آیا تمرین‌های ورزشی برای مغز مفید هستند؟
مطلب ارائه‌شده، ترجمه گزارش منتشرشده در وب‌سایت اخبار نوروساینس و همچنین فرازی از مصاحبه با پژوهشگر ارشد این گزارش است که در وب‌سایت بیزینس اینسایدر منتشر شده است.
در بهار ۲۰۱۷، در مجله «برین پلاستیسیتی» مروری بر اثرات فعالیت بدنی قدرتی بر مغز منتشر شد. در این بررسی، محققان نه‌تنها چکیده اثرات شناختی و رفتاری در نتیجه یک بار تمرین ورزشی را ارائه دادند، بلکه همچنین داده‌های به‌دست‌آمده از تعداد قابل‌توجهی از مطالعه‌های نوروشیمیایی و نوروفیزیولوژیکی انجام‌شده را خلاصه کردند که نشان می‌دهد گستره وسیعی از مغز انسان‌ها و حیوان‌ها در نتیجه یک تمرین فیزیکی تغییر می‌کند (به‌عنوان نمونه ورزش قدرتی). درحال‌حاضر، اقبال بسیار زیادی نسبت به اثرات مفید تمرین‌های ایروبیک روی گستره وسیعی از عملکردهای مغز شامل حال روحی، حافظه، توجه، زمان‌های عکس‌العمل/حرکتی و حتی خلاقیت وجود دارد. درک اثرات فوری یک تمرین ورزشی مرحله نخست برای پاسخ به این پرسش است که چگونه ممکن است اثرات مثبت تمرینات ورزشی که در گذر زمان به دست می‌آیند، سبب تغییرات درازمدت در مدارهای مغزی مشخص شوند. پژوهشگر ارشد، «وندی سوزوکی» دکترا و پروفسور علوم اعصاب و روان‌شناسی در مرکز علوم اعصاب در دانشگاه نیویورک می‌گوید: «درحال‌حاضر، دخالت‌دادن تمرین‌های ورزشی برای طرح و فکرکردن درباره هر چیزی کمک‌کننده است؛ از نارسایی‌های
شناختی در پیرشدن نرمال و نارسایی شناختی حداقلی گرفته تا بیماری آلزایمر، کاهش‌های حرکتی در بیماری پارکینسون و حالت‌های روحی در افسردگی. مروری بر بررسی‌های گذشته، برجسته‌کننده مکانیسم‌ها و مسیرهای عصبی است که به‌وسیله تمرین ورزشی، ممکن است اثرات بالینی مرتبط با این مکانیسم‌ها و مسیرها تولید شوند».
محققان خلاصه‌ای از یک مجموعه وسیع و در حال رشد از تحقیقات را ارائه دادند که در آن تغییرهای رخ‌داده پس از یک جلسه فعالیت جسمی در سطح رفتاری/شناختی، نوروفیزیولوژیکی و نوروشیمیایی در انسان‌ها و حیوان‌ها مورد مطالعه قرار گرفته بودند. در این خلاصه، مروری بر تصویربرداری مغزی و مطالعه‌های الکتروفیزیولوژیکی شامل الکتروانسفلاگرافی، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی، اسپکتروسکوپی نزدیک مادون قرمز عملکردی و تحریک مغناطیسی ترانس کرینیال انجام گرفت. سپس مطالعه‌های نوروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت؛ [شامل سوخت و ساخت لاکتیت، گلوتامیت و گلوتامین، اثرات ترشح هورمون کورتیزول روی محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال و نوروتروفین‌ها مانند فاکتور نوروتروفیک نشئت‌گرفته از مغز، فاکتور یک رشد انسولین‌مانند و فاکتور رشد اندوتلیال عروقی]. به‌علاوه، مطالعه‌های انجام‌شده درباره انتقال‌دهنده‌های عصبی مونوآمین‌ها (مانند دوپامین، سرتونین، اپی‌نفرین و نوراپی‌نفرین)، استیل کولین، گلوتامیت و اسید گاما-آمینوبوتیریک بررسی شدند. همچنین مروری بر تحقیقات انجام‌شده مرتبط با کنترل‌کننده‌های عصبی مانند اپیویید اندوژنس و اندوکانا بینویید انجام گرفت.
مرور و بررسی‌های انجام‌شده بر سه
نتیجه‌گیری اصلی دلالت داشتند:
1- باثبات‌ترین اثرات رفتاری در نتیجه تمرین ورزشی قدرتی شامل بهبود عملکرد کنترلی، بالارفتن حال روحی و کاهش میزان استرس گزارش شدند.
2- تغییرات نوروشیمیایی و نوروفیزیولوژیکی مشاهده‌شده بعد از تمرین ورزشی نشان‌دهنده فعال‌شدن مناطق وسیعی از مغز و سیستم‌های
مغزی بودند.
۳- تغییرهای نوروشیمیایی مرکزی پس از ورزش قدرتی به‌تفصیل در جوندگان بررسی و توضیح داده شده است، درحالی‌که تغییرهای رفتاری پس از ورزش قدرتی در انسان‌ها به‌طور عمده توضیح داده شده است. یکی از بزرگ‌ترین سؤال‌های مطرح‌شده در این زمینه چگونگی برقرارکردن پل میان این دو نوع از یافته‌هاست. برداشتن این شکاف بستر مهمی برای مطالعه‌های آینده خواهد بود.
نویسنده همکار این گزارش، دکتر«جولیا باسو»، محقق در مرکز علوم اعصاب در نیویورک می‌گوید: «مرور بر مطالعه‌های گذشته به‌طور واضح نشان می‌دهند که تمرین ورزشی قدرتی اثرات عمیقی روی شیمی و روان‌شناسی مغز دارد که دارای پیامدهای مهمی برای پیشرفت از بُعد شناختی در جمعیت‌های سالم و درمان علائم در جمعیت‌های بالینی است». دکتر«سوزوکی» می‌گوید که پیشگامانه‌ترین تحقیقش زمانی آغاز شد که او ۱۱ کیلوگرم اضافه‌وزن داشت. زمانی که او ورزش‌کردن را آغاز کرد، متوجه این تغییر شد که تمرین ورزشی بیشتر و در نتیجه اندورفین حاصل از آن به تمرکز و حس خوشحال‌ترشدن او کمک کرده است. آن مشاهدات، او را به سمت تحقیق در زمینه اثرات ورزش منظم روی افزایش بازدهی کاری و حال بهتر روحی سوق داد. این محقق در ادامه توضیح می‌دهد که برای کمک به مردم به منظور اینکه فرایند پیری بهتری را تجربه و هوشیارانه‌تر ورزش کنند، او در حال توسعه نوعی فرمول ورزشی است که بتواند متناسب با مغز هر فرد عمل کند، همان‌طور که برای ذهن هر شخصی آموزش فردی متناسب با آن شخص توصیه می‌شود. درنهایت هدف سوزوکی به‌وجودآوردن نسخه ورزشی فردی است. او می‌گوید که راهکارها با درنظرگرفتن جزئیات،
مانند زمان، مدت و چگونگی ورزش‌کردن از هر فردی به فرد دیگر تغییر می‌کند. مطالعات گذشته نشان می‌دهند عادت‌های ورزشی از تمرین‌های ایروبیک افزایش‌دهنده ضربان قلب گرفته تا وزنه‌برداری و مراقبت‌های ذهنی مانند مدیتیشن، هر کدام برای شرایط متفاوتی کمک‌کننده هستند. برای مثال مشاهده شده که فعالیت‌های ایروبیک (که سبب حمل اکسیژن تازه به ماهیچه‌های شما و دورکردن اسید لاکتیک و دی‌اکسید کربن تجمع‌یافته در آنها می‌شود) برای کاهش مشکلات فکرکردن و حافظه (از عوارض شیمی‌درمانی) در افرادی که از سرطان پستان نجات یافته‌اند، کمک‌کننده بوده است. همچنین این نوع از فعالیت جسمی سبب افزایش مولکول‌های پاداش دوپامین و ضدافسردگی سرتونین می‌شود، این اثر برای مدت دو ساعت بعد از تمرین ورزشی دوام دارد.
یوگا برای درمان بیمارانی که در نبرد با اختلال استرس پس از سانحه هستند دارای اثرات درمانی است، این در حالی است که دوچرخه‌سواری به بچه‌هایی که دچار اختلال بیش‌فعالی-کاستی توجه هستند، حس آرامش می‌دهد. اما برای مثال، می‌توان پرسید که بهترین رموز تمرین ورزشی برای یک مرد مجرد در دهه ۳۰سالگی یا مادر دو فرزند در دهه ۴۰سالگی او چیست؟
سوزوکی می‌گوید او در حال بررسی داده‌های اولیه براساس الگوهای ورزشی و عملکرد شناختی به‌دست‌آمده از برنامه‌های تناسب اندام تلفن‌های هوشمند و آزمون‌های شناختی از افرادی است که با استفاده از تلفن‌های هوشمند این داده‌ها را برای بررسی قابل دسترس کرده‌اند. ایده مورد نظر این است که با بررسی این نوع از داده‌ها، به این آگاهی دست یافته شود که چگونه مغز افراد مختلف به انواع مختلف برنامه‌های تناسب اندام پاسخ می‌دهد. این محقق اضافه می‌کند که او متوجه چیزی شده است که آگاهی‌بخش مطالعات آینده او برای سالیان در پیش‌روست: «فواید تمرین ورزشی فقط به ماهیچه‌ها و سوخت‌وساز محدود نمی‌شود. فعالیت جسمی دگرگون‌کننده‌ترین چیزی است که شما می‌توانید برای بدن‌تان انجام دهید، یک تمرین می‌تواند توانایی شما برای تغییر و توجه متمرکز را بهبود بخشد». ورزش منظم همچنین سبب ساخت سلول‌های جدید در هیپوکامپ می‌شود. این ساختار در مغز دارای نقش مهمی در حافظه کوتاه‌مدت و بلندمدت بوده و همچنین به جهت‌یابی و فکرکردن درباره آینده کمک می‌کند. با افزایش سن، لوب پیشانی و هیپوکامپ در مغز دچار تخریب می‌شوند، اما سوزوکی باور دارد این روند نزولی با برنامه خاص
ورزشی (برنامه‌ای که به‌طور خاص برای مغز در حال پیرشدن ساخته شود) می‌تواند کند شده و بهبود یابد. چشم‌انداز این محقق این است که دقیقا همان‌طور که یک بدنساز می‌داند که چگونه روی ماهیچه‌های بالای بازو یا شانه تمرکز کند، به‌زودی ما قادر خواهیم بود که تمرین ورزشی متناسب برای کمک به هیپوکامپ و لوب پیشانی مغزمان را طراحی کنیم.
مطلب ارائه‌شده، ترجمه گزارش منتشرشده در وب‌سایت اخبار نوروساینس و همچنین فرازی از مصاحبه با پژوهشگر ارشد این گزارش است که در وب‌سایت بیزینس اینسایدر منتشر شده است.
در بهار ۲۰۱۷، در مجله «برین پلاستیسیتی» مروری بر اثرات فعالیت بدنی قدرتی بر مغز منتشر شد. در این بررسی، محققان نه‌تنها چکیده اثرات شناختی و رفتاری در نتیجه یک بار تمرین ورزشی را ارائه دادند، بلکه همچنین داده‌های به‌دست‌آمده از تعداد قابل‌توجهی از مطالعه‌های نوروشیمیایی و نوروفیزیولوژیکی انجام‌شده را خلاصه کردند که نشان می‌دهد گستره وسیعی از مغز انسان‌ها و حیوان‌ها در نتیجه یک تمرین فیزیکی تغییر می‌کند (به‌عنوان نمونه ورزش قدرتی). درحال‌حاضر، اقبال بسیار زیادی نسبت به اثرات مفید تمرین‌های ایروبیک روی گستره وسیعی از عملکردهای مغز شامل حال روحی، حافظه، توجه، زمان‌های عکس‌العمل/حرکتی و حتی خلاقیت وجود دارد. درک اثرات فوری یک تمرین ورزشی مرحله نخست برای پاسخ به این پرسش است که چگونه ممکن است اثرات مثبت تمرینات ورزشی که در گذر زمان به دست می‌آیند، سبب تغییرات درازمدت در مدارهای مغزی مشخص شوند. پژوهشگر ارشد، «وندی سوزوکی» دکترا و پروفسور علوم اعصاب و روان‌شناسی در مرکز علوم اعصاب در دانشگاه نیویورک می‌گوید: «درحال‌حاضر، دخالت‌دادن تمرین‌های ورزشی برای طرح و فکرکردن درباره هر چیزی کمک‌کننده است؛ از نارسایی‌های
شناختی در پیرشدن نرمال و نارسایی شناختی حداقلی گرفته تا بیماری آلزایمر، کاهش‌های حرکتی در بیماری پارکینسون و حالت‌های روحی در افسردگی. مروری بر بررسی‌های گذشته، برجسته‌کننده مکانیسم‌ها و مسیرهای عصبی است که به‌وسیله تمرین ورزشی، ممکن است اثرات بالینی مرتبط با این مکانیسم‌ها و مسیرها تولید شوند».
محققان خلاصه‌ای از یک مجموعه وسیع و در حال رشد از تحقیقات را ارائه دادند که در آن تغییرهای رخ‌داده پس از یک جلسه فعالیت جسمی در سطح رفتاری/شناختی، نوروفیزیولوژیکی و نوروشیمیایی در انسان‌ها و حیوان‌ها مورد مطالعه قرار گرفته بودند. در این خلاصه، مروری بر تصویربرداری مغزی و مطالعه‌های الکتروفیزیولوژیکی شامل الکتروانسفلاگرافی، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی، اسپکتروسکوپی نزدیک مادون قرمز عملکردی و تحریک مغناطیسی ترانس کرینیال انجام گرفت. سپس مطالعه‌های نوروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت؛ [شامل سوخت و ساخت لاکتیت، گلوتامیت و گلوتامین، اثرات ترشح هورمون کورتیزول روی محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال و نوروتروفین‌ها مانند فاکتور نوروتروفیک نشئت‌گرفته از مغز، فاکتور یک رشد انسولین‌مانند و فاکتور رشد اندوتلیال عروقی]. به‌علاوه، مطالعه‌های انجام‌شده درباره انتقال‌دهنده‌های عصبی مونوآمین‌ها (مانند دوپامین، سرتونین، اپی‌نفرین و نوراپی‌نفرین)، استیل کولین، گلوتامیت و اسید گاما-آمینوبوتیریک بررسی شدند. همچنین مروری بر تحقیقات انجام‌شده مرتبط با کنترل‌کننده‌های عصبی مانند اپیویید اندوژنس و اندوکانا بینویید انجام گرفت.
مرور و بررسی‌های انجام‌شده بر سه
نتیجه‌گیری اصلی دلالت داشتند:
1- باثبات‌ترین اثرات رفتاری در نتیجه تمرین ورزشی قدرتی شامل بهبود عملکرد کنترلی، بالارفتن حال روحی و کاهش میزان استرس گزارش شدند.
2- تغییرات نوروشیمیایی و نوروفیزیولوژیکی مشاهده‌شده بعد از تمرین ورزشی نشان‌دهنده فعال‌شدن مناطق وسیعی از مغز و سیستم‌های
مغزی بودند.
۳- تغییرهای نوروشیمیایی مرکزی پس از ورزش قدرتی به‌تفصیل در جوندگان بررسی و توضیح داده شده است، درحالی‌که تغییرهای رفتاری پس از ورزش قدرتی در انسان‌ها به‌طور عمده توضیح داده شده است. یکی از بزرگ‌ترین سؤال‌های مطرح‌شده در این زمینه چگونگی برقرارکردن پل میان این دو نوع از یافته‌هاست. برداشتن این شکاف بستر مهمی برای مطالعه‌های آینده خواهد بود.
نویسنده همکار این گزارش، دکتر«جولیا باسو»، محقق در مرکز علوم اعصاب در نیویورک می‌گوید: «مرور بر مطالعه‌های گذشته به‌طور واضح نشان می‌دهند که تمرین ورزشی قدرتی اثرات عمیقی روی شیمی و روان‌شناسی مغز دارد که دارای پیامدهای مهمی برای پیشرفت از بُعد شناختی در جمعیت‌های سالم و درمان علائم در جمعیت‌های بالینی است». دکتر«سوزوکی» می‌گوید که پیشگامانه‌ترین تحقیقش زمانی آغاز شد که او ۱۱ کیلوگرم اضافه‌وزن داشت. زمانی که او ورزش‌کردن را آغاز کرد، متوجه این تغییر شد که تمرین ورزشی بیشتر و در نتیجه اندورفین حاصل از آن به تمرکز و حس خوشحال‌ترشدن او کمک کرده است. آن مشاهدات، او را به سمت تحقیق در زمینه اثرات ورزش منظم روی افزایش بازدهی کاری و حال بهتر روحی سوق داد. این محقق در ادامه توضیح می‌دهد که برای کمک به مردم به منظور اینکه فرایند پیری بهتری را تجربه و هوشیارانه‌تر ورزش کنند، او در حال توسعه نوعی فرمول ورزشی است که بتواند متناسب با مغز هر فرد عمل کند، همان‌طور که برای ذهن هر شخصی آموزش فردی متناسب با آن شخص توصیه می‌شود. درنهایت هدف سوزوکی به‌وجودآوردن نسخه ورزشی فردی است. او می‌گوید که راهکارها با درنظرگرفتن جزئیات،
مانند زمان، مدت و چگونگی ورزش‌کردن از هر فردی به فرد دیگر تغییر می‌کند. مطالعات گذشته نشان می‌دهند عادت‌های ورزشی از تمرین‌های ایروبیک افزایش‌دهنده ضربان قلب گرفته تا وزنه‌برداری و مراقبت‌های ذهنی مانند مدیتیشن، هر کدام برای شرایط متفاوتی کمک‌کننده هستند. برای مثال مشاهده شده که فعالیت‌های ایروبیک (که سبب حمل اکسیژن تازه به ماهیچه‌های شما و دورکردن اسید لاکتیک و دی‌اکسید کربن تجمع‌یافته در آنها می‌شود) برای کاهش مشکلات فکرکردن و حافظه (از عوارض شیمی‌درمانی) در افرادی که از سرطان پستان نجات یافته‌اند، کمک‌کننده بوده است. همچنین این نوع از فعالیت جسمی سبب افزایش مولکول‌های پاداش دوپامین و ضدافسردگی سرتونین می‌شود، این اثر برای مدت دو ساعت بعد از تمرین ورزشی دوام دارد.
یوگا برای درمان بیمارانی که در نبرد با اختلال استرس پس از سانحه هستند دارای اثرات درمانی است، این در حالی است که دوچرخه‌سواری به بچه‌هایی که دچار اختلال بیش‌فعالی-کاستی توجه هستند، حس آرامش می‌دهد. اما برای مثال، می‌توان پرسید که بهترین رموز تمرین ورزشی برای یک مرد مجرد در دهه ۳۰سالگی یا مادر دو فرزند در دهه ۴۰سالگی او چیست؟
سوزوکی می‌گوید او در حال بررسی داده‌های اولیه براساس الگوهای ورزشی و عملکرد شناختی به‌دست‌آمده از برنامه‌های تناسب اندام تلفن‌های هوشمند و آزمون‌های شناختی از افرادی است که با استفاده از تلفن‌های هوشمند این داده‌ها را برای بررسی قابل دسترس کرده‌اند. ایده مورد نظر این است که با بررسی این نوع از داده‌ها، به این آگاهی دست یافته شود که چگونه مغز افراد مختلف به انواع مختلف برنامه‌های تناسب اندام پاسخ می‌دهد. این محقق اضافه می‌کند که او متوجه چیزی شده است که آگاهی‌بخش مطالعات آینده او برای سالیان در پیش‌روست: «فواید تمرین ورزشی فقط به ماهیچه‌ها و سوخت‌وساز محدود نمی‌شود. فعالیت جسمی دگرگون‌کننده‌ترین چیزی است که شما می‌توانید برای بدن‌تان انجام دهید، یک تمرین می‌تواند توانایی شما برای تغییر و توجه متمرکز را بهبود بخشد». ورزش منظم همچنین سبب ساخت سلول‌های جدید در هیپوکامپ می‌شود. این ساختار در مغز دارای نقش مهمی در حافظه کوتاه‌مدت و بلندمدت بوده و همچنین به جهت‌یابی و فکرکردن درباره آینده کمک می‌کند. با افزایش سن، لوب پیشانی و هیپوکامپ در مغز دچار تخریب می‌شوند، اما سوزوکی باور دارد این روند نزولی با برنامه خاص
ورزشی (برنامه‌ای که به‌طور خاص برای مغز در حال پیرشدن ساخته شود) می‌تواند کند شده و بهبود یابد. چشم‌انداز این محقق این است که دقیقا همان‌طور که یک بدنساز می‌داند که چگونه روی ماهیچه‌های بالای بازو یا شانه تمرکز کند، به‌زودی ما قادر خواهیم بود که تمرین ورزشی متناسب برای کمک به هیپوکامپ و لوب پیشانی مغزمان را طراحی کنیم.