Новое исследование показало, как сон, уровень кислорода и физические упражнения влияют на нашу способность выполнять умственные задачи.
Сон имеет основополагающее значение для поддержания здорового образа жизни: взрослым рекомендуется спать от семи до девяти часов в сутки. Однако недавние обзоры исследований показывают, что 40 процентов населения мира не получает достаточного количества сна.
Последствия хронического недосыпания включают сердечно-сосудистые заболевания, ожирение, нейродегенеративные расстройства и депрессию. В краткосрочной перспективе недостаток сна может снизить когнитивные способности (КС), что отрицательно сказывается на концентрации внимания, суждениях и эмоциональном состоянии.
Исследование, проведенное Портсмутским университетом (University of Portsmouth), показало, что когнитивные способности улучшаются во время упражнений умеренной интенсивности, независимо от состояния сна человека или уровня кислорода.
Доктор Джо Костелло (Joe Costello) из Университетской школы спорта, здоровья и физических упражнений (University’s School of Sport, Health & Exercise Science, SHES) комментирует: «Из существующих исследований мы знаем, что физические упражнения улучшают или поддерживают наши когнитивные способности, даже когда уровень кислорода снижается. Но это первое исследование, которое предполагает, что они также улучшают КС как после полной, так и частичной депривации сна, а также в сочетании с гипоксией».
«Результаты значительно дополняют то, что мы знаем о взаимосвязи между физическими упражнениями и этими факторами стресса, и помогают укрепить идею о том, что движение — это лекарство для тела и мозга».
Исследование, опубликованное в журнале Physiology and Behaviour, включало два эксперимента, в каждом из которых участвовало 12 человек (всего 24). В первом изучалось влияние частичного лишения сна на когнитивные способности человека, а во втором — влияние полного лишения сна и гипоксии. В обоих случаях у всех участников наблюдалось улучшение когнитивных функций после 20-минутной езды на велосипеде.
«Поскольку мы рассматривали физические упражнения как положительное вмешательство, мы решили использовать программу умеренной интенсивности, как рекомендовано в существующей литературе», — добавил доктор Костелло.
«Если бы упражнения были длиннее или сложнее, они могли бы усилить негативные результаты и сами стать стрессором».
В первом эксперименте людям разрешалось спать только пять часов в сутки в течение трех дней. Каждое утро им давали семь заданий, которые они должны были выполнить во время отдыха, а затем во время езды на велосипеде. Их также попросили оценить свою сонливость и настроение перед выполнением заданий.
Результаты показали, что влияние трех ночей частичного сна на исполнительные функции было противоречивым. В статье говорится, что объяснением этого может быть то, что некоторые люди более устойчивы к легкому или умеренному дефициту сна. Однако, независимо от состояния сна, упражнения средней интенсивности улучшали производительность при выполнении всех задач.
Во втором эксперименте участники провели всю ночь без сна, а затем были помещены в гипоксическую среду (с низким уровнем кислорода) в университетских лабораториях экстремальных условий. Несмотря на снижение уровня кислорода, физические упражнения продолжали улучшать когнитивные функции.
Ведущий автор исследования доктор Томас Уильямс (Thomas Williams) из университетской группы по исследованию экстремальных условий, объяснил, почему команда ученых решила изучить комбинацию стрессоров для своей научной работы: «Лишение сна часто наблюдается в сочетании с другими стрессорами. Например, люди, которые путешествуют на больших высотах, также имеют нарушения режима сна. Одна из потенциальных гипотез того, почему упражнения улучшают когнитивные функции, связана с увеличением мозгового кровотока и оксигенации, однако наши результаты показывают, что даже когда упражнения выполняются в среде с низким уровнем кислорода, участники все равно могут выполнять когнитивные задачи лучше, чем в состоянии покоя в тех же условиях».
В статье говорится, что объяснением того, почему КС улучшаются во время выполнения физических упражнений (даже когда человек лишен сна и имеет низкий уровень кислорода), могут быть изменения в количестве гормонов, регулирующих работу мозга, а также ряд психофизиологических факторов, включая мозговой кровоток, возбуждение и мотивацию.
Это предполагает, что когнитивные способности зависят не только от области префронтальной коры головного мозга (ПФК), несмотря на то, что она играет важную роль в выполнении задач.
«ПФК очень чувствительна к своей нейрохимической среде и очень восприимчива к стрессу», — объяснил соавтор исследования Хуан Игнасио Бадариотти (Juan Ignacio Badariotti) с факультета психологии. «Она регулирует наши мысли, действия и эмоции и считается основной частью мозга, связанной с исполнительными функциями. Но наши результаты показывают, что механизмы, лежащие в основе КС, не могут быть изолированы от этой области, и вместо этого мы должны рассматривать ее как продукт серии скоординированных процессов, широко распределенных в различных корковых и подкорковых областях».
В статье рекомендуется провести дальнейшее исследование, чтобы выяснить, какие нейробиологические механизмы лежат в основе процесса когнитивной функции. Это открытие поддержит всех, кто испытывает нарушения сна или недостаток кислорода, включая альпинистов и лыжников, а также родителей маленьких детей и сменных рабочих.
Авторы также признают, что в это исследование были включены только здоровые молодые люди, а несколько человек были исключены из исследования из-за возникновения побочных эффектов. Они надеются провести дальнейшее исследование взаимосвязи между КС и стрессорами с более широким кругом участников.
Статья по теме: Какая взаимосвязь между сном и психическим здоровьем?
Невролог, мануальный терапевт, рефлексотерапевт АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
Ведёт пациентов неврологического профиля с полным неврологическим осмотром, разработкой плана обследования и схемы лечения пациента (в остром периоде, на этапе реабилитации), динамическое наблюдение.
