Επιδράσεις της άσκησης στη μνήμη

Σχέση

Heisz J, Clark Ι, Bonin Κ, et αϊ. Οι επιδράσεις της σωματικής άσκησης και της γνωστικής κατάρτισης στη μνήμη και τους νευροτροφικούς παράγοντες.J Cogn Neurosci. 2017 · 29 (11): 1895-1907.

Σκοπός

Για να εξεταστεί οι επιπτώσεις της άσκησης σε σύγκριση με τη συνδυασμένη άσκηση και τη γνωστική κατάρτιση για να προσδιοριστεί εάν υπάρχουν συνεργιστικές επιδράσεις στη μνήμη στους ανθρώπους. Οι νευροτροφικοί παράγοντες που υποστηρίζουν την επιβίωση και τη λειτουργία των κυττάρων ιππόκαμπου μετρήθηκαν επίσης για να υποδηλώνουν πιθανούς μηχανισμούς για τις παρατηρούμενες μεταβολές της μνήμης.

Προσχέδιο

Μη τυχαία μελέτη παρέμβασης

Συμμέτοχος

95 Υγιείς νέοι ενήλικες ηλικίας 17 έως 30 ετών (58 γυναίκες, 37 άνδρες) που ασκούσαν εντατικά για λιγότερο ή ίσα με 1 ώρα την εβδομάδα κατά την έναρξη

παρέμβαση

Οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν 6 εβδομάδες είτε σωματικής άσκησης, συνδυασμένη φυσική και γνωστική εκπαίδευση είτε χωρίς εκπαίδευση (έλεγχος). Η κατάρτιση άσκησης περιελάμβανε 20 λεπτά εκπαίδευσης διαστήματος υψηλής έντασης περίπου τρεις φορές την εβδομάδα για 6 εβδομάδες (μέσος αριθμός συνεδριών άσκησης για την ομάδα άσκησης: 17 ± 1 SD). Η γνωστική εκπαίδευση αποτελείται από 20 λεπτά εκπαίδευσης με μια μηχανογραφημένη έκδοση της εργασίας μνήμης συγκέντρωσης περίπου 3 φορές την εβδομάδα για 6 εβδομάδες.

Οι παράμετροι μελέτης αξιολογήθηκαν

• Spitzensauerstoffverbrauch (VO₂ Peak), um zu beweisen, dass körperliches Training die aerobe Fitness verbessert.
• Kirwan und Starks Mnemonic Similarity Task (MST) zum Testen der Gedächtnisfunktion. Der MST testet das Gedächtnis von Bildern von Alltagsgegenständen, insbesondere das Hochinterferenzgedächtnis und die allgemeine Wiedererkennung. Ein hohes Interferenzgedächtnis wurde als voreingenommene Fähigkeit definiert, Köderartikel korrekt als „ähnlich“ zu identifizieren, und allgemeine Wiedererkennung wurde als voreingenommene Fähigkeit definiert, eine Wiederholung korrekt als „alt“ zu identifizieren.

Κύρια μέτρα έκβασης

• Maximaler Sauerstoffverbrauch am Ende der 6-wöchigen Übungsintervention; Teilnehmer mit VO₂ Peak > 4,6 ml/kg/min wurden als High-Responder und solche mit VO angesehen₂ Peaks < 4,6 ml/kg/min wurden als Low-Responder betrachtet.
• Verbesserung bei hochinterferenten und allgemeinen Erkennungsgedächtnisaufgaben von der Grundlinie bis zum Ende der 6-wöchigen Übungsintervention
• Veränderung der Serumspiegel von BDNF und IGF-1 vom Ausgangswert bis zum Ende der 6-wöchigen Intervention

Βασικές ιδέες

• Sowohl die reine Übungsgruppe als auch die kombinierte Übungs- und kognitive Trainingsgruppe hatten eine bessere High-Interferenz-Gedächtnisleistung als die Kontrollgruppe (P<0,05).
• Die BDNF- und IGF-1-Serumspiegel stiegen gegenüber dem Ausgangswert bei Personen signifikant an, die eine größere aerobe Anpassung an das körperliche Training zeigten (d. h. High-Responder; P<0,05).
• High-Response auf Bewegung, die auch kognitives Training erhielten, hatten eine bessere High-Interferenz-Gedächtnisleistung als diejenigen in der Nur-Übungs-Gruppe (P=0,037).

Πρακτικές συνέπειες

Η σωματική δραστηριότητα συνδέεται με βελτιώσεις στη γνωστική λειτουργία τόσο σε ζωικά όσο και σε ανθρώπινα μοντέλα. Στους ανθρώπους, ένας ενεργός τρόπος ζωής και η καρδιαγγειακή ικανότητα σχετίζονται με καλύτερη γνωστική λειτουργία σε γηρατειά.¹Άλλες μελέτες εγκάρσιας τομής έχουν διαπιστώσει ότι η αερόβια γυμναστική προβλέπει καλύτερη απόδοση μνήμης σε καθυστερημένες εργασίες ελεύθερης ανάκλησης,²σχεσιακή μνήμη,³και χωρική μάθηση.⁴

Ωστόσο, λίγες μελέτες έχουν εξετάσει τις συνδυασμένες επιδράσεις της άσκησης και της γνωστικής κατάρτισης στον άνθρωπο και αυτές περιορίστηκαν σε πληθυσμούς ηλικιωμένων ενηλίκων.^5.6

Ίσως το ερώτημα όταν πρόκειται για άσκηση θα πρέπει να είναι, "Τι είδους, ένταση και συχνότητα είναι ιδανική για τη βελτίωση της μνήμης;"

Τα ζωικά μοντέλα έχουν διαπιστώσει ότι η άσκηση προάγει τον πολλαπλασιασμό των νέων νευρώνων στην οδοντωτή έλικα του ιππόκαμπου, ενώ η γνωστική εκπαίδευση προάγει την επιβίωση και την ενσωμάτωση αυτών των νέων νευρώνων στο δίκτυο. Ο ιππόκαμπος συνδέεται κυρίως με τη μνήμη, ιδιαίτερα με τον σχηματισμό και την ανάκτηση των αναμνήσεων σύνθετων γεγονότων και επεισοδίων.⁷Αντίθετα, η οδοντωτή έλικα σχετίζεται με τις λεπτότερες λεπτομέρειες της μνήμης. Συγκεκριμένα, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην επίλυση παρεμβολών μεταξύ πολύ παρόμοιων πλαισίων.

Η μελέτη αυτή εξετάζει τις επιπτώσεις της άσκησης σε σύγκριση με τη συνδυασμένη άσκηση και τη γνωστική κατάρτιση για να διαπιστωθεί εάν υπάρχουν συνεργιστικές επιδράσεις στη μνήμη σε νέους ενήλικες. Η μελέτη αυτή αξιολόγησε επίσης την επίδραση της άσκησης στην αερόβια ικανότητα και στους νευροτροφικούς παράγοντες ορού BDNF και IGF-1.

Μελέτες έχουν δείξει ότι οι συσχετίσεις μεταξύ της υψηλότερης αερόβιας ικανότητας και της καλύτερης απόδοσης της μνήμης μπορούν να ενισχυθούν αυξάνοντας τους νευροτροφικούς παράγοντες. Οι IGF-1 και BDNF είναι και τα δύο γνωστό ότι επηρεάζουν τη νευρογένεση και την πλαστικότητα μέσω παρόμοιων οδών σηματοδότησης.⁸Ο νευροτροφικός παράγοντας που προέρχεται από τον εγκέφαλο βοηθά τον εγκέφαλο να σχηματίσει νέες συνδέσεις, να επισκευάσει ελαττωματικά κύτταρα του εγκεφάλου και να προστατεύει τα υγιή εγκεφαλικά κύτταρα. Έχει επίσης αποδειχθεί ότι ρυθμίζει τη συναπτική πλαστικότητα, η οποία είναι απαραίτητη για τη μνήμη υψηλής παρεμβολής.⁹Επιπλέον, ο IGF-1-ένα γνωστό ισχυρό ερέθισμα για την αγγειογένεση-αυξάνεται με άσκηση και πιστεύεται ότι δρα ως ανάντη μεσολαβητής για να αυξήσει την παραγωγή του BDNF στον ιππόκαμπο.⁷

Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι οι υψηλοί ανταποκρινόμενοι στην άσκηση στη συνδυασμένη ομάδα κατάρτισης είχαν καλύτερη απόδοση μνήμης υψηλής παρεμβολής από ό, τι οι υψηλοί ανταποκριτές στην άσκηση που έλαβαν μόνο κατάρτιση άσκησης. Επιπλέον, οι υψηλοί ανταποκριτές είχαν επίσης υψηλότερα επίπεδα BDNF και IGF-1. Ως εκ τούτου, οι συγγραφείς υποδεικνύουν ότι η πρόσθετη μνήμη επωφελείται από τη γνωστική κατάρτιση μπορεί να απαιτεί τη διαθεσιμότητα νευροτροφικών παραγόντων. Ωστόσο, αυτό πρέπει να ερμηνευτεί με προσοχή. Η μελέτη διαπίστωσε ότι τα επίπεδα ορού των νευροτροφικών παραγόντων BDNF και IGF-1 δεν επηρεάστηκαν από άσκηση ή συνδυασμένες παρεμβάσεις σε επίπεδο ομάδας. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα δεδομένα σε προηγούμενα ζωικά μοντέλα.^10-12

Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η δυνατότητα συνεργιστικών επιπτώσεων του συνδυασμού της άσκησης και της γνωστικής κατάρτισης μπορεί να εξαρτάται από τα αερόβια κέρδη φυσικής κατάστασης και τη διαθεσιμότητα για την παραγωγή νευροτροφικών παραγόντων.

Παρόλο που η μελέτη αυτή υπογραμμίζει τη σημασία των προσαρμογών αερόβιας φυσικής κατάστασης, αυτή είναι μόνο μία από τις πολλές διαφορετικές φυσιολογικές προσαρμογές που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της άσκησης που θα μπορούσαν να συμβάλουν στις επιπτώσεις στη μνήμη. Ίσως το ερώτημα σχετικά με την άσκηση πρέπει να είναι: "Τι είδους, ένταση και συχνότητα είναι ιδανικό για τη βελτίωση της μνήμης; Ειδικά η ικανότητα παραγωγής νευροτροφικών παραγόντων".