. Тем не менее, до сих пор было мало исследований, чтобы описать и поддержать лежащую в основе нейробиологию. В новой работе, представленной на этой неделе о влиянии упражнений на мозг в Обществе когнитивной нейробиологии (ЦНС) в Сан-Франциско, исследователи обнаруживают, что изменения в мозге, происходящие после одной тренировки, позволяют прогнозировать то, что происходит с длительными физическими тренировками с течением времени.
"Существует сильная и прямая связь между физической активностью и работой вашего мозга," говорит Венди Сузуки из Нью-Йоркского университета (NYU), которая возглавляет симпозиум по этой теме в CNS. "Люди по-прежнему не связывают физическое здоровье с мозгом и когнитивным здоровьем; они думают о том, чтобы надеть бикини или сбросить лишний килограмм, а не обо всех системах мозга, которые они улучшают и укрепляют, каждый раз, когда тренируются."
Но по мере того, как появляются новые исследования, показывающие, как различные типы, количество и интенсивность физической активности улучшают функцию мозга, когнитивные нейробиологи надеются увидеть кардинальные изменения во взглядах широкой публики на упражнения – от эффектов долгосрочных тренировок до улучшения положительное влияние физической активности на социально-экономически неблагополучные сообщества.
Новое исследование, показывающее, что немедленные когнитивные эффекты от упражнений отражают долгосрочные, является первым в своем роде, поскольку краткосрочные и долгосрочные эффекты обычно изучаются в различных исследованиях, говорит Мишель Восс из Университета Айовы, руководившая исследованием. Первоначальные результаты ее команды – хорошая новость для области когнитивной нейробиологии, поскольку они предполагают, что изменения в мозге, наблюдаемые после одного исследования тренировки, могут быть своего рода биомаркером для долгосрочных тренировок.
Участники исследования прошли сканирование мозга с помощью фМРТ и тесты рабочей памяти до и после отдельных сеансов упражнений легкой и средней интенсивности и после 12-недельной программы тренировок. Исследователи обнаружили, что те, кто наблюдал самые большие улучшения когнитивных функций и функциональной связи мозга после отдельных сеансов физической активности умеренной интенсивности, также продемонстрировали самые большие долгосрочные улучшения в когнитивных способностях и связности.
В исследовании использовались лежачие циклы с моторизованными педалями, что позволяло участникам либо прикладывать собственное усилие для поворота педалей, либо позволять педалям выполнять работу. "Эта функция позволила нам поддерживать постоянную скорость педали, изменяя частоту сердечных сокращений только между условиями легкой и умеренной активности," Восс говорит. "Это новинка для парадигм интенсивных упражнений, в которых сидение часто используется в качестве контрольного условия."
Восс с нетерпением ожидает повторения этого первого исследования с более крупными образцами. В настоящее время ее лаборатория набирает участников для аналогичного исследования, которое будет включать 6 месяцев тренировок вместо 3 месяцев, чтобы дать участникам больше времени для улучшения кардиореспираторной подготовки. А пока она говорит: "Подумайте, как физическая активность может помочь вашему познанию сегодня, и посмотрите, что работает. День за днем польза от физической активности может накапливаться."
Мишель Карлсон из Университета Джона Хопкинса работает над тем, чтобы донести это послание до социально-экономически неблагополучных сообществ с помощью новой программы под названием Experience Corps Program, которая включает физическую активность в еженедельное волонтерство для пожилых людей с целью наставничества детей в местных начальных школах. "Нам необходимо устранить социально-экономические барьеры, такие как стоимость и доступность, чтобы побудить пожилых людей регулярно вести здоровый образ жизни," Карлсон говорит. "И многие люди не ценят силу физической активности для нашего мозга."
Многочисленные исследования, проведенные в рамках программы Experience Corps, показали, что регулярная ходьба и другая физическая активность, вызванная волонтерским опытом, привела к улучшению памяти и других когнитивных функций, а также к изменениям в префронтальной коре, которые отражают те, которые наблюдаются после 6 месяцев занятий спортом. пожилые люди с когнитивным риском. "Эти и другие результаты, полученные в моей и других лабораториях, способствовали нашему пониманию того, что нацеливание на низкоинтенсивный образ жизни все чаще признается важным и масштабируемым вмешательством для содействия любой физической активности," она говорит.
Ее команда также разработала трехмерную игру для моделирования реальной активности как для познания, так и для мобильности. Карлсон представит новые данные на заседании CNS о 14 участниках, завершивших 5-недельное вмешательство в игру. "Что здорово, так это то, что большинство участников, независимо от исходных когнитивных и физических ограничений, учатся и постепенно улучшаются в течение сессий," она говорит. "Мы хотим помочь значительной части стареющего населения, которое ведет малоподвижный образ жизни или не может использовать возможности волонтеров, предоставляя возможности для повышения значимой физической активности."
Судзуки на собственном опыте испытал преобразующую силу упражнений на мозг. Работая над похудением, она замечает, что ее память со временем улучшается. Она была настолько очарована связью между физической активностью и функцией мозга, что полностью трансформировала свою лабораторию – от лаборатории, изучающей гиппокамп у нечеловеческих приматов, до лаборатории, сосредоточенной исключительно на человеческом познании и упражнениях. "Я действительно пошел ва-банк," она говорит.
Когнитивные нейробиологи могут помочь ответить на целый ряд вопросов – от того, сколько и какие виды упражнений оптимальны для здоровья мозга, до того, как передать результаты исследований молодого здорового населения пожилым людям из групп риска. Судзуки надеется увидеть в ближайшие годы усовершенствованные методы нейровизуализации, которые лучше фиксируют то, что происходит в мозге во время и после тренировки.