Вправи стимулюють мозок завдяки впливу на м’язи

Нещодавнє дослідження показало, що фізичні вправи відіграють важливу роль у здоров’ї мозку, спонукаючи м’язи вивільняти молекули, пов’язані з когнітивними функціями.

Дослідження, опубліковані в Proceedings of the National Academy of Sciences, показують, що коли активуються нерви, які стимулюють м’язи, вони також надсилають сигнали в мозок, вивільняючи біоактивні молекули та наночастинки, які покращують роботу мозку.

Результати підкреслюють важливість підтримки здоров’я опорно-рухового апарату не лише для здоров’я серцево-судинної системи чи мобільності, але й для протидії нейродегенерації, сказав Гонжун Конг, доктор філософії, професор кафедри хімічної та біомолекулярної інженерії Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн та співавтор дослідження..

Він пояснив, що: «Підтримка іннервації нейронів має вирішальне значення для того, щоб дозволити м’язам виробляти біологічні фактори, які приносять користь мозку. Завдяки регулярним скороченням м’язів м’язи не тільки вивільняють ці корисні фактори, але й допомагають підтримувати іннервацію, необхідну для того, щоб нерви продовжували надсилати сигнали до м’язів. Ці сигнали необхідні для регулювання виділення нейротрофічних факторів у мозок."

Дослідження стимулювало м’язи глутаматом, щоб побачити, як реагує нервова функція. Дослідники використали моделі м’язової тканини, одну іннервовану та іншу неіннервовану, і виявили, що іннервована тканина посилає більше сигналів у мозок.

Оскільки деякі функції нейронів у м’язах можуть погіршуватися з віком або травмою, дослідників цікавило, як ця втрата вплине на здоров’я мозку.

Як тренування впливають на роботу мозку?

У цьому дослідженні дослідники не спостерігали, як люди займаються спортом. Натомість вони вивчали моделі м’язової тканини, а це означає, що було неможливо зробити прямі висновки щодо конкретних форм вправ та їх впливу на здоров’я мозку.

Конг сказав, що попередні дослідження фізичних вправ і здоров’я мозку показали пряму залежність між розміром гіпокампу та регулярною фізичною активністю. Але для цього нового дослідження дослідники розглянули нервову систему та функції опорно-рухового апарату, щоб краще зрозуміти взаємодію між мозком і тілом.

«Наше дослідження не довело, як фізичні вправи можуть безпосередньо покращити когнітивні функції», — попередив Конг. «Кілька досліджень уже показали, що регулярні фізичні вправи можуть покращити когнітивні функції у дорослих. У цих дослідженнях учасників просили регулярно займатися фізичними вправами та спостерігали за змінами розміру їхнього гіпокампу".

"Результати показують, що люди, які регулярно виконують аеробні вправи, мають більший гіпокамп і краще виконують тести просторової пам’яті. Ми зосередилися на тому, як нейрони, пов’язані з м’язами, впливають на один із шляхів між м’язами та мозком". — Хюнджун Конг, доктор філософії

Райан Глатт, CPT, NBC-HWC, старший тренер із здоров’я мозку та директор програми FitBrain в Інституті нейронауки в Санта-Моніці, Каліфорнія, який не брав участі в дослідженні, сказав, що потрібен час, щоб повністю зрозуміти, вплив фізичних вправ на мозок, і майбутні дослідження на людях повинні будуть це враховувати.

"Тривалість часу, необхідного для спостереження за впливом вправ на когнітивні функції, може змінюватися залежно від типу, інтенсивності та частоти вправ, а також індивідуальних відмінностей у віці, вихідних когнітивних функціях і стані здоров'я", - Глатт. Сказав.

«Дослідження зазвичай показують помітні ефекти протягом періоду від тижнів до місяців. Важливо, щоб майбутні дослідження враховували ці змінні, щоб точно оцінити часові рамки», – зазначив він.

Які типи вправ найкращі для здоров’я мозку?

Регулярні фізичні вправи мають вимірну користь для здоров’я мозку. Наприклад, бокс використовувався для допомоги людям із хворобою Паркінсона.

Ґлатт зауважив, що деякі типи вправ можуть бути ефективнішими за інші для покращення здоров’я мозку, особливо ті, які потребують когнітивних функцій.

"Аеробні вправи, такі як біг, плавання та їзда на велосипеді, які покращують здоров'я серцево-судинної системи, широко відомі своїм позитивним впливом на роботу мозку", - сказав він.

Однак діяльність, яка поєднує фізичну та пізнавальну активність, наприклад танці та командні види спорту, може принести додаткові переваги через потребу в координації, ритмі та виконавчих функціях», – додав він.

Чи можуть вправи повернути назад або уповільнити когнітивне зниження?

Конг припустив, що фізична активність потенційно може змінити або уповільнити когнітивне зниження, пов’язане зі старінням.

«З віком люди поступово втрачають добре сформовані нервово-м’язові зв’язки між нервами та м’язами, що погіршує здатність м’язів регулюватися нервовими сигналами та, відповідно, зменшує їхню здатність виділяти фактори, критичні для роботи мозку», — Конг. Пояснив.

"При належному тренуванні або стимуляції м’язових скорочень м’язи можуть виробляти фактори, які допомагають підтримувати ці нервово-м’язові з’єднання, запобігаючи денервації. У результаті літні люди все ще можуть мати функціонально іннервовані м’язи, здатні виробляти важливі фактори, які покращують когнітивні функції в мозок", - зазначив він.

Ґлатт зазначив, що сидячий спосіб життя з відносно низьким рівнем фізичної активності може бути пов’язаний із вищим ризиком зниження когнітивних функцій.

Однак він попередив, що існують різні індивідуальні відмінності, пов’язані з генетикою, способом життя та факторами навколишнього середовища.

"Вправи все більше визнаються як допоміжний засіб для людей із ослабленою когнітивною функцією, включно з тими, хто страждає від вікових відхилень або таких станів, як хвороба Альцгеймера. Фізична активність може покращити приплив крові до мозку, зменшити запалення та стимулювати вивільнення факторів росту, які можуть допомогти підтримувати або покращувати когнітивні функції», - сказав Глатт.

Хоча фізичні вправи корисні для підтримки здоров’я когнітивних функцій і потенційного уповільнення прогресування погіршення, докази їх здатності повернути назад існуюче зниження когнітивних функцій досі непереконливі. Більшість досліджень показують, що фізичні вправи можуть сприяти уповільненню темпів зниження та покращенню загального здоров’я мозку, але може бути й протилежне, тому що вирішення проблем з когнітивним дефіцитом потребує більш масштабних досліджень», – попередив він.