Как физические упражнения меняют работу мозга

Регулярные физические нагрузки давно считаются ключом к крепкому здоровью. Однако новые данные нейробиологии показывают: бег и другие тренировки перестраивают не только мышцы и сердце, но и сам мозг. Исследование, опубликованное в журнале Neuron, раскрывает неожиданный механизм роста выносливости.

Мозг включается в работу Команда под руководством нейробиолога Николас Бетли из Пенсильванский университет показала: по мере тренировок в мозге мышей усиливаются связи между определёнными нейронами. В результате эти клетки начинают активироваться быстрее, помогая организму лучше переносить физическую нагрузку.

По словам Бетли, раньше ученые рассматривали рост выносливости в основном как следствие изменений в мышцах, лёгких и сердце. «Вы выходите на пробежку — улучшается работа сердца, мышцы восстанавливаются. Но мы не ожидали, что мозг так активно координирует этот процесс», — отмечает исследователь. Где именно происходят изменения Учёные сосредоточились на вентромедиальном гипоталамусе — участке мозга, который регулирует:

аппетит; уровень сахара в крови; обмен веществ.

Особое внимание привлекли нейроны, вырабатывающие белок SF1 (steroidogenic factor 1). Ранее было известно: если у мышей удалить ген SF1, их выносливость падает.

В новом эксперименте исследователи наблюдали за мышами, бегавшими на дорожке, и обнаружили:

нейроны SF1 активируются во время нагрузки часть клеток «включается» уже после тренировки с каждой неделей занятий таких нейронов становится больше

Синапсы растут вместе с тренировками После трёх недель регулярного бега мозг животных заметно изменился.

Учёные зафиксировали:

повышение возбудимости нейронов SF1; удвоение числа возбуждающих синапсов; более лёгкий запуск нейронной активности.

Проще говоря, мозг тренированных мышей становился «настроенным» на физическую работу. Эксперимент с выключением нейронов Чтобы проверить роль этих клеток, исследователи применили оптогенетику — метод точечного управления нейронами с помощью света.

Когда нейроны SF1 искусственно отключали после тренировок:

мыши переставали прогрессировать быстрее уставали не наращивали выносливость

Это стало прямым доказательством: именно эти нейронные цепи помогают организму адаптироваться к нагрузкам. Мнение независимого эксперта Врач-исследователь Джеффри Зигман из Юго-Западный медицинский центр Техасского университета считает результаты очень важными.

По его словам, в мозге могут существовать и другие «центры выносливости», но работа Бетли:

подчёркивает ключевую роль нейронов SF1 показывает механизм роста физической формы объясняет, почему тренировки дают накопительный эффект

«Чем больше вы тренируетесь, тем больше возбуждающих синапсов формируется и тем выше ваша выносливость», — отмечает Зигман. Можно ли «прокачать» эти нейроны у человека В одном из самых интригующих экспериментов учёные, наоборот, усилили активность нейронов SF1 у мышей. Результат оказался впечатляющим: животные бегали дальше и быстрее контрольной группы.

В перспективе это открывает возможности для медицины:

восстановление мышечной массы после болезней борьба с возрастной саркопенией повышение спортивной работоспособности

Однако сам Бетли подчёркивает: до практического применения далеко. Оптогенетика остаётся инвазивной лабораторной технологией, и безопасных способов напрямую стимулировать такие нейроны у людей пока нет. Главное открытие Исследование усиливает современный взгляд на физическую активность: тренировки — это не только работа мышц.

Физические упражнения:

перестраивают нейронные сети повышают готовность мозга к нагрузке формируют долговременную выносливость

Иными словами, каждая пробежка — это тренировка не только тела, но и нервной системы.

Вывод: если раньше говорили «мышцы запоминают нагрузку», то теперь можно добавить — её запоминает и мозг. И именно он, возможно, играет ключевую роль в том, насколько далеко и быстро мы сможем бежать завтра.

Ранее журналисты сайта "Пронедра" писали, что ученые нашли способ «разбудить» скрытые жировые запасы через мозг