Ruch rozwija nie tylko mięśnie, ale i mózg

Z roku na rok przybywa dowodów na to, że ruch wpływa pozytywnie na plastyczność mózgu i utrzymanie funkcji poznawczych nie tylko u osób starszych. W eksperymentach na uczniach wykazano na przykład, że bezpośrednio po aktywności fizycznej łatwiej im przyswajać wiedzę.
Sporym zaskoczeniem było dla wielu badaczy odkrycie, że ćwiczenia fizyczne pobudzają mózg do wytwarzania nowych komórek nerwowych. Biologiczny mechanizm tego zjawiska nie jest do końca poznany. Na łamach ostatniego numeru czasopisma "Trends in Neurosciences" dwóch badaczy z University od Arizona: dr. David A. Raichlen i prof. Gene E. Alexander, zaproponowało ciekawą teorię tłumaczącą, skąd wzięła się zależność między ćwiczeniami fizycznymi a utrzymaniem mózgu w dobrej formie.

Nasi przodkowie chodzili i biegali...

Twierdzą oni, że mechanizm stojący za tym zjawiskiem ma co najmniej dwa miliony lat, jest więc dość stary ewolucyjnie. Sięga czasów, kiedy nasi przodkowie z rodzaju Homo porzucili bardziej stacjonarny tryb życia (jaki do dziś prowadzą małpy żyjące w lasach obfitujących w pożywienie) i przestawili się na łowiecko-zbieracki tryb życia.

Ta modyfikacja zachowania została wymuszona przez zmianę klimatu na bardziej suchy i pojawienie się większej ilości sawann w Afryce. Nieustanne przemierzanie dużych odległości na odkrytym terenie w poszukiwaniu pożywienia był wyzwaniem jednocześnie fizycznym i psychicznym. To tłumaczy, dlaczego aktywność fizyczna i kondycja mózgu są ze sobą połączone.

- Sądzimy, że nasza fizjologia ewoluowała w odpowiedzi na zwiększoną aktywność fizyczną. Te fizjologiczne adaptacje z kości i mięśni dotarły w końcu do mózgu. Wydaje się dziwne, że ćwiczenia mają pozytywny wpływ na strukturę i funkcje mózgu, ale jeśli zaczniemy o tym myśleć z perspektywy ewolucyjnej, zaczniemy rozumieć, dlaczego ten system powinien adaptywnie odpowiadać na wyzwania związane z ćwiczeniami - mówi dr Raichlen.

I podkreśla, że zdobywanie żywności to niezwykle złożony wysiłek poznawczy połączony z ruchem.

- Przemieszczasz się po określonym terenie, używasz pamięci nie tylko po to, by przypomnieć sobie, gdzie iść, ale i do nawigowania w drodze powrotnej. Musisz też patrzeć na to, co się dzieje wokół. Cały czas wykonujesz wiele zadań, podejmujesz decyzje, obserwujesz okolicę i jeszcze zarządzasz sposobem poruszania się w teranie. To wszystko razem daje bardzo złożony, wieloaspektowy wysiłek - mówi dr Raichlen.

Model wydajności adaptacyjnej tłumaczy więc, dlaczego w mózgu aktywnych biegaczy notuje się znacznie więcej połączeń nerwowych, niż osób niebiegających. Podobnie zresztą to, dlaczego u wielu osób nieaktywnych wraz z wiekiem dochodzi do atrofii mózgu.

Zjawisko to (atrofię) można również zaobserwować w naczyniach krwionośnych. Niska aktywność fizyczna powoduje, że nasz organizm redukuje system drugorzędnych naczyń krwionośnych oraz ich elastyczność, co prowadzi do chorób sercowo-naczyniowych. Podstawową funkcją naczyń jest bowiem dostarczanie tlenu zarówno do mięśni, jak i do mózgu. Jeśli nie ma tej potrzeby - mięśnie nie pracują - naczynia obumierają, a z upływem czasu gorzej się dzieje z zaopatrzeniem mózgu w tlen.

- Nasza ewolucyjna historia sugeruje, że jesteśmy poznawczo zaangażowanymi atletami wytrzymałościowymi. Jeśli nie pozostaniemy aktywni, stracimy wydajność - mówi prof. Alexander.

W tym przypadku chodzi również o wydajność intelektualno-poznawczą.

Senior wyrusza na wycieczkę

Jeśli model stworzony przez badaczy z University of Arizona jest prawdziwy, dla utrzymania intelektualnej formy starszych osób istotnie są nie tylko same ćwiczenia fizyczne.

Można się domyślać, że to fizyczna aktywność w nieznanym wcześniej otoczeniu powinna mieć wyjątkowo korzystny efekt. Oczywiście, nie każdy może co drugi dzień ruszać na wycieczkę w nieznane miejsce. Rozwiązaniem tego problemu może być wirtualna rzeczywistość. Badania przeprowadzone z udziałem ochotników jeżdżących na stacjonarnym rowerze, przed którymi znajdował się ekran symulujący jazdę po obcym terenie wykazały, że w porównaniu z grupą bez ekranu, lepiej wypadają oni w testach mierzących funkcje intelektualne.

Ograniczenia koncepcji

Oczywiście, stworzony przez dr Raichlena i prof. Alexandra model wydajności adaptacyjnej, choć ciekawy, pozostawia wciąż wiele pytań bez odpowiedzi.

Na przykład, czy efekty ćwiczeń fizycznych zmieniają się wraz z wiekiem? Czy da się zachować sprawność mózgu bez narażania organizmu na duży wysiłek? Jaki stopień wysiłku jest optymalny? Jaki rodzaj ćwiczeń jest najefektywniejszy? Czy są ludzie genetycznie predysponowani do uzyskiwania lepszych efektów ćwiczeń? Czy ćwiczenia fizyczne mogą zapobiec, opóźnić lub zmniejszyć uszkodzenia mózgu związane z chorobami neurodegeneracyjnymi związanymi z wiekiem?

Amerykańscy naukowcy liczą jednak, że dalsze badania pomogą odpowiedzieć na te pytania z korzyścią dla nas wszystkich.

Anna Piotrowska