פעילות גופנית מגבירה את כוח המוח - מדעני מוח לא יודעים איך

שֶׁלִי מדען מוח אבא תמיד מיהר להודות שלמרות עשרות שנים של חקר מוח, הוא עדיין לא ממש ידע כיצד בחירות מסוימות בסגנון חיים והרגלים יומיומיים משפרים או מפחיתים את הביצועים הקוגניטיביים.

כספורטאי מכללה, אבא למד אנקדוטלי שפעילות גופנית ושנת לילה טובה עזרו לו לחשוב טוב יותר והקלה ביצוע שיא במבחנים. אבל מאוחר יותר, לאחר שסיים את בית הספר לרפואה, כשהוא ביצע ניסויים בבעלי חיים שנועדו להצביע על איך דברים דומים פעילות גופנית ושינה השפיעו על תפקודי מוח ספציפיים, המחקר שלו העלה לעתים קרובות יותר שאלות חדשות ממה שהוא ענה.

מחקר אנושי חדש (וויליאמס וחב', 2023) על האופן שבו פעילות אירובית בעצימות בינונית וחוסר שינה משפיעים על הביצועים הקוגניטיביים עונה על כמה שאלות אך גם מטילה ספק לגבי אמונה רווחת כי עלייה ברמות החמצן בקליפת המוח הקדם-מצחית במהלך אירובי היא הכוח המניע העיקרי של שיפורים הנגרמות על ידי פעילות גופנית ב פונקציה ביצועית. זה בעיתונות פיזיולוגיה והתנהגות נייר היה זמין באינטרנט ב-17 בנובמבר.

20 דקות של קרדיו זה מספיק כדי לשפר את הביצועים הקוגניטיביים

מחקר דו-כיווני זה גרם למשתתפים לבצע בדיקות קוגניטיביות שהעריכו שונות

פונקציות ניהוליות בתנאים שונים, כולל אי ​​שינה מספקת וביצוע אירובי בחדר היפוקסי עם מעט מאוד חמצן המחקה תנאים בגובה רב.

כצפוי, הפעילות הגופנית השתפרה קוגניציה כמעט בכל מצב. מעניין לציין שמינונים קטנים (20 דקות בעצימות מתונה) של פעילות אירובית יכולים לפצות על ציונים נמוכים יותר במשימות קוגניטיביות עקב מחסור בשינה.

למרות שחמצן מוגבר בקליפת המוח הקדם-מצחית היה קשור לביצועים קוגניטיביים טובים יותר עבור רובם, אפילו כאשר אנשים חוו היפוקסיה חריפה והמוח שלהם היה מורעב מחמצן בזמן פעילות אירובית בעצימות בינונית, רבים עדיין הצליחו טוב יותר במשימות קוגניטיביות מאשר אם היו יושבים עוֹד. "ללא קשר לשינה או למצב היפוקסי, התפקודים הניהוליים משתפרים במהלך התקף חריף של פעילות גופנית בעצימות בינונית", מסבירים המחברים.

אין צורך בחמצן מוחי מ-Cardio כדי להגביר את תפקודי ההנהלה

בדומה לתגלית חדשה במעבדה של אבי גילתה לעתים קרובות אלמונים חדשים, המחקר האחרון (2023) של וויליאמס וחב'. מראה ש-20 דקות בלבד של פעילות גופנית יכולה להגביר את הביצועים הקוגניטיביים גם לאחר שנת לילה גרועה, אבל ה ממצאי מחקר מצביעים גם על כך שחמצון מוחי מוגבר במהלך אירובי אינו הדרך היחידה שפעילות גופנית מגבירה את המוח כּוֹחַ.

מחקר היפוקסיה זה מוסיף לראיות הולכות וגדלות המצביעות על כך שבניגוד לדעה הרווחת, תוצאה של פעילות גופנית חמצון קליפת המוח לבדו אינו מסביר מדוע פעילות אירובית בעצימות בינונית משפרת את הביצועים פוּנקצִיָה.

"השערה פוטנציאלית אחת מדוע פעילות גופנית משפרת את הביצועים הקוגניטיביים קשורה לעלייה בזרימת הדם במוח ובחמצן; עם זאת, הממצאים שלנו מצביעים על כך שגם כאשר פעילות גופנית מבוצעת בסביבה עם רמות נמוכות של חמצן, המשתתפים היו עדיין מסוגל לבצע משימות קוגניטיביות טוב יותר מאשר בזמן מנוחה באותם תנאים", הסביר תומס וויליאמס בנובמבר 2023 עדכון חדשותי.

במאמרם האחרון, וויליאמס ומחברים משותפים מדגישים שלמרות שהקורטקס הקדם-מצחי (PFC) נחשב לעתים קרובות באזור המוח העיקרי הקשור לתפקוד ביצועי, ביצועים קוגניטיביים מוצקים אינם תלויים רק ב PFC. במקום זאת, הם קובעים שאופטימיזציה של פונקציות ניהוליות היא "תוצר של סדרה של תהליכים מתואמים באופן נרחב מופץ על פני אזורי מוח בקליפת המוח ותת-קליפת המוח, המחוברים ביניהם באמצעות סדרה של עצבים מורכבים רשתות."

למרות שהיפוקסיה מפחיתה את חמצון קליפת המוח הקדם-מצחית במהלך פעילות אירובית, החוקרים משערים שאזורי מוח אחרים עשויים לפצות כאשר האונות הקדמיות אינן מקבלות מספיק חַמצָן. עם זאת, מדעני מוח לא בדיוק בטוחים כיצד אזורי מוח שונים מפצים על דה-חמצן בקליפת המוח כאשר מישהו שעושה אירובי חווה היפוקסיה חריפה.

הממצאים האחרונים של וויליאמס וחב' משתלבים עם מחקר אחר בבני אדם (Moriarity et al., 2019), שמצא כי למרות שפעילות גופנית אירובית בעצימות בינונית הגבירה את החמצן הפרה-פרונטלי, יותר חמצן באזורי המוח בקליפת המוח לא היה קשור בהכרח לשיפור קוגניטיבי ביצועים.

למעשה, החוקרים מצאו שפעילות גופנית בעצימות גבוהה יותר (שהעבירה יותר חמצן לאונות הקדמיות של המוח) קשורה למהירויות עיבוד איטיות יותר והפחתה של אינטליגנציה נוזלית ציוני המבחן.

קרדיו מחזק את המעגלים המוחיים-מוחיים

מחקר אחר על האופן שבו פעילות גופנית מגבירה את כוח המוח מצביע על כך שפעילות גופנית מתונה עד נמרצת (MVPA) משפרת את הקישוריות התפקודית בין האונות הקדמיות למוח הקטן. הפיכת מעגלים עצביים בין אזורי קליפת המוח ותת-קליפת המוח לחזקים יותר עשויה לעזור למוח כולו לעבוד בשיתוף פעולה כדי לתאם תהליכי חשיבה טוב יותר.

מעבר לחמצן קליפת המוח, שיפור הקישוריות התפקודית בין המוח הקטן למוח הקטן עשוי לעזור להסביר כיצד פעילות אירובית קצבית משפרת תפקודים ניהוליים ללא קשר להיפוקסי סטָטוּס. (ראה"מעגלים מוחיים-מוחיים מזכירים לנו: לדעת זה לא מספיק")

לפני כמה שנים, חוקרים (Li et al., 2019) גילה ש-30 דקות של פעילות אירובית שינתה את תפקיד ההמיספרה הימנית של המוח הקטן בעת ​​עיבוד משימות ניהול פשוטות. כפי שמסבירים לין לי ומחברים משותפים, "סביר שפעילות גופנית חריפה עשויה לשנות את דפוס הקישוריות התפקודית בין המוח הקטן לולאות ואזורים הקשורים לקוגניציה של קליפת המוח הקדם-מצחית, ובכך לשפר עוד יותר את ביצועי התפקוד הביצועי לאחר תרגיל."

הודעת קח הביתה: דרוש מחקר נוסף

עד לאחרונה, הייתה אמונה רווחת שחמצן קדם-מצחתי בקליפת המוח הוא הדרך העיקרית שבה פעילות אירובית בעצימות בינונית שיפרה את הביצועים הקוגניטיביים. הרים של עדויות מצביעים על כך שהגדלת החמצן לאונות הקדמיות באמצעות קרדיו מגבירה את כוח המוח. עם זאת, הממצאים האחרונים (2023) מרמזים גם שחמצון מוחי לבדו אינו מסביר מדוע פעילות גופנית משפרת תפקודים ניהוליים.

יש צורך במחקר נוירו-מדעי נוסף כדי לזהות את כל המנגנונים העצביים הקשורים לפעילות גופנית - מ חמצון קליפת המוח הפרה-מצחית לשיפור הקישוריות התפקודית המוחית-מוחי - שעשוי להגביר את המוח כּוֹחַ. יש לקוות שמחקרים עתידיים יבהירו את התפקיד של אזורי קליפת המוח והתת-קורטיקליים, כגון המוח הקטן, בעליות הקשורות לפעילות גופנית בביצועים קוגניטיביים.