В новом обзоре эффектов острых упражнений, опубликованном в Brain Plasticity , исследователи не только суммируют поведенческие и когнитивные эффекты одного упражнения, но также обобщают данные большого количества нейрофизиологических и нейрохимических исследований на людях и животных, показывающие широкий спектр изменений мозга, возникающих в результате одного сеанса физических упражнений (например, интенсивных упражнений).
В настоящее время существует огромный интерес к благотворному влиянию аэробных упражнений на широкий спектр функций мозга, включая настроение, память, внимание, время реакции / моторики и даже творчество. Понимание непосредственных эффектов одного упражнения – это первый шаг к пониманию того, как положительные эффекты упражнений могут накапливаться с течением времени, вызывая долгосрочные изменения в отдельных цепях мозга.
По словам главного исследователя Венди А. Сузуки, доктора философии, профессора неврологии и психологии Центра неврологии Нью-Йоркского университета, «упражнения в настоящее время используются для решения всего, от когнитивных нарушений при нормальном старении до минимальных когнитивных нарушений ( MCI), болезнь Альцгеймера, двигательный дефицит при болезни Паркинсона и состояния настроения при депрессии. В нашем обзоре освещаются нейронные механизмы и пути, с помощью которых упражнения могут вызывать эти клинически значимые эффекты ».
Исследователи обобщили большой и постоянно растущий объем исследований, посвященных изменениям, которые происходят на когнитивном / поведенческом, нейрофизиологическом и нейрохимическом уровнях после одного сеанса физических упражнений.как у людей, так и у животных. Они рассмотрели изображения мозга и электрофизиологические исследования, включая электроэнцефалографию (ЭЭГ), функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), функциональную ближнюю инфракрасную спектроскопию (fNIRS) и транскраниальную магнитную стимуляцию (TMS). Затем они обратились к нейрохимическим исследованиям, включая метаболизм лактата, глутамата и глутамина, влияние на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему (HPA) через секрецию кортизола и нейротрофинов, таких как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), инсулиноподобный фактор роста 1. (IGF-1) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). Были рассмотрены исследования нейротрансмиттеров моноаминов (дофамин, серотонин, адреналин и норадреналин), ацетилхолина, глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), а также нейромодуляторов, таких как эндогенные опиоиды и эндоканнабиноиды.
Этот обширный обзор привел к трем основным наблюдениям. Во-первых, наиболее устойчивыми поведенческими эффектами интенсивных упражнений являются улучшение управляющих функций, улучшение настроения и снижение уровня стресса. Во-вторых, нейрофизиологические и нейрохимические изменения, о которых сообщалось после интенсивных упражнений, показывают, что активизируются обширные области мозга и системы мозга. В-третьих, одним из самых больших открытых вопросов в этой области является взаимосвязь между центральными нейрохимическими изменениями после интенсивных упражнений, которые в основном были описаны у грызунов, и изменениями поведения, наблюдаемыми после интенсивных упражнений у людей. Устранение этого разрыва станет важной областью будущих исследований.
Соавтор Джулия С. Бассо, доктор философии, научный сотрудник Центра неврологии Нью-Йоркского университета, прокомментировала: «Исследования, представленные в этом обзоре, ясно демонстрируют, что интенсивные упражнения оказывают глубокое влияние на химию и физиологию мозга , что имеет важные последствия для улучшения когнитивных функций у здоровых людей и устранения симптомов в клинических группах».