По мере улучшения физической формы мозг лучше усваивает пользу от тренировок

Фото из открытых источников

Ученые обнаружили, что улучшение физической формы усиливает биохимическую реакцию мозга на однократную физическую нагрузку у ранее малоподвижных взрослых. Полученные данные переосмысливают известный совет по здоровью, показывая, что физические тренировки могут усиливать реакцию мозга на каждое упражнение. Результаты исследования опубликованы в журнале Brain Research.

В ходе многократных велоэргометрических тестов у малоподвижных взрослых, проходивших тренировочную программу, были выявлены изменения в показателях крови, связанных с передачей сигналов в головном мозге. 

Фламиниа Ронка из Университетского колледжа Лондона (UCL) задокументировала, что участники исследования выделяли значительно более сильные выбросы мозгового белка BDNF после физических упражнений по мере улучшения их физической формы. 

На начальных этапах наблюдалась лишь умеренная реакция, однако к последним неделям та же физическая нагрузка вызывала значительно более сильные всплески активности. Эта закономерность указывает на то, что польза от физических упражнений может накапливаться в самой реактивности мозга, оставляя открытым вопрос о том, как этот усиленный сигнал влияет на когнитивные функции.

Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) — это белок роста, который помогает поддерживать связи между клетками головного мозга. После физических упражнений он может укреплять синапсы — соединения, через которые нервные клетки взаимодействуют друг с другом.

Участники с лучшей физической подготовкой продемонстрировали более выраженный выброс BDNF после окончания тренировки, особенно к заключительному тесту. Эта закономерность указывает на систему, которая становится более готовой к реагированию, а не на ту, которая постоянно находится в активном состоянии.

Даже короткие тренировки, похоже, способны активизировать эту же белковую систему у здоровых людей за один сеанс. В 2008 году исследователи обнаружили, что 15 минут степ-аэробики заметно повышают уровень BDNF в крови.

Новое исследование добавляет второй аспект, показывая, что тренировки изменяют интенсивность усиления этого сигнала после последующей физической нагрузки. Вывод прост: польза для мозга от тренировок не является постоянной, и физическая подготовка может её расширить.

Более значительные всплески уровня белка совпали с изменениями в префронтальной коре (ПФК), передней области мозга, отвечающей за контроль и концентрацию внимания. Эти изменения наблюдались во время выполнения задач на внимание и торможение, где мозг должен удерживать внимание и предотвращать неправильную реакцию.

В заданиях на запоминание не наблюдалось аналогичной закономерности, что позволяет предположить, что эффект был избирательным, а не распространялся на все задачи. Такая избирательность важна, потому что более четкий контроль над мыслями часто определяет, заметят ли люди преимущества в повседневной работе, вождении автомобиля и самоконтроле.

Повышенный уровень BDNF совпадал с более низкой активностью в некоторых контрольных областях, что может означать, что мозг затрачивал меньше усилий. Поскольку результаты выполнения заданий улучшились не по всем пунктам, эта оценка остается предварительной и далекой от окончательной.

Исследование не может доказать, что изменения были вызваны исключительно BDNF, а лишь то, что эти два фактора изменились одновременно после улучшения физической формы. Тем не менее, результат соответствует практической идее: тренировки могут помочь мозгу выполнять рутинную контрольную работу с меньшей нагрузкой.

В отдельном исследовании с участием людей было зафиксировано прямое воздействие физических упражнений на гиппокамп — глубокую область мозга, важную для памяти.

После одного сеанса велотренировки у 14 пациентов с имплантированными электродами наблюдалось усиление пульсаций, кратковременных высокочастотных всплесков, связанных с памятью, и более прочные кортикальные связи.

Записи были получены от людей, проходивших лечение от эпилепсии, однако выявленная картина совпала с тем, на что указывала нейровизуализация.

В совокупности с результатами Ронки, полученные данные свидетельствуют о том, что физические упражнения могут влиять как на химическую сигнализацию, так и на быстрые электрические ритмы в головном мозге.

Более длительные исследования уже показали, что регулярные аэробные упражнения могут изменять структуру мозга, а не просто кратковременно менять его химический состав.

У пожилых людей год ходьбы приводил к увеличению гиппокампа и заметному улучшению пространственной памяти. Эти ранние работы были посвящены старению мозга, в то время как доктор Ронка изучал малоактивных взрослых, в основном среднего возраста.

Тем не менее, оба исследования указывают на одно и то же: физическая активность, по-видимому, создает условия, которые мозг может использовать. Показатели когнитивных функций не улучшились внезапно по всем параметрам, даже после завершения тренировочного блока. Полный набор данных предоставили только 23 участника, что ограничивает возможность обобщения полученных результатов.

«Мы уже давно знаем, что физические упражнения полезны для нашего мозга, но механизмы, посредством которых это происходит, до сих пор изучаются», — сказала доктор Ронка.

Большее количество участников и более строгие условия краткосрочного контроля позволили бы показать, действительно ли изменения в мозге приводят к улучшению мыслительных процессов.

Для людей, начинающих с нуля, это исследование вселяет надежду, показывая, что реакцию мозга можно улучшить еще до каких-либо кардинальных изменений. Для изменения сигнала не требуется многолетняя тренировка, поскольку, судя по всему, система обучается многократно.

Это не означает, что каждая поездка на велосипеде мгновенно улучшает память, и новые данные этого не гарантируют. Это означает, что физическая активность может расширить период, в течение которого тренировка может помочь мозгу выполнять свою работу.

Физические упражнения, по-видимому, формируют мозг в двух направлениях: сначала за счет немедленных химических и электрических изменений, а затем за счет более сильной реакции по мере повышения уровня физической подготовки.

Следующая задача — доказать, когда эти скрытые изменения приводят к улучшению памяти, повышению концентрации внимания и ощутимым преимуществам для людей.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний