Физкультура и когнитивные способности

Хотя известно, что физические упражнения усиливают когнитивные функции и улучшают психическое здоровье, неврологические механизмы этой связи остаются неизвестными. Исследователи из Японии нашли доказательства недостающей связи между аэробной подготовкой и когнитивными функциями.

В исследовании, опубликованном в журнале Medicine & Science in Sports & Exercise, исследователи из Университета Цукубы показали, что частота спонтанного моргания глаз, которая отражает активность дофаминовой системы, может быть использована для понимания связи между когнитивными функциями и аэробной тренировкой.

Известно, что дофаминергическая система задействуется при физических нагрузках и упражнениях, и предыдущие исследователи предположили, что вызванные физическими упражнениями изменения когнитивных функций могут быть опосредованы активностью дофаминергической системы. Однако для проверки этой гипотезы требовался маркер активности в этой системе, отыскать который стремились исследователи из Университета Цукуба.

“Дофаминергическая система связана как с исполнительной функцией, так и с мотивированным поведением, включая физическую активность”, – говорит Рюта Кувамидзу. “Мы использовали частоту спонтанного моргания глаз в качестве неинвазивного измерения функции дофаминергической системы, чтобы проверить, сможет ли она стать недостающим звеном между аэробной тренировкой и когнитивной функцией.”

Для этого исследователи попросили здоровых участников пройти тест на частоту спонтанного моргания глаз, тест когнитивных функций и аэробный фитнес-тест. Они также измерили активность мозга во время выполнения когнитивной задачи с помощью функциональной ближней инфракрасной спектроскопии.

“Как и ожидалось, мы обнаружили значительные корреляции между аэробной подготовкой, когнитивными функциями и частотой спонтанного моргания глаз”, – объясняет профессор Хидеаки Соя. “Когда мы изучили эти отношения дальше, мы обнаружили, что связь между более высокой аэробной подготовкой и улучшенной когнитивной функцией частично опосредована дофаминергической регуляцией.”

Кроме того, активность в левой дорсолатеральной префронтальной коре  во время выполнения когнитивной задачи у участников с более высокой частотой спонтанного моргания глаз была сходной или пониженной по сравнению с теми, у кого этот показатель не высок, хотя у них, по-видимому, была усиленная исполнительная функция и, следовательно, более высокая нейронная производительность.

“Хотя предыдущие исследования показали, что аэробная тренировка и когнитивные функции взаимосвязаны, впервые была обяснена нейромодуляторная основа такой связи у людей. Наши данные показывают, что дофамин играет важную роль в связывании аэробной физической подготовки и когнитивных способностей”, – говорит Кувамидзу.

Учитывая, что нейронная производительность левой дорсолатеральной префронтальной коры является известной характеристикой дофаминергической системы, которая наблюдается у людей с более высокой физической подготовкой и исполнительной функцией, возможно, что нейронная производительность этой области частично опосредует связь между аэробной тренировкой и исполнительной функцией. Кроме того, отсутствие физической активности может быть связано с дофаминергической дисфункцией. Эта информация дает новые направления для исследований, касающихся того, как фитнес влияет на мозг, что может привести к улучшению режима упражнений. Например, упражнения, специально направленные на улучшение дофаминергической функции, могут особенным образом повысить мотивацию, настроение и умственную функцию.