Новое исследование в Центре жизненного долголетия Техасского университета в Далласе (University of Texas at Dallas’ Center for Vital Longevity (CVL)) подтверждает гипотезу о том, что мозг пожилых людей, которые поддерживают физическую форму, регулярно занимаясь интенсивными физическими упражнениями, более похож на головной мозг молодых людей.
Новизна исследования
Доктор Чандрамаллика Басак (Chandramallika Basak), научный сотрудник кафедры психологии Школы поведенческих наук и наук о мозге (School of Behavioral and Brain Sciences), является автором исследования, опубликованного в научном журнале Neuroscience. В нем описывается, как напряженная физическая активность и кардиореспираторная подготовка помогают мозгу людей. Пожилые люди компенсируют возрастные изменения, улучшая свою способность выполнять сложные когнитивные задачи. Результаты демонстрируют важность поддержания физической формы и регулярных интенсивных физических упражнений для продления неврологического здоровья.
«Возраст — это всего лишь один из показателей когнитивного здоровья, а физическая форма может быть существенным модифицирующим фактором», — комментирует Басак, руководитель Лаборатории нейробиологии и познания продолжительности жизни в CVL. «Модели активации мозга у пожилых людей с хорошей физической подготовкой в нашем исследовании напоминают таковые у молодых людей во время выполнения сложной когнитивной задачи, которая требует переключения фокуса внимания и быстрого обновления памяти. Это говорит о том, что физическая подготовка может значительно изменить возрастные изменения в мозге».
Материалы и методы исследования
Ученые использовали функциональную МРТ для изучения колебаний сигналов, зависящих от уровня кислорода в крови, в то время как 52 участника исследования выполняли задачи, включающие несколько разновидностей когнитивного контроля. По словам Басака, существуют ограниченные исследования влияния физической активности и кардиореспираторной подготовки на когнитивные функции, подобные тем, которые были проверены в исследовании, включая переключение, обновление и ожидание событий.
Результаты исследования
«Наши результаты показывают, что образ жизни, включающий умеренную или интенсивную физическую активность, может помочь поддерживать когнитивные процессы в префронтальной коре пожилых людей, которые соответствуют таковым у молодых людей, в то время как кардиореспираторная подготовка может сохранять нервно-сосудистое здоровье задних областей мозга», — объясняет Басак. «Под напряженной физической активностью мы подразумеваем такой уровень физической активности, который фактически увеличивает частоту сердечных сокращений и объем легких».
В исследовании не только сравнивались пожилые люди с высокой и низкой физической подготовкой (средний возраст 73 года), которые были сопоставимы по многим аспектам, включая артериальное давление и общее когнитивное состояние, но также были включены более молодые участники со средним возрастом 26 лет.
«Если в вашей выборке нет молодых людей, вы не знаете, помогает ли физическая подготовка паттернам активации мозга пожилых людей с хорошей физической подготовкой напоминать таковые у более молодых людей, или эти активации являются задействованием дополнительных областей мозга, которые помогут компенсировать пагубные последствия его старения», — добавила Басак.
Участники старшего возраста были разделены на категории с хорошей или низкой физической подготовкой на основе их самооценки частоты занятий интенсивными физическими нагрузками, такими как бег трусцой, плавание, езда на велосипеде, теннис в одиночном разряде, аэробные танцы или катание на лыжах.
Все участники выполняли сложные задачи когнитивного контроля, которые включали запоминание двух наборов чисел, представленных на двухцветном фоне. Участники должны были решить, было ли показанное число таким же или отличным от числа, которое они ранее видели на этом цвете. Задания усложнялись в зависимости от того, были ли цвета фона предсказуемыми или случайными, нужно ли обновлять числа в памяти или нет, нужно ли переключать фокус внимания или остановиться на той же информации.
Сканирование фМРТ показало, что молодые люди в основном используют дорсолатеральную префронтальную кору — классическую рабочую память, центр когнитивного контроля мозга, который активируется больше, когда задачи становятся более сложными.
Таким образом, головной мозг задействует свои ресурсы, как пожарные реагируют на пожар с несколькими сигналами тревоги: если задача становится сложнее, чем может справиться один регион, реагирует другая станция.
«Молодой мозг более эффективен. Ему не нужно много работать», — заявил Басак. «Ему нужно использовать эти дополнительные ресурсы только тогда, когда ситуация становится более сложной».
Мозг старшего поколения чрезмерно активизирует дорсолатеральную префронтальную кору, даже если задача проста.
«Когда задача чрезвычайно сложна, активация этой области обычно снижается у пожилых людей, тогда как у молодых людей все еще может наблюдаться увеличение. Эта модель, также известная как модель CRUNCH, является нейронным маркером, указывающим на то, что пожилые участники больше не способны модулировать эту область мозга больше, чтобы поддерживать выполнение задач», — утверждает Басак.
Однако результаты исследования показывают, что модель CRUNCH (гипотеза использования нейронных цепей, связанная с компенсацией) не применима ко всем стареющим взрослым.
«Мы обнаружили, что пожилые люди с хорошей физической подготовкой сверхактивировали дорсолатеральную префронтальную кору только при умеренном уровне сложности задачи, тогда как участники пожилого возраста с низкой физической подготовкой использовали эту область даже для самой простой версии задачи», — подчеркнула Басак. «Более того, пожилые люди с хорошей физической подготовкой компенсировали это за счет активации другой области мозга — верхней теменной доли».
«Мы обнаружили такие защитные эффекты у тех субъектов, которые регулярно занимались напряженной деятельностью и демонстрировали высокую кардиореспираторную работоспособность, что компенсирует снижение когнитивных функций, которое мы обычно наблюдаем с возрастом», — продолжила Басак. «Наши результаты показывают, что модель CRUNCH необходимо изменить, чтобы учесть защитное воздействие физической подготовки на стареющий мозг».
Различия как в выполнении задач, так и в мозговой активности между молодыми испытуемыми и более подготовленными пожилыми людьми были намного меньше, чем разница между хорошо подготовленными и плохо приспособленными пожилыми людьми.
«По мере того, как мы становимся старше, многие проблемы усугубляются, и некоторые из них могут иметь независимые последствия, выходящие за рамки простого старения», — заключает Басак. «Мы показали, что высокий уровень физической активности и высокая кардиореспираторная подготовка позволяют задействовать дополнительные области мозга, которые помогают компенсировать и поддерживать уровень точности. Таким образом, похоже, что существуют независимые эффекты физической подготовки, которые могут позволить нам противодействовать некоторым последствиям старения».
Статья по теме: Какие физические нагрузки лучше всего подходят для похудения?
