Стратегия «Воин выходного дня» демонстрирует устойчивые когнитивные преимущества

Фото из открытых источников

Недавнее исследование, опубликованное в Neurobiology of Learning and Memory, показало, что прерывистые упражнения, похожие на модель «воина выходного дня», обеспечивают долгосрочные когнитивные преимущества по сравнению с непрерывными упражнениями. Исследование, проведенное на мышах, показало, что короткие серии упражнений, поддерживаемые в течение недель, сохраняют эффекты улучшения памяти даже после малоподвижного периода. Эти результаты проливают свет на то, как упражнения влияют на работу мозга, предлагая потенциальные стратегии для сохранения когнитивных способностей с течением времени.

Предыдущие исследования установили, что физические упражнения улучшают познавательные способности, улучшая память, внимание и обучение. Однако многие из этих исследований были сосредоточены на непрерывных ежедневных упражнениях, которые часто непрактичны для большинства людей. Подход «воина выходного дня» — модель концентрированной физической активности, сконцентрированной на нескольких днях в неделю — был связан с сердечно-сосудистыми преимуществами у людей.

Однако его когнитивные последствия остались неизученными. Исследователи стремились определить, могут ли прерывистые упражнения обеспечить сопоставимые или превосходящие преимущества по сравнению с непрерывными упражнениями в улучшении памяти и работы мозга.

Исследование также пыталось изучить молекулярные механизмы, лежащие в основе этих эффектов. В частности, исследователи сосредоточились на таких генах, как Acvr1c и Bdnf, которые важны для формирования долговременной памяти, зависящей от гиппокампа. Изучая мышей, команда стремилась выяснить, как графики упражнений влияют как на поведенческие, так и на молекулярные результаты.

Для изучения эффектов прерывистых упражнений исследователи использовали 48 самцов мышей, все в возрасте 12 недель, размещенных либо в клетках для упражнений, либо в клетках для сидячего образа жизни. Клетки для упражнений включали беговые колеса, позволяющие выполнять произвольную физическую активность. Мыши были разделены на три группы в зависимости от режима упражнений:

• Непрерывные упражнения: 14 последовательных дней бега.
• Прерывистые тренировки: два дня бега в неделю в течение семи недель (всего 14 дней).
• Контрольная группа: всего два дня бега, затем период сидячего образа жизни.

Половина мышей в каждой группе испытала семидневную задержку в состоянии сидячего образа жизни после завершения режима упражнений, в то время как другая половина этого не сделала. Для оценки памяти исследователи использовали подпороговую задачу памяти местоположения объектов (OLM). Этот тест включал размещение двух одинаковых объектов в камере и последующее перемещение одного объекта в новое место. Время исследования мышами нового места измерялось для расчета индекса дискриминации, который отражает производительность памяти.

Кроме того, исследователи проанализировали мозговую ткань с помощью количественной ПЦР для измерения уровней Acvr1c и Bdnf в гиппокампе. Известно, что эти гены играют ключевую роль в долговременной памяти и обучении.

Результаты показали, что как непрерывные, так и прерывистые упражнения улучшают память по сравнению с контрольной группой. Однако преимущества прерывистых упражнений оказались более стойкими. После семидневной задержки в сидячем положении мыши в группе прерывистых упражнений сохранили высокую производительность памяти, тогда как когнитивные преимущества в группе непрерывных упражнений снизились.

Молекулярный анализ дал дополнительные сведения. Уровни Acvr1c и Bdnf были постоянно повышены в гиппокампе мышей в группе прерывистых упражнений, даже после недели бездействия. Напротив, эти уровни снизились в группе непрерывных упражнений после той же задержки. Примечательно, что повышенная экспрессия этих генов коррелировала с лучшей производительностью памяти, что указывает на их роль в поддержании когнитивных преимуществ.

Интересно, что количество бега — измеряемое как среднее дневное расстояние — не оказало существенного влияния на результаты памяти. Это говорит о том, что режим упражнений, а не их интенсивность, был критическим фактором в создании долгосрочных когнитивных эффектов.

Хотя исследование предоставляет убедительные доказательства когнитивных преимуществ прерывистых упражнений, оно также имеет некоторые ограничения. Во-первых, исследование проводилось исключительно на мышах-самцах, что оставляет вопросы о том, применимы ли результаты в равной степени к самкам. Предыдущие исследования показали схожие когнитивные преимущества упражнений у самок мышей, но этот конкретный прерывистый режим требует дальнейшего изучения.

Кроме того, исследование не изучало точную продолжительность когнитивных преимуществ или то, являются ли они цикличными в течение малоподвижного периода. Будущие исследования могли бы изучить, как долго сохраняются эти преимущества и усиливает или ослабляет ли повторное введение упражнений с разными интервалами эффекты. Базовые молекулярные механизмы также остаются частично неясными, особенно в отношении того, как прерывистые упражнения подготавливают гены, такие как Acvr1c и Bdnf, к длительной активации.

«Здесь мы демонстрируем устойчивые когнитивные преимущества после участия в прерывистых упражнениях «воина выходного дня». Кроме того, мы наблюдаем молекулярные корреляты устойчивости когнитивной функции, где гены, которые, как мы знаем, критически вовлечены в долговременную память, зависящую от гиппокампа, остаются в состоянии повышенной регуляции после малоподвижной задержки. Постоянный режим упражнений протокола «воина выходного дня» может более эффективно подготавливать определенные гены и/или более эффективно реактивировать окно молекулярной памяти, тем самым обеспечивая более длительные когнитивные преимущества», - объясняют ученые.

В то же время, они отмечают, что неизвестно, являются ли преимущества цикличными в течение 7-дневной задержки или преимущества непрерывны, а также неизвестен общий период, в течение которого преимущества сохраняются. Поскольку данные мРНК были взяты из образцов гиппокампа через 1 час после теста, будущая работа должна оценить уровни белка и мРНК этих интересующих генов во время консолидации. Будущие исследования могут также изучить роль Acvr1c и Bdnf IV в наблюдаемых когнитивных преимуществах и их связанный механизм. Понимание оптимальных параметров для постоянной когнитивной функции и механизмов, опосредующих постоянные эффекты, позволит возможно облегчить когнитивный спад или нарушения и поможет в терапевтических исследованиях, изучающих смягчение когнитивных расстройств.