Любой, кто готовится к марафону, знает, что отдельные тренировки дают результат только со временем, а в конечном итоге приводят к значительному улучшению физической формы. Таким образом, не должно быть удивительным, что когнитивные выгоды от тренировок также накапливаются, чтобы привести к долгосрочным преимуществам. Тем не менее, до сих пор было проведено мало исследований на тему этой взаимосвязи. В новом исследовании Общества когнитивной нейробиологии (ЦНС) в Сан-Франциско о влиянии упражнений на мозг, ученые обнаружили, что изменения в мозге, которые происходят после одной тренировки, усиливаются с течением времени.
Тесная связь физической активности и работы мозга
«Существует тесная и прямая связь между физической активностью и тем, как работает ваш мозг, - говорит Венди Сузуки из Нью-Йоркского университета. - Люди до сих пор не связывают физическое здоровье с мозгом и когнитивным развитием».
Но когда появятся новые исследования, освещающие, как различные типы, объемы и интенсивность физической активности улучшают работу мозга, когнитивные нейробиологи надеются увидеть, как изменится мнение широкой общественности.
"Новое исследование показывает, что непосредственные когнитивные эффекты от долговременных упражнений являются первыми в своем роде", - говорит Мишель Восс из Университета Айовы. Результат исследований ее команды несет хорошие новости для области когнитивной нейробиологии, поскольку они предполагают, что изменения в мозге, наблюдаемые после одной тренировки, могут быть своего рода биомаркером для длительных тренировок.
Участники исследования прошли МРТ-сканирование головного мозга и тесты рабочей памяти до и после отдельных занятий спортом легкой и средней интенсивности, а также после 12-недельной длительной программы тренировок. Ученые обнаружили, что те, кто давал самые большие результаты в функциональной взаимосвязи мозга после однократных сессий физической активности умеренной интенсивности, также показали самые большие долгосрочные улучшения в познании и взаимосвязи.
В исследовании использовались лежачие тренажеры с моторизованными педалями, что позволяло участникам либо прикладывать собственное усилие для поворота педалей, либо чтобы педали выполняли свою работу сами. «Эта функция позволила нам поддерживать постоянную скорость вращения педалей, в то же время изменяя частоту пульса от упражнений умеренной интенсивности, - говорит Восс. - Это новшество для парадигм физических упражнений, которые часто используются в качестве контроля за состоянием».
Преимущества только накапливаются
Восс с нетерпением ожидает повторения этого первого исследования с более обширной аудиторией. Ее лаборатория в настоящее время набирает участников для аналогичного исследования, которое будет включать 6 месяцев обучения вместо 3 месяцев, чтобы дать участникам больше времени для улучшения кардиореспираторной подготовленности. Она говорит: «Подумайте о том, как физическая активность может помочь вашему познанию сегодня, и посмотрите, как это работает. Изо дня в день преимущества физической активности могут накапливаться».
Мишель Карлсон из Университета Джонса Хопкинса работает над тем, чтобы донести эту мысль до социально-экономически неблагополучных общин с помощью новой программы под названием «Корпус опыта». Эта программа включит в себя физическую активность в еженедельной волонтерской работе с пожилыми людьми и при наставничестве детей в местных начальных школах. "Мы должны устранить социально-экономические барьеры, такие как стоимость и доступность, чтобы мотивировать пожилых людей регулярно вести здоровый образ жизни, - говорит Карлсон. - Многие люди недооценивают силу физической активности для нашего мозга".
Улучшение памяти и когнитивных функций
Многочисленные исследования, проведенные в рамках программы Experience Corps, показали, что регулярная ходьба и другие физические нагрузки, возникающие в результате волонтерского опыта, привели к улучшению памяти и других когнитивных функций, а также к изменениям префронтальной коры головного мозга. Эти изменения именно те, которые наблюдались после 6 месяцев физических упражнений у пожилых людей с когнитивным риском. «Эти и другие результаты, полученные в моей лаборатории, способствовали нашему пониманию того, что нацеливание на малоактивный образ жизни все чаще признается в качестве важного и масштабируемого вмешательства, требующего любой физической активности», - говорит она.
Разработка трехмерной игры
Ее команда также разработала трехмерную игру для имитации реальной деятельности как для познания, так и для мобильности. Карлсон представит новые данные на заседании ЦНС о 14 участниках, которые завершили 5-недельное участие в игре. «Что здорово, так это то, что большинство участников, независимо от исходных когнитивных и физических ограничений, постоянно учатся и совершенствуются в течение сессий, - говорит она. - Мы хотим помочь большому сегменту стареющего населения, которое ведет малоподвижный образ жизни и не имеет возможности для увеличения значимой физической активности».
Преобразующая сила упражнений
Сузуки воочию испытала преобразующее воздействие упражнений на мозг. Занимаясь, чтобы похудеть, она заметила, что ее память улучшается с каждым днем. Она настолько увлеклась связью между физической активностью и функциями мозга, что полностью преобразила свою лабораторию из той, которая изучала гиппокамп у нечеловеческого примата, в ту, которая была сосредоточена исключительно на человеческом познании и физических упражнениях.
Существует целый ряд вопросов, на которые уже могут ответить когнитивные нейробиологи - от того, сколько и какие виды упражнений являются оптимальными для здоровья мозга, и до того, как перенести результаты из молодых, здоровых групп населения в пожилые и в группы риска. Сузуки надеется увидеть улучшенные методы нейровизуализации в ближайшие годы, которые лучше продемонстрируют то, что именно происходит в мозге во время и после тренировок.
