Любой, кто готовится к марафону, знает, что отдельные беговые тренировки складываются со временем, что приводит к значительному улучшению физической подготовки. Поэтому нет ничего удивительного в том, что когнитивные преимущества от тренировок тоже накапливаются, приводя к долгосрочной когнитивной пользе.
Тем не менее, до сегодняшнего дня было проведено сравнительно мало исследований, направленных на описание и объяснение этого процесса. В новой работе, представленной на этой неделе в Обществе когнитивной нейробиологии (CNS) в Сан-Франциско и рассказывающей о влиянии физических упражнений на мозг, исследователи обнаружили, что изменения в мозге, которые происходят после одной тренировки, могут предсказать его будущее состояние при длительной физической подготовке,
«Существует тесная и прямая связь между физической активностью и тем, как работает ваш мозг», – отмечает Венди Сузуки из Нью-Йоркского университета (NYU), которая проводит симпозиум по этой теме в CNS. «Люди до сих пор не связывают физическое здоровье с мозгом и когнитивными способностями; они думают о том, как бы им получить стройную фигуру или потерять лишние килограммы, а не о системах мозга, которые они улучшают каждый раз, когда тренируются».
Но когда появятся новые исследования, рассказывающие о том, как различные виды физической активности улучшают работу мозга, когнитивные нейробиологи надеются увидеть значительные изменения во мнении людей о тренировках, начиная от последствий длительных занятий спортом и заканчивая их положительным влиянием на социально-экономические неблагополучные общины.
Новое исследование, показывающее, что непосредственные когнитивные эффекты можно использовать для предсказания долгосрочных результатов, является первым в своем роде, поскольку в прошлых работах краткосрочные и долгосрочные эффекты рассматривались по отдельности, отмечает Мишель Восс из Университета Айовы, возглавлявшая исследовательскую команду. Начальные результаты ее научной группы помогут развить область когнитивной нейробиологии, поскольку они предполагают, что изменения в мозге, наблюдаемые после одной тренировки, могут стать своего рода биомаркером для длительных занятий спортом.
Участники исследования прошли МРТ-сканирование головного мозга и тесты рабочей памяти до и после выполнения отдельных физических упражнений легкой и средней интенсивности, а также после 12-недельной длительной программы тренировки. Исследователи обнаружили, что те, кто демонстрировали самые большие улучшения в когнитивных способностях мозга после однократных физических нагрузок умеренной интенсивности, показали также лучшие результаты в долгосрочном периоде.
В исследовании использовались лежачие циклы с моторизованными педалями, что позволяло участникам либо прикладывать собственные усилия для поворота педалей, либо позволить им самостоятельно выполнять свою работу. «Эта особенность позволила нам поддерживать постоянную скорость вращения педалей, следя только за изменениями в частоте пульса», – сообщает Восс. «Это новшество для парадигм резких физических упражнений, которые часто используются в качестве контрольного состояния».
Восс с нетерпением ожидает повторения этого исследования в большем масштабе. Ее лаборатория в настоящее время набирает участников для аналогичного эксперимента, который продлится 6 месяцев вместо 3-х, чтобы дать участникам больше времени для улучшения кардиореспираторной подготовки. Но уже сейчас она призывает людей подумать о том, как физическая активность может помочь когнитивным способностям их мозга, и посмотреть работает ли эта теория на практике.
Мишель Карлсон из Университета Джонса Хопкинса работает над тем, чтобы донести эту мысль до социально-экономических неблагополучных общин с помощью новой программы под названием Experience Corps, которая включила физическую активность в еженедельную волонтерскую деятельность для пожилых людей и детей, обучающихся в местных начальных школах. «Мы должны устранить социально-экономические барьеры, такие как стоимость и доступность, чтобы мотивировать пожилых людей регулярно вести здоровый образ жизни», – отмечает Карлсон. «К тому же многие люди не ценят положительное влияние физической активности на наш мозг».
Многочисленные исследования, проведенные в рамках программы Experience Corps, показали, что регулярная ходьба и другие физические нагрузки привели к улучшению памяти и прочих когнитивных функций, а также к изменениям префронтальной коры головного мозга. «Эти и связанные с ними результаты, полученные в моей и других лабораториях, способствовали нашему пониманию того, что необходимо как можно сильнее содействовать любой физической активности», – отмечает ученый.
Ее команда также разработала трехмерную игру для имитации реальной деятельности, как когнитивной, так и физической. Карлсон представит новые данные на заседании CNS о 14 добровольцах, которые завершили 5-недельные тренировки с игрой. «Больше всего радует, что многие участники, независимо от исходных когнитивных и физических ограничений, постоянно учатся и совершенствуются в течение всех сессий», – добавляет эксперт. «Мы хотим помочь большому сегменту стареющего населения, которое ведет малоподвижный образ жизни или не может воспользоваться помощью добровольцев, предоставляя ему возможности для увеличения физической активности».
Сузуки воочию испытала преобразующую силу упражнений на мозг. Постоянно тренируясь, чтобы похудеть, она заметила, что ее память со временем улучшается. Она настолько увлеклась связью между физической активностью и функциями мозга, что полностью преобразила свою лабораторию, где ранее изучала гиппокамп у нечеловеческих приматов, сосредоточив ее исключительно на исследовании когнитивных способностей и физических упражнений.