Механизм воздействия физических упражнений на активность головного мозга после сна

Утомлённые спортом: как интенсивные физические нагрузки влияют на работу мозга

Интенсивное занятие спортом приводит к утомлению мозга и снижает качество принимаемых человеком решений. К такому выводу пришли учёные из парижского медицинского центра Питье-Сальпетриер. Результаты их исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Специалисты центра выяснили, что высокие физические нагрузки влияют на мозг подобно интеллектуальной работе, потому что в обоих случаях активно задействуется один и тот же участок головного мозга. Речь идёт о боковой части префронтальной коры, отвечающей за так называемый когнитивный контроль — немедленную реакцию на быстро меняющиеся обстоятельства.

Идею подобного исследования учёным подсказали во французском Национальном институте спорта экспертизы и эффективности (INSEP), где проходят подготовку спортсмены, участвующие в Олимпийских играх. В INSEP заметили, что некоторые атлеты страдали от так называемого синдрома перетренировки, при котором их спортивные результаты резко снижались из-за чувства сильной усталости. Исследователи задались вопросом, можно ли это состояние объяснить утомлением головного мозга, к которому обычно приводит умственная работа.

Чтобы выяснить это, учёные провели эксперимент, для которого отобрали 37 профессиональных спортсменов-мужчин в возрасте около 35 лет. Атлеты продолжили свои обычные тренировки, увеличив при этом нагрузки на 40%. Исследователи тщательно отслеживали их физическое состояние, проводили поведенческое тестирование и делали функциональную МРТ головного мозга.

Высокие нагрузки вызвали сильное утомление у атлетов. В это время им было предложено принять решение по ряду гипотетических бизнес-проектов. Большинство участников эксперимента принимали более импульсивные и непродуманные решения. Например, долгосрочным проектам, которые сулили большую выгоду, они предпочитали быструю прибыль.

«Результаты нашего исследования указывают на тот факт, что состояние нейронной мозговой сети играет существенную роль: если мозг утомлён, то человек иначе подходит к принятию решений», — заявил главный автор исследования Матиас Пессиглион.

Такие результаты учёные объяснили тем, что когнитивный контроль требуется людям как при умственной работе, так и при физической. В первом случае человек постоянно анализирует различные варианты решений, а во втором просчитывает, хватит ли ему сил для выполнения упражнения, или думает, как ему поступить в неожиданных ситуациях.

По мнению учёных, полученные данные пригодятся не только в подготовке спортсменов, но и смогут дополнить экономическую теорию выбора, которая, как правило, игнорирует подобные изменения в нервной системе человека. Также они полагают, что контроль за уровнем утомлённости поможет избежать неверных решений в политической, судебной и экономической сферах.

В будущем исследователи надеются найти способ защитить от перегрузок участок мозга, отвечающий за когнитивный контроль.

Источник

Правильное питание, нормальный сон и регулярные физические и умственные упражнения – основные правила для улучшения работы мозга

Правильное питание, регулярная физическая и умственная деятельность и нормальный режим сна помогают сохранить и улучшить познавательные способности мозга. Согласно исследованию ведущих специалистов Гарвардской медицинской школы и Массачусетского технологического института, именно эти условия позволяют укрепить когнитивное здоровье у взрослых. Придерживаясь таких простых общих правил, можно поддержать работу мозга и избежать многих умственных проблем, в том числе и возрастных болезней, затрагивающих мозговые функции, утверждают американские неврологи.

Правильный рацион питания – одно из самых главных условий для защиты мозга. Медики рекомендуют придерживаться здоровой, сбалансированной диеты, чтобы обеспечить организм необходимыми минералами и витаминами, особенно витамином В12, фолиевой кислотой и витамином Е, которые важны для памяти и поддержки общей функциональности мозга.

Сон – второе по значимости условие для обеспечения надлежащей работы мозга, в первую очередь для обработки новой информации: ежедневно необходимо получать по 7-8 часов крепкого спокойного сна. Мозг активен даже во время сна, поэтому качество ночного отдыха закладывает основы для сложных биологических нейронных процессов.

Помимо этого врачи обращают внимание и на физические упражнения и советуют стремиться к их выполнению хотя бы по полчаса три раза в неделю. Кроме того, так же, как мы тренируем своё тело, важно тренировать и ум – учёные предлагают каждый день давать мозгу новые задания и новую информацию: например, пытаться изучать иностранный язык или решать логические задачки.

NAME] => URL исходной статьи [

Ссылка на публикацию: АМИ-ТАСС

Код вставки на сайт

Правильное питание, нормальный сон и регулярные физические и умственные упражнения – основные правила для улучшения работы мозга

Правильное питание, регулярная физическая и умственная деятельность и нормальный режим сна помогают сохранить и улучшить познавательные способности мозга. Согласно исследованию ведущих специалистов Гарвардской медицинской школы и Массачусетского технологического института, именно эти условия позволяют укрепить когнитивное здоровье у взрослых. Придерживаясь таких простых общих правил, можно поддержать работу мозга и избежать многих умственных проблем, в том числе и возрастных болезней, затрагивающих мозговые функции, утверждают американские неврологи.

Правильный рацион питания – одно из самых главных условий для защиты мозга. Медики рекомендуют придерживаться здоровой, сбалансированной диеты, чтобы обеспечить организм необходимыми минералами и витаминами, особенно витамином В12, фолиевой кислотой и витамином Е, которые важны для памяти и поддержки общей функциональности мозга.

Сон – второе по значимости условие для обеспечения надлежащей работы мозга, в первую очередь для обработки новой информации: ежедневно необходимо получать по 7-8 часов крепкого спокойного сна. Мозг активен даже во время сна, поэтому качество ночного отдыха закладывает основы для сложных биологических нейронных процессов.

Помимо этого врачи обращают внимание и на физические упражнения и советуют стремиться к их выполнению хотя бы по полчаса три раза в неделю. Кроме того, так же, как мы тренируем своё тело, важно тренировать и ум – учёные предлагают каждый день давать мозгу новые задания и новую информацию: например, пытаться изучать иностранный язык или решать логические задачки.

Источник

Тренировки для мозга: какие они бывают, и зачем они нужны. Советы специалиста

Человеческий мозг по-прежнему остается самой большой загадкой. Однако, благодаря стремительному развитию нейронаук, мы научились управлять его состоянием. Медитация и релаксация, развивающие и интеллектуальные упражнения, нейрофидбэк-тренинг — всё это методики, направленные на тренировку нашего мозга. Рассказываем, как это работает и зачем это нужно. В тонкостях данного вопроса нам помогла разобраться Ольга Чащина, врач-психотерапевт, к. м. н., специалист по нейротехнологиям X-Clinic.

Зарядка для мозга

Тренировки для мозга, подобно зарядке для тела, помогают нам оставаться молодыми и энергичными. При занятиях спортом формируется мышечная ткань, тело становится упругим и подтянутым, примерно тот же принцип соблюдается и при работе с головным мозгом: при регулярных упражнениях формируются новые нейронные связи, которые влияют на психологическую гибкость и способность адаптироваться к разным условиям. Причем, как и в ситуации с телом, систематичность — важное условие крепкого и устойчивого здоровья.

Тренировать сознание и головной мозг можно самыми различными способами, например, для улучшения концентрации внимания подойдут головоломки, видеоигры, различные тренажеры и скорочтение. Улучшить память и избавиться от стресса можно при помощи медитаций и практики осознанности. Есть и сочетающие в себе все это методики, основанные на новейших исследованиях в области нейрофизиологии, например, нейрофидбэк-тренинг.

Медитация

Есть множество различных техник медитации, но остановимся на самой, казалось бы, простой — посидеть в тишине с закрытыми глазами, сосредоточившись на дыхании. Даже такое на первый взгляд простое упражнение может вызвать массу препятствий. В первый раз будет крайне трудно просидеть даже минуту без назойливых мыслей, обуревающих сознание. Тем не менее, постепенно останавливая поток сознания и возвращаясь к дыханию, вы поможете своему мозгу перезагрузиться. Ежедневные практики помогают избавиться от тревожности, уменьшить воздействие стресса и научиться контролировать внимание.

Исследования доказывают, что те, кто практикуют медитацию каждый день, имеют более толстый слой серого вещества именно в тех зонах, которые отвечают за внимание и психологическую гибкость. Тренировка мозга при помощи медитации приводит к тому, что со временем нужно прикладывать все меньше усилий для фокусировки вашего внимания. А это значит, что со временем вам станет легче концентрироваться в обычной жизни, когда это необходимо — например, на важном совещании или сдаче экзамена.

Онлайн-тренажеры и игры

На смену кроссвордам и печатным судоку пришли онлайн-сервисы для развития и тренировки мозга. Можно выбрать любой: начиная от онлайн-головоломок до развивающих игр, которые анализируют ваше игровое поведение и адаптируются под ваши решения. Самые популярные — «Викиум», Uplift и «Битрейника». Для чего это нужно? Во-первых, выполнение упражнений может быть просто интересным. Во-вторых, это позволяет отвлечься от будничных стрессовых ситуаций с пользой для здоровья. С прагматической точки зрения такие упражнения способствуют улучшению когнитивных способностей, что со временем поможет вам быстрее решать жизненные и рабочие задачи, запоминать имена коллег и знакомых, а также не забывать про важные семейные даты.

Нейрофидбэк-тренинг

Одна из перспективных методик — нейрофидбэк-тренинг. Это процедура, позволяющая научиться контролировать активность собственного мозга. В ее основу заложен принцип биологической обратной связи. Во время нейрофидбэк-тренинга малые электрические сигналы головного мозга измеряются с помощью электродов, прикрепленных к коже головы, и с помощью программного обеспечения превращаются в звук и изображение. То есть компьютерная программа создает в режиме реального времени визуализацию биоэлектрической активности мозга.

Как это происходит

Врач дает инструкции — и если ритмы мозга свидетельствуют о переходе в нужное терапевтическое состояние, то программа на экране изменяет изображение, звуковое сопровождение и интенсивность вибрации тактильного датчика. Обратная связь облегчает процесс обучения физиологическому контролю, а компьютерная программа делает доступной информацию, в обычных условиях невоспринимаемую. При необходимости врач подключает дополнительные техники для управления эмоциональным состоянием, чтобы усилить эффект от нейрофидбэк-тренинга.

Получается, что можно влиять на ритмы мозга в интерактивном режиме, отслеживая, фиксируя свои ощущения. По мере продолжения тренировок и закрепления желаемого чувства расслабления приобретается навык переходить в необходимое терапевтическое состояние самостоятельно в любой момент времени.

Подписаться на новости

В соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006, отправляя любую форму на этом сайте, вы подтверждаете свое
согласие на обработку персональных данных.

Источник

Физическая активность в профилактике болезни Альцгеймера (обзор литературы)

В статье обсуждаются результаты современных научных исследований, касающихся роли повседневной физической активности и специальных двигательных тренировок в профилактике болезни Альцгеймера и прогрессирования когнитивного снижения при уже развившемся забо

The article is focused on the current scientific evidence of the role of daily physical activity and special motor training in Alzheimer’s disease prevention as well as in slowing-down of cognitive decline in the already developed disease.

Повседневная физическая активность является важнейшим условием обеспечения познавательной деятельности человека [1]. Во время физической нагрузки в ответ на повышенные потребности организма в кислороде и энергетических субстратах увеличивается сердечный выброс и улучшается кровоснабжение головного мозга [2]. Усиление церебрального кровотока, в свою очередь, стимулирует ангиогенез, нейрогенез, синаптогенез и синтез нейротрансмиттеров в различных мозговых структурах, включая и те, которые имеют ключевое значение для когнитивных функций. Доказано, что систематические физические нагрузки способствуют увеличению объема серого и белого вещества префронтальной и височной областей коры головного мозга, а также объема гиппокампа [3]. В то время как физические упражнения оказывают нейропротективный эффект [4], то дефицит двигательной активности может служить фактором риска такой распространенной и социально значимой нейродегенеративной, приводящей к деменции патологии головного мозга, как болезнь Альцгеймера [5]. В этой связи в настоящее время широко обсуждается возможность стабилизации когнитивных функций у здоровых пожилых людей [6], предупреждения развития болезни Альцгеймера [7] и замедления когнитивного снижения при уже развившемся нейродегенеративном заболевании головного мозга путем обеспечения достаточного уровня повседневной физической активности.

Роль физических тренировок в профилактике болезни Альцгеймера

Роль физических тренировок в профилактике болезни Альцгеймера подтверждается результатами ряда проспективных исследований [8]. Так, например, C. Sattler и соавт. (2011) на основании результатов 14-летнего наблюдения за здоровыми пожилыми людьми показали, что те лица, которые регулярно занимались физическими упражнениями (по данным их самоотчетов), имели более низкий риск развития болезни Альцгеймера и «додементного» снижения когнитивных функций, а также более высокие показатели выполнения нейропсихологических тестов [9].

Многие эпидемиологические исследования также указывают на профилактический эффект физической активности при болезни Альцгеймера [10]. Регулярные физические тренировки (плавание, езда на велосипеде, аэробика, акваэробика, силовые упражнения и упражнения на растяжение и другие), проводимые три или более раз в неделю, могут отдалить время начала проявлений болезни, а также снизить темпы когнитивного снижения [11] и смертность при данном заболевании [12]. Проведенный M. Hamer и соавт. (2009) метаанализ научных публикаций позволил им сделать вывод о существовании обратно пропорциональной зависимости между числом систематических физических тренировок и риском развития болезни Альцгеймера [1]. Последующие исследования подтвердили эту закономерность [7]. S. Karceski (2012) доказал, что риск развития болезни Альцгеймера в два раза выше у людей с низкой двигательной активностью по сравнению с физически активными лицами [13]. Близкие результаты получены и M. Hamer и соавт. (2009), обнаружившими, что регулярные физические тренировки уменьшают риск развития данного заболевания на 45% [1].

В то же время анализ научных публикаций, выполненный J. Young и соавт. (2015), не подтвердил существования положительного влияния аэробных физических упражнений на когнитивные функции у пожилых лиц [14]. Как полагает S. P. Cass (2017), это может быть связано с тем, что указанный анализ был ограничен лишь исследованиями тренировок, приводящих к улучшению кардиореспираторных функций (например, по результатам теста VO₂max на максимальное потребление кислорода), и не учитывал эффект легких аэробных нагрузок и упражнений на растяжение [8, 14].

В целом большинство исследований последних лет указывает на то, что ежедневная физическая активность способствует профилактике болезни Альцгеймера, хотя оптимальные параметры физических нагрузок (частота, интенсивность и продолжительность занятий) до сих пор не определены и их уточнение требует дальнейших исследований [13].

Замедление когнитивного снижения под влиянием двигательных нагрузок при болезни Альцгеймера

Большое внимание в настоящее время уделяется вопросу о том, способны ли физические тренировки замедлить развитие болезни Альцгеймера [8, 15]. Поскольку физические упражнения у здоровых лиц замедляют возрастную атрофию гиппокампа, то теоретически они могли бы замедлить когнитивное снижение и у пациентов с болезнью Альцгеймера, ухудшение памяти у которых сопряжено с дегенерацией клеток гиппокампа [8]. Действительно, экспериментальные исследования на животных, у которых была смоделирована болезнь Альцгеймера, показали, что физическая активность предотвращает нарушения нейропластичности головного мозга и снижение памяти [16]. Однако контролируемые исследования, проводимые в группах пожилых лиц, дают не столь однозначные результаты [16].

С одной стороны, A. Strohle и соавт. (2015) показали, что регулярные двигательные нагрузки замедляют прогрессирование когнитивного снижения при болезни Альцгеймера и этот эффект варьирует от умеренного до сильного [17]. Возможность стабилизации прогрессирующей когнитивной дисфункции у пожилых лиц с болезнью Альцгеймера путем регулярных занятий ходьбой продемонстрировало также исследование M. Venturelli и соавт. (2011). Авторы наблюдали в доме престарелых 21 больного с поздней стадией болезни Альцгеймера, и часть этих пациентов на протяжении 24 недель занималась ходьбой по специально разработанной программе. У занимавшихся ходьбой больных через 24 недели повысился уровень повседневной активности по шкале Бартель, в то время как у остальных пациентов он снизился. Ухудшение когнитивных возможностей у тренировавшихся пациентов через 24 недели было значительно меньшим (в среднем на 13% по тесту MMSE), чем у не вовлеченных в программу тренировок пациентов (в среднем на 47% по тесту MMSE) [18].

С другой стороны, K. Hoffmann и соавт. (2015) в рандомизированном контролируемом исследовании больных с умеренно выраженной деменцией при болезни Альцгеймера не обнаружили существенного влияния аэробных упражнений средней и высокой интенсивности (часовые занятия три раза в неделю на протяжении 16 недель) на результаты выполнения больными нейропсихологических тестов, хотя у занимавшихся двигательными тренировками пациентов значительно уменьшилась выраженность клинических нейропсихиатрических нарушений [19].

В целом отмечается, что исследования влияния физической активности на снижение темпов прогрессирования деменции при болезни Альцгеймера на данный период времени слишком разнородны для того, чтобы сделать какие-либо надежные выводы [8, 16]. Кроме того, в большинстве исследований такого рода не учитываются генетические факторы (например, носительство аллеля ApoE4), повышающие риск болезни Альцгеймера и уменьшающие положительное влияние двигательной активности на замедление развития этой патологии [16].

Механизмы действия физических нагрузок на предупреждение развития нейродегенеративных изменений головного мозга и замедление их прогрессирования при болезни Альцгеймера

Механизмы действия физических нагрузок на предупреждение развития нейродегенеративных изменений головного мозга и замедление их прогрессирования при болезни Альцгеймера могут быть опосредованы влиянием на сосуды головного мозга, уровень нейрогенеза и объем гиппокампа [8].

Доказано, что умеренные физические нагрузки увеличивают кровоток в головном мозге и за счет этого способны улучшать когнитивные функции, сопряженные с интенсивностью церебрального кровоснабжения [20]. Так, например, D. M. Bailey и соавт. (2013) показали, что церебральный кровоток выше у физически активных мужчин (уделяющих более 150 часов аэробным двигательным нагрузкам в неделю), чем у мужчин того же возраста, ведущих преимущественно сидячий образ жизни [21]. Рандомизированное исследование S. B. Chapman и соавт. (2013) продемонстрировало, что у здоровых людей 57–75 лет, занимавшихся аэробными физическими упражнениями по часу три раза в неделю, через 12 недель улучшался церебральный кровоток в области передней цингулярной извилины, в отличие от лиц, не участвовавших в такого рода тренировках [22]. У тренировавшихся лиц также отмечалось улучшение мгновенного и отсроченного воспроизведения стимульного материала при проверке памяти, и это улучшение коррелировало с повышением кровотока в области гиппокампа обоих полушарий.

Физические регулярные дозированные нагрузки способствуют профилактике когнитивного снижения также за счет того, что предупреждают развитие артериальной гипертензии и сопряженных с ней изменений белого вещества глубинных отделов головного мозга [4, 23]. Этот факт, в частности, доказывает работа M. Wirth и соавт. (2014), которые наблюдали 92 когнитивно сохранных пожилых лиц. Авторы проанализировали их самоотчеты относительно уровня повседневных когнитивных и двигательных нагрузок, степень поражения белого вещества головного мозга по данным магнитно-резонансной томографии (МРТ), а также выраженность отложений b-амилоида в коре головного мозга («β-амилоидная нагрузка») по данным применения позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) с амилоидным лигандом. Выяснилось, что более высокие уровни повседневной двигательной (а также и когнитивной) активности были сопряжены с большей сохранностью белого вещества головного мозга и лучшим выполнением тестов на регуляторные функции и эпизодическую память [4]. В то же время уровень физической активности когнитивно сохранных пожилых лиц не был связан с выраженностью «β-амилоидной нагрузки» [4].

Еще одним механизмом положительного влияния двигательной активности на замедление возраст-ассоциированного когнитивного снижения может быть стимуляция нейропластичности, индукция нейрогенеза и увеличение объема гиппокампа [24]. Так, посмертные морфологические исследования показали, что процессы нейрогенеза в гиппокампе продолжаются у людей вплоть до преклонного возраста [25]. Полагают, что аэробные упражнения, приводя к усилению экспрессии генов нейротрофических факторов, повышают синаптическую пластичность, выживание и дифференцировку нейронов, тем самым поддерживая функции гиппокампа и других областей головного мозга [26]. Действительно, эксперименты подтверждают, что под влиянием физической активности (например, «бега в колесе») у животных происходит усиление нейрогенеза и повышение экспрессии гена мозгового нейротрофического фактора (англ. Brain derived neurotrophic factor, сокращенно BDNF), признанного основным регулятором синаптогенеза в гиппокампе, коре, стриатуме и других областях головного мозга [27]. Наряду с этим физическая активность способна остановить снижение нейрогенеза в гиппокакмпе и ухудшение мнестических функций у стареющих грызунов [28].

У людей также предполагается существование подобного рода механизмов влияния физической активности на профилактику или замедление снижения познавательных возможностей [28]. F. G. Coelho и соавт. (2014) обнаружили, что после аэробных упражнений уровень BDNF в плазме крови пожилых пациентов с болезнью Альцгеймера значительно повышается. Это указывает на то, что предупреждение нарастания расстройств памяти под влиянием двигательных нагрузок может быть опосредовано изменением содержания этого нейротрофического фактора [29].

С каждым годом становится все больше работ, доказывающих положительное влияние упражнений на процессы нейрогенеза на основании анализа морфометрических показателей МРТ-волюметрии (измерения объема серого вещества мозга), диффузионной тензорной МРТ (визуализации проводящих путей головного мозга), а также показателей состоянии гиппокампа по данным функциональной МРТ и ПЭТ [16, 30, 31]. Так, доказано существование связи между объемом серого вещества энторинальной коры (обеспечивающей связи между гиппокампом и другими церебральными областями), кардиореспираторными показателями (улучшающимися под влиянием аэробных тренировок) и показателями памяти у лиц молодого возраста [26]. Показано также, что занятия физическими упражнениями (легкой и умеренной интенсивности) в течение одного года способны предупреждать возраст-зависимую атрофию гиппокампа у здоровых лиц [16]. Предполагается, что для улучшения функций головного мозга у пожилых лиц требуется 3–6 месяцев тренировок умеренной/сильной интенсивности, в то время как для предупреждения ухудшения когнитивной деятельности необходимы более длительные периоды занятий с применением легких и умеренных двигательных нагрузок [16].

Физические нагрузки также могут модифицировать влияние факторов риска развития болезни Альцгеймера, например, такого из них, как инсулинорезистентность. Доказано, что отложения b-амилоида в головном мозге могут привести к резистентности головного мозга к инсулину, нарушению церебрального метаболизма глюкозы в медиальных отделах височных долей и провоцированию болезни Альцгеймера [32]. Физические упражнения способствуют повышению чувствительности к инсулину и таким образом могут косвенно предупреждать развитие болезни Альцгеймера [33]. Под влиянием физической активности также уменьшается выработка свободных радикалов, а также количество церебральных амилоидных бляшек, в частности в областях мозга, отвечающих за когнитивные функции, таких как гиппокамп [34].

Выводы

Регулярные занятия физическими упражнениями у здоровых пожилых лиц замедляют возраст-зависимое снижение когнитивных функций и снижают риск развития болезни Альцгеймера. Уточнение оптимальных параметров таких физических тренировок требует дальнейших исследований.

При болезни Альцгеймера физические тренировки оказывают некоторое положительное влияние, уменьшая нейро­психиатрические симптомы и замедляя развитие нарушений жизнедеятельности больных, что определяет целесообразность включения лечебных двигательных нагрузок в терапевтические программы.

Литература

ФГБОУ ВО ПИМУ Минздрава России, Нижний Новгород

Физическая активность в профилактике болезни Альцгеймера (обзор литературы)/ К. А. Машкович, В. Н. Григорьева
Для цитирования: Лечащий врач № 8/2019; Номера страниц в выпуске: 52-56
Теги: головной мозг, нейродегенеративное заболевание, пожилые люди

Источник