Исследователи обнаружили значительную корреляцию между регулярной физической активностью и увеличением объемов мозга. Исследование, опубликованное в журнале Journal of Alzheimer’s Disease, предполагает, что даже умеренные физические нагрузки могут оказать глубокое влияние на здоровье мозга, особенно в его областях, уязвимых к старению и нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера.
Растущее количество данных свидетельствует о связи между физической активностью и здоровьем мозга. Учитывая старение населения мира и рост заболеваемости деменцией, в том числе болезнью Альцгеймера, понимание того, как факторы образа жизни, такие как физические упражнения, могут влиять на здоровье мозга, имеет первостепенное значение. Предыдущие исследования намекали на защитное воздействие физических упражнений на мозг, но возникла необходимость в более комплексном анализе с использованием передовых методов визуализации и большой базы участников.
В исследовании приняла участие большая группа из 10 125 участников из разных мест, включая Ванкувер, Редвуд-Сити, Лос-Анджелес, Миннеаполис, Бока-Ратон и Даллас. Этот разнообразный пул участников имел решающее значение для получения широкой и репрезентативной выборки, охватывающей самые разные возрасты, полы, расы и этнические группы.
Ядро методологии исследования вращалось вокруг магнитно-резонансной томографии (МРТ). Участники прошли безконтрастную МРТ всего тела. Эти сканеры высокого разрешения способны создавать подробные изображения мозга, необходимые для точного объемного анализа. Объемное измерение областей мозга проводилось с помощью FastSurfer, передовой сети глубокого обучения. Эта технология является прорывом в области нейровизуализации, поскольку позволяет быстро и автоматически анализировать структурные МРТ.
Данные о физической активности собирались с помощью анкет, заполнявшихся до проведения визуализации. Исследовательская группа классифицировала интенсивность физической активности на основе стандартных определений Центров по контролю заболеваний.
Умеренная физическая активность определялась как деятельность, которая увеличивала частоту сердечных сокращений и частоты дыхания, но при этом позволяла разговаривать, например, быстрая ходьба или езда на велосипеде в неторопливом темпе. Энергичная физическая активность, напротив, была более напряженной и не позволяла произнести больше нескольких слов, не делая пауз для дыхания. Также регистрировалась частота таких действий: участники сообщали количество дней, в течение которых они занимались такими видами деятельности в течение 14-дневного периода.
Исследователи обнаружили, что у тех, кто регулярно занимался физической активностью, объемы серого и белого вещества были значительно больше. Серое вещество имеет решающее значение для обработки информации в мозге, а белое вещество облегчает связь между различными областями мозга.
Соавтор исследования Сомайе Мейсами, доцент Института рака Сент-Джона и Тихоокеанского центра здоровья мозга, отметил: «Наше исследование связывает регулярную физическую активность с увеличением объема мозга, что указывает на нейропротекторные преимущества. Это большое выборочное исследование расширяет наше понимание факторов образа жизни, влияющих на здоровье мозга и профилактику деменции».
Интересно, что исследование показало, что даже умеренный уровень физической активности, например, ходьба менее 4000 шагов в день, может положительно повлиять на здоровье мозга. Это особенно важный вывод, поскольку он предполагает, что польза физических упражнений для мозга доступна даже при более низких, более достижимых уровнях физической активности для населения в целом.
«Это исследование подчеркивает потенциальный нейропротекторный эффект физических упражнений, открывая новые возможности в предотвращении нейродегенеративных заболеваний», — объяснил ведущий автор исследования Сайрус А. Раджи из Исследовательского центра лабораторий нейровизуализации Медицинской школы Вашингтонского университета в США. «В частности, это демонстрирует, что даже низкий порог физической активности – всего 25 минут в неделю или 10 минут в день в течение 2,5 дней в неделю – коррелирует с большими объемами мозга у этой популяции взрослых на протяжении всей жизни».
«Режимы физической активности, особенно с использованием исторических рекомендаций, таких как 150 минут в неделю или 10 000 шагов в день, могут быть трудными для установления и поддержания. Наша работа предполагает, что польза от физической активности для здоровья мозга потенциально достижима, если уделять время и интенсивности упражнениям гораздо проще, чем считалось ранее», — добавил он.
Исследование также сосредоточилось на областях мозга, которые особенно уязвимы к нейродегенерации, например, на тех, которые страдают от болезни Альцгеймера. Установлено, что у физически активной группы наблюдались большие объемы в гиппокампе, задней поясной извилине и предклинье. Эти области необходимы для памяти и когнитивных функций, а их увеличенный объем у физически активных людей предполагает потенциальный защитный эффект упражнений от возрастного снижения когнитивных функций и нейродегенеративных заболеваний.
Учитывая установленную связь между потерей объема мозга и снижением когнитивных функций или деменцией, эти результаты особенно важны. Они предполагают, что регулярная физическая активность может быть ключевым фактором поддержания объема мозга и, как следствие, защиты от снижения когнитивных функций и деменции. Это согласуется с предыдущими исследованиями, указывающими на нейропротекторные преимущества физических упражнений, и предлагает нефармакологический подход к профилактике деменции.
«Это исследование демонстрирует влияние физических упражнений на визуализацию здоровья мозга, а в сочетании с другими исследованиями о роли диеты, снижения стресса и социальных связей мы предлагаем доказанные преимущества немедикаментозных модифицируемых факторов в существенном снижении заболеваемости болезнью Альцгеймера», — сказал Джордж Перри, главный редактор Journal of Alzheimer’s Disease.
«Благодаря комплексному сканированию изображений наше исследование подчеркивает взаимосвязанную синергию между телом и мозгом. Это отражает знания прошлых поколений, демонстрируя, что повышенная физическая активность является предиктором более здорового старения мозга», — добавил соавтор исследования Раджпол Аттаривала.
Несмотря на существенные результаты исследования, существуют ограничения, которые следует учитывать. Поперечный дизайн означает, что данные представляют собой моментальный снимок, а не отслеживают изменения в течение длительного периода. Кроме того, использование данных о физической активности, сообщаемых самими участниками, может привести к предвзятости, поскольку участники могут неточно помнить или сообщать о своих привычках в области физических упражнений. В исследовании также не учитывалась физическая активность в течение всей жизни, которая могла оказать значительное влияние на здоровье мозга.
Заглядывая в будущее, будущие исследования должны быть направлены на устранение этих ограничений. Лонгитюдные исследования, отслеживающие участников с течением времени, предоставят более точные доказательства долгосрочного воздействия физической активности на здоровье мозга. Более того, объективные показатели физической активности, такие как портативные фитнес-трекеры, могут предоставить более точные данные. Еще одним важным направлением исследований является изучение конкретных биологических механизмов, посредством которых физические упражнения влияют на здоровье мозга, что может привести к целенаправленным вмешательствам для профилактики деменции.
«Это исследование носит перекрестный характер, поэтому будущая работа должна учитывать продольные факторы», — сказал Раджи.
