Даже короткая физическая нагрузка способна почти мгновенно изменить работу мозга. Новое исследование показало, что всего одна 20-минутная тренировка запускает всплеск особых нейронных сигналов, связанных с памятью и обучением.
Работу провели исследователи Университета Айовы (University of Iowa). Результаты опубликованы в научном журнале Brain Communications.
Учёные впервые увидели этот процесс в человеческом мозге
Учёные давно знают, что физическая активность улучшает память и когнитивные функции. Однако до сих пор не удавалось напрямую увидеть, что происходит в мозге сразу после тренировки.
В новом исследовании исследователи использовали внутричерепную электроэнцефалографию (iEEG) — метод, при котором электроды располагаются непосредственно в мозге.
Такая возможность появилась благодаря участию 14 пациентов с эпилепсией, которым электроды уже были имплантированы в рамках клинического лечения.
Это позволило впервые зафиксировать работу отдельных нейронных сетей у людей во время и после физической нагрузки.
20 минут на велотренажёре меняют активность мозга
Участники эксперимента выполняли простую тренировку:
- короткая разминка
- 20 минут езды на велотренажёре в умеренном темпе.
Активность мозга измеряли до и после тренировки.
Результаты показали заметное увеличение так называемых «рипплов» (ripples) — высокочастотных нейронных волн.
«Рипплы» — ключевой механизм памяти
Эти быстрые мозговые сигналы возникают в гиппокампе — области мозга, отвечающей за формирование и извлечение воспоминаний.
После тренировки учёные зафиксировали:
- увеличение числа рипплов в гиппокампе
- усиление связи между гиппокампом и корковыми зонами обучения и памяти.
По сути, физическая нагрузка активирует обмен информацией между центрами памяти и мышления.
Почему это важно для обучения
Рипплы считаются одним из основных механизмов, с помощью которых мозг:
- закрепляет новую информацию
- воспроизводит воспоминания
- укрепляет связи между нейронами.
Поэтому их усиление после тренировки может означать, что мозг становится более готовым к обучению.
По словам ведущего автора исследования Мишель Восс, даже один эпизод физической активности способен быстро изменить нейронные ритмы, связанные с когнитивными функциями.
Эффект наблюдается не только у пациентов
Хотя в исследовании участвовали пациенты с эпилепсией, полученные данные совпадают с результатами fMRI-исследований здоровых людей.
Это подтверждает, что подобная реакция мозга является универсальной для человека.
Быстрый «когнитивный буст»
Исследование показывает, что улучшение работы мозга не требует месяцев тренировок.
Даже 20 минут умеренной физической активности могут временно усилить нейронные процессы, отвечающие за память.
Это объясняет, почему физическая активность часто улучшает:
- концентрацию
- способность учиться
- скорость мышления.
Вывод
Новое исследование впервые показало на прямых нейронных записях, что одна тренировка способна мгновенно активировать мозговые сети памяти.
Физическая активность запускает всплеск высокочастотных нейронных волн, которые усиливают связь между гиппокампом и корой мозга — тем самым подготавливая мозг к более эффективному обучению и запоминанию информации.
Источник
“Exercise enhances hippocampal-cortical ripple interactions in the human brain” by Araceli R. Cardenas, Juan F. Ramirez-Villegas, Christopher K. Kovach, Phillip E. Gander, Rachel C. Cole, Andrew J. Grossbach, Hiroto Kawasaki, Jeremy D. W. Greenlee, Matthew A. Howard, Kirill V. Nourski, Matthew I. Banks, and Michelle W. Voss.. Brain Communications