Фізичні вправи стимулюють роботу мозку завдяки своєму впливу на м'язи

Нове дослідження показало, що фізичні вправи відіграють важливу роль у здоров'ї мозку, запускаючи вивільнення молекул, пов'язаних з когнітивними функціями, з м'язів.

Дослідження, опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, показує, що коли нерви, що стимулюють м'язи, активуються, вони також надсилають сигнали до мозку, вивільняючи біоактивні молекули та наночастинки, які покращують функцію мозку.

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

Він пояснив, що: «Підтримка нейрональної іннервації має вирішальне значення для того, щоб м’язи могли виробляти біологічні фактори, корисні для мозку. При регулярних скороченнях 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 вивільнення нейротрофічних факторів у мозок».

У дослідженні стимулювали м'язи глутаматом, щоб побачити, як реагує функція нервів. Дослідники використовували моделі м'язової тканини, одну іннервовану, а іншу неіннервовану, і виявили, що іннервована тканина надсилала більше сигналів до мозку.

Оскільки деякі нейронні функції в м'язах можуть знижуватися з віком або травмою, дослідників цікавило, як ця втрата вплине на здоров'я мозку.

Як фізичні вправи впливають на функцію мозку?

У цьому дослідженні вчені не спостерігали за людьми, які займалися фізичними вправами. Натомість вони вивчали моделі м'язової тканини, а це означає, що неможливо було зробити прямі висновки про конкретні форми фізичних вправ та їх вплив на здоров'я мозку.

Конг сказав, що попередні дослідження фізичних вправ та здоров'я мозку показали прямий зв'язок між розміром гіпокампу та регулярною фізичною активністю. Але для цього нового дослідження вчені розглянули нервову систему та функцію опорно-рухового апарату, щоб краще зрозуміти взаємодію між мозком і тілом.

«Наше дослідження не довело, як фізичні вправи можуть безпосередньо покращити когнітивні функції», – застеріг Конг. «Кілька досліджень вже показали, що регулярні фізичні вправи можуть покращити когнітивні функції у дорослих. У цих дослідженнях учасників просили регулярно займатися фізичними вправами, і відстежувалися зміни розміру їхнього гіпокампу».

«Результати показують, що люди, які регулярно займаються аеробними вправами, мають більший гіпокамп і демонструють покращені результати в тестах на просторову пам’ять. Ми зосередилися на тому, як нейрони, пов’язані з м’язами, впливають на один із шляхів між м’язами та мозком». — Хьонджун Конг, доктор філософії

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

«Тривалість, необхідна для спостереження впливу фізичних вправ на когнітивні функції, може змінюватися залежно від типу, інтенсивності та частоти фізичних вправ, а також індивідуальних відмінностей у віці, базовій когнітивній функції та стані здоров’я», – сказав Глатт.

«Дослідження зазвичай показують ефекти протягом періоду від тижнів до місяців. Важливо, щоб майбутні дослідження враховували ці змінні для точної оцінки часових рамок», – сказав він.

Які види фізичних вправ найкраще впливають на здоров'я мозку?

Регулярні фізичні вправи мають значний вплив на здоров'я мозку. Наприклад, бокс використовувався для допомоги людям із хворобою Паркінсона.

Глатт зазначив, що деякі види фізичних вправ можуть бути ефективнішими за інші для покращення здоров'я мозку, особливо ті, що потребують когнітивних функцій.

«Аеробні вправи, такі як біг, плавання та їзда на велосипеді, які покращують серцево-судинну систему, широко відомі своїм позитивним впливом на функцію мозку», – сказав він.

«Однак, діяльність, яка поєднує фізичні та когнітивні вимоги, — така як танці та командні види спорту, — може пропонувати додаткові переваги через вимоги до координації, ритму та виконавчих функцій», — додав він.

Чи можуть фізичні вправи повернути назад або уповільнити когнітивний спад?

Конг припустив, що фізична активність потенційно може повернути назад або уповільнити когнітивне зниження, пов'язане зі старінням.

«З віком люди поступово втрачають добре сформовані нервово-м’язові з’єднання між нервами та м’язами, що погіршує здатність м’язів регулюватися нервовими сигналами і, як наслідок, знижує їхню здатність виділяти фактори, критично важливі для функціонування мозку», – пояснив Конг.

«Завдяки відповідному тренуванню або стимуляції м’язових скорочень, м’язи можуть виробляти фактори, які допомагають підтримувати ці нервово-м’язові з’єднання, запобігаючи денервації. Як результат, у людей похилого віку все ще можуть бути функціонально іннервовані м’язи, які можуть виробляти важливі фактори, що покращують когнітивні функції мозку», – зазначив він.

Глатт зазначив, що малорухливий спосіб життя з відносно низьким рівнем фізичної активності може бути пов'язаний з підвищеним ризиком когнітивного спаду.

Однак він застеріг від різних індивідуальних відмінностей, пов'язаних з генетикою, способом життя та факторами навколишнього середовища.

«Фізичні вправи все частіше визнаються як підтримуючий засіб для людей з порушеними когнітивними функціями, включаючи тих, хто страждає від вікового зниження або таких станів, як хвороба Альцгеймера. Фізична активність може покращити кровотік до мозку, зменшити запалення та стимулювати вивільнення факторів росту, що може допомогти підтримувати або покращувати когнітивні функції», – сказав Глатт.

«Хоча фізичні вправи корисні для підтримки когнітивного здоров’я та потенційного уповільнення прогресування спаду, докази їхньої здатності усунути існуючі когнітивні порушення все ще непереконливі. Більшість досліджень показують, що фізичні вправи можуть сприяти уповільненню темпів спаду та покращенню загального здоров’я мозку, але для усунення встановлених когнітивних дефіцитів необхідні більш масштабні дослідження», – застеріг він.