Гормон хорошего самочувствия, вырабатываемый во время тренировки, может повысить производительность мозга
Исследователи выяснили, почему когнитивные способности улучшаются после тренировки: вырабатывается гормон хорошего самочувствия и нейротрансмиттер дофамин.
Ученые обнаружили, что физические упражнения высвобождают дофамин, что приводит к соответствующему сокращению времени реакции, и говорят, что физические упражнения могут быть эффективным средством лечения таких состояний, как депрессия, СДВГ и болезнь Паркинсона, где дофамин играет ключевую роль.
Хорошо известно, что физические упражнения улучшают когнитивные функции и производительность, включая время реакции. Однако точный физиологический механизм, лежащий в основе этого улучшения, связанного с физическими упражнениями, до сих пор остается неясным.
Теперь исследование, проведенное учеными из Портсмутского университета и изучающее, как физические упражнения приводят к улучшению времени реакции, дало ответ: дофамин.
«Используя новые методы визуализации мозга, мы смогли изучить роль дофамина в улучшении функций мозга во время физических упражнений, и результаты действительно многообещающие», — сказал Джо Костелло, один из соавторов исследования. «Наше нынешнее исследование показывает, что этот гормон является важным нейромодулятором, улучшающим время реакции».
Дофамин — это нейромедиатор, который обычно называют гормоном «хорошего самочувствия» из-за его роли в обеспечении удовольствия, удовлетворения и мотивации.
Нарушение его регуляции связано с такими состояниями, как болезнь Паркинсона, депрессия, шизофрения, зависимость и СДВГ (Синдром дефицита внимания и гиперактивности). Исследователи измерили высвобождение дофамина в мозге с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), в которой используется радиоактивный препарат, называемый индикатором, для отслеживания метаболической и биохимической активности клеток в организме.
Исследователи провели три эксперимента. Первый был разработан для оценки влияния произвольных упражнений на время реакции. Шестнадцать здоровых мужчин средним возрастом 22 года выполнили когнитивное задание на измерение времени реакции и либо катались на велосипеде на эргометре, либо отдыхали во время прохождения ПЭТ. Второй эксперимент проверял, влияют ли непроизвольные упражнения на время реакции. Восемнадцать здоровых мужчин средним возрастом 23 года выполнили когнитивное задание либо с электростимуляцией мышц (EMS, либо без нее. В третьем эксперименте 22 здоровых мужчины средним возрастом 23 года выполнили когнитивное задание и комбинацию ЭМС (непроизвольной) и физических упражнений (произвольных) в виде умеренного сгибания рук или без нагрузки с использованием велоэргометра.
Исследователи заметили, что при произвольных упражнениях время реакции уменьшилось, но не изменилось в группе отдыха. ПЭТ-сканирование показало, что при резкой физической нагрузке высвобождается дофамин, и что степень высвобождения не различается между левым и правым хвостатым ядром и скорлупой — обеими областями мозга, богатыми дофаминовыми путями.
Когда мы даем себе команду на движение мышц во время тренировки, именно этот процесс способствует высвобождению дофамина в мозге
Когда упражнения были непроизвольными (только EMS), время реакции не влияло. Время реакции уменьшалось, когда EMS сочеталось с умеренными упражнениями на руки, но не когда оно сочеталось с упражнениями без нагрузки.
«Мы хотели исключить произвольные движения мышц для части исследования, чтобы увидеть, присутствует ли процесс, в котором интенсивные упражнения улучшают когнитивные функции, во время искусственных упражнений», — сказал Соичи Андо, ведущий и соавтор. «Но наши результаты показывают, что упражнение должно основываться на центральных сигналах мозга, а не только на самих мышцах. Это говорит о том, что когда мы даем себе команду на движение мышц во время тренировки, именно этот процесс способствует высвобождению дофамина в мозге».
«Эти последние результаты подтверждают нашу предыдущую теорию о том, что на когнитивные способности во время упражнений влияют изменения в гормонах, регулирующих работу мозга, включая дофамин», — говорят ученые. «Также может иметь значение ряд других психофизиологических факторов, включая мозговой кровоток, возбуждение и мотивацию».
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять механизм, связывающий дофамин с когнитивными способностями после тренировки.
Исследователи также отмечают некоторые ограничения текущего исследования, в том числе небольшой размер выборки и то, что все участники были молодыми мужчинами. Будущие исследования должны быть более масштабными и охватывать широкий круг групп населения, включая женщин и пожилых людей, в течение более длительного периода.
Тем не менее результаты показывают, что назначение физических упражнений является жизнеспособной терапией состояний, в которых дофамин играет ключевую роль, таких как болезнь Паркинсона, шизофрения, СДВГ, зависимость и депрессия.
Исследование было опубликовано в Журнале физиологии.