20 minut zmienia wszystko. Odkryto, co dzieje się w mózgu tuż po treningu

Wyniki badania opublikowano na łamach czasopisma "Brain Communications". Zdaniem autorów to jeden z pierwszych bezpośrednich dowodów pokazujących, jak aktywność fizyczna wpływa na funkcje poznawcze na poziomie neuronów.

Od lat wiadomo, że różne strategie wspierania pamięci często koncentrują się na rozwiązywaniu łamigłówek, uczeniu się nowych umiejętności czy stymulowaniu konkretnych obszarów mózgu. Szczególnie ważną rolę odgrywa tu hipokamp, czyli struktura odpowiedzialna m.in. za przekształcanie nowych doświadczeń w pamięć długotrwałą.

Do tej pory jednak mechanizm stojący za korzystnym wpływem ruchu na pamięć nie był do końca jasny. Wcześniejsze badania na zwierzętach pokazywały, że w hipokampie pojawiają się charakterystyczne "fale" aktywności neuronalnej związane z zapamiętywaniem informacji. U ludzi nie udało się tego wcześniej jednoznacznie potwierdzić, jednak nowe badanie sugeruje, że aktywność fizyczna może właśnie takie fale wywoływać.

Zespół badaczy wykorzystał rzadko stosowaną w takich eksperymentach metodę znaną jako elektroencefalografia wewnątrzczaszkowa. Technika ta, zazwyczaj stosowana do monitorowania ciężkiej padaczki, pozwala bardzo precyzyjnie rejestrować aktywność neuronów. Jak wyjaśnia współautor badania, Juan Ramirez-Villegas z Hiszpańskiej Rady ds. Badań Naukowych oraz Uniwersytetu Miguela Hernándeza w Elche, elektrody umieszczone w mózgu pozwalają obserwować skoordynowaną aktywność grup neuronów z dużą dokładnością.

– Dzięki temu możemy zobaczyć krótkie epizody zsynchronizowanej aktywności neuronowej, czyli tzw. fale, które uważa się za kluczowe dla procesów pamięciowych – tłumaczy naukowiec.

Tak szczegółowe dane są trudne do uzyskania w klasycznych badaniach obrazowych mózgu, takich jak rezonans magnetyczny.

W badaniu wzięło udział 14 osób w wieku od 17 do 50 lat. Byli to pacjenci leczeni z powodu padaczki, u których elektrody w mózgu zostały wszczepione w ramach diagnostyki medycznej. Uczestnicy wykonywali 20-minutową sesję ćwiczeń na rowerze stacjonarnym w umiarkowanym tempie. Naukowcy rejestrowali aktywność ich mózgów zarówno przed wysiłkiem, jak i po jego zakończeniu. Rezultat okazał się wyraźny. Po treningu badacze zaobserwowali znaczący wzrost aktywności fal o wysokiej częstotliwości w hipokampie. Co więcej, sygnały te zaczynały rozprzestrzeniać się także na inne obszary mózgu odpowiedzialne za przetwarzanie i przywoływanie informacji.

Zdarzenia falowe w mózgu można porównać do krótkich impulsów intensywnej, zsynchronizowanej aktywności neuronów. Eksperci często opisują je jako coś w rodzaju szybkiego transferu danych w układzie nerwowym. W praktyce oznacza to, że mózg w takich momentach niejako "przegląda" świeże doświadczenia i porządkuje informacje, aby zapisać je w pamięci długotrwałej.

Zdaniem badaczy można je postrzegać jako momenty, w których mózg szybko przetwarza niedawne doświadczenia i przekształca je w trwałe wspomnienia. Co ciekawe, badanie wykazało także zależność między intensywnością wysiłku a reakcją mózgu. Osoby, które podczas ćwiczeń osiągały wyższe tętno, miały po treningu silniejszą aktywność falową.

Zdaniem naukowców odkrycie może pomóc wyjaśnić, dlaczego aktywność fizyczna często poprawia zdolność koncentracji i zapamiętywania informacji. Jeśli ćwiczenia zwiększają aktywność falową w hipokampie, mózg może efektywniej komunikować się z innymi obszarami odpowiedzialnymi za uczenie się. To z kolei może przekładać się na lepsze kodowanie nowych informacji oraz ich późniejsze przypominanie.

Co więcej, poprzednie badania wykazały, że regularna aktywność fizyczna może poprawić pamięć w różnych grupach wiekowych i może pomóc chronić przed pogorszeniem funkcji poznawczych. Niektóre badania sugerują również, że korzyści poznawcze płynące z ćwiczeń mogą utrzymywać się przez wiele godzin, a nawet do następnego dnia.

Autorzy badania zaznaczają jednak, że wyniki należy interpretować ostrożnie. Eksperyment przeprowadzono na niewielkiej grupie osób z padaczką, dlatego nie musi on w pełni odzwierciedlać reakcji mózgu w całej populacji. Jednocześnie uzyskane wyniki są zgodne z wcześniejszymi obserwacjami z badań obrazowych prowadzonych u zdrowych dorosłych. Kolejnym krokiem będzie sprawdzenie, czy zmiany w aktywności neuronów rzeczywiście przekładają się na mierzalną poprawę pamięci w testach poznawczych.

Jedno jest jednak coraz bardziej pewne – ruch wspiera nie tylko serce i mięśnie, ale także mózg. A jak pokazują najnowsze dane, nawet krótki, 20-minutowy trening może pomóc przygotować go do efektywniejszej nauki i zapamiętywania informacji.