Безсумнівно, фізкультура творить дива з усім людським тілом. Міжнародна команда нейробіологів під орудою вчених з Університету Айови (США) виявила цікавий механізм. Після однієї 20-хвилинної сесії легкої або помірної їзди велосипедом у людини спостерігаються позитивні зміни в активності мозку, що пов’язані з пам’яттю.
Як пояснили вчені, гостра хвильова активність починається із синхронізованих патернів нейронної активності в гіпокампі – області мозку, що відповідає за перехід короткострокової пам’яті в довгострокову. Потім ці сигнали поширюються іншими ділянками мозку, торкаючись більшої частини кори та деяких підкіркових областей.
Більшість знань про ці явища науковці отримали під час досліджень на тваринах і людях з використанням імплантатів для вимірювання активності мозку.
Однак вимір раптових змін мозкової активності незабаром після тренування – завдання складніше. Його зазвичай виконують за допомогою нейровізуалізації. А вона лише побічно вказує на те, як фізичні вправи покращують роботу мозку. Наприклад, виявляє більшу кількість насиченої киснем крові.
Але тепер ученим врешті вдалося отримати «перший прямий доказ» пульсації в гіпокампі людського мозку після фізичної активності. Команда мала рідкісну можливість спостерігати за нейронною активністю всередині людського мозку після фізичних вправ, зауважила когнітивна нейробіологиня Мішель Восс, провідна авторка дослідження.
«Завдяки прямій реєстрації мозкової активності наше дослідження вперше на людях показало, що навіть одноразове фізичне навантаження може швидко змінити нейронні ритми та мозкові мережі, що беруть участь в когнітивних функціях», – сказала науковиця.
Як проходило дослідження
Команда вивчила мозкову активність 14 пацієнтів з епілепсією віком від 17 до 50 років. Їм імплантували в мозок електроди «виключно на підставі клінічних показань, визначених групою епілептологів та нейрохірургів», повідомили вчені у статті, яку опублікував журнал Brain Communications.
Усі учасники дослідження страждали на резистентну до ліків епілепсію і проходили передопераційне обстеження. Імплантовані в мозок електроди дали дослідникам можливість записувати внутрішньочерепні електроенцефалографічні (iEEG) дані, які допомагають прояснити такі мозкові явища, як гіпокампальні пульсації.
Після невеличкої розминки учасники протягом 20 хвилин займалися на велотренажері в темпі, який вони могли підтримувати протягом усього заняття. Дані iEEG показували активність їхнього мозку до і після цього заняття, розкриваючи картину того, як фізичні вправи можуть зміцнювати функції мозку.
І ці вправи спричинили прискорення пульсацій у гіпокампі. Вони також зміцнили зв’язок між цими пульсаціями та активністю в інших областях мозку: у лімбічній системі та мережі пасивного режиму роботи мозку (DMN).
Це спостерігалося вже після одного сеансу легких або помірних фізичних вправ. Таким чином команда підтвердила результати попередніх досліджень, які використовували нейровізуалізацію.
Дослідники також виявили зв’язок між вищою інтенсивністю фізичних вправ (її вимірювали за частотою серцевих скорочень під час тренування) та більш вираженою динамікою пульсацій у певних нейронних мережах, таких як DMN, у стані спокою після тренування.
І хоча вибірка була відносно невеликою, це дослідження надало вченим рідкісну можливість зазирнути всередину людського мозку після фізичних вправ.
«Зміни після фізичних вправ, що спостерігаються нами, багато в чому збігаються з тим, що було виявлено у здорових дорослих за допомогою неінвазивної нейровізуалізації», – зазначила Мішель Восс.
