Ученые из Школы общественного здравоохранения Университета Мэриленда (University of Maryland School of Public Health) смогли продемонстрировать, как умеренные физические нагрузки способствовали укреплению связей в крупномасштабной мозговой сети у пожилых людей с нормальной когнитивной функцией и с легкими когнитивности нарушениями (MCI — проблемы с памятью, суждениями). Исследование опубликовано в Journal of Alzheimer’s Disease Reports.
Расположение узлов в каждой сети, определенной атласом Power (2011). Красный DMN (59 узлов), желтый FPN (25 узлов), черный SAL (18 узлов). Credit: J. Won et al. / Journal of Alzheimer’s Disease Reports
Старение связано со снижением когнитивных функций, уменьшением массы головного мозга, атрофией корковой и подкорковой его частей, ухудшением мозгового кровотока и изменениями микроструктуры тканей головного мозга. Ученые из США идентифицировали три наиболее крупные и основные функциональные сети мозга, контролирующие когнитивные функции, снижение функциональной связности между которыми приводит к старению.
— Сеть пассивного режима работы мозга (DMN), отвечающая за самоанализ и самогенерируемые мысли, мечтания, воспоминания. Она находится в медиальной лобной извилине и задней поясной извилине.
— Лобно-теменная сеть (FPN), участвующая в устойчивом внимании, решении сложных задач и рабочей памяти, которая находится в дорсолатеральной префронтальной коре и задней теменной коре головного мозга.
— Сеть значимости или вентральная сеть внимания (SAL). Эта система обеспечивает возможность сосредоточиваться на конкретной интеллектуальной задаче. Находится она в дорсальной передней поясной коре и островковой коре.
Наблюдение за процессами старения и снижения связности в этих сетях производились при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) в состоянии покоя. Ученые смогли установить, что физические упражнения смягчают возрастное снижение целостности сетей, а нейропротекторные эффекты, вызванные нагрузками, отражаются в изменениях функциональной связности головного мозга.
«Исторически так сложилось, что мозговые сети, которые мы изучали в этом исследовании, со временем демонстрируют ухудшение состояния у людей с легкими когнитивными нарушениями и болезнью Альцгеймера. Они отключаются, и в результате люди теряют способность ясно мыслить и запоминать определенные вещи. Наше исследование демонстрирует то, что физические упражнения укрепляют эти связи», — говорит Дж. Карсон Смит (J Carson Smith 5), профессор кинезиологии Школы общественного здравоохранения (Мэриленд).
Участниками исследования стали 33 человека в возрасте от 71 до 85 лет. Все они завершили 12-недельную программу ходьбы на беговой дорожке под присмотром сертифицированного тренера. Занятия проводились 4 дня в неделю. Всего за время эксперимента с каждым испытуемым было проведено 44 занятия по 50 минут (с 10-и минутными разминкой и заминкой). Скорость и уровень беговой дорожки менялись каждую сессию в зависимости от прогресса и физической нагрузки каждого участника.
До физических упражнений и после них исследователи провели контрольный тест ассоциации устных слов (COWAT), тест Рея на слуховое вербальное обучение (RAVLT), тест по шкале памяти Векслера и другие. Также участникам зачитывалось по два рассказа, которые они должны были воспроизвести, вспоминая различные детали.
После 12 недель упражнений исследователи еще раз повторили тесты и фМРТ и увидели значительные улучшения у всех пациентов исследования.
Текущие результаты указывают на благотворное влияние ходьбы на коммуникацию внутри и между большими функциональными сетями мозга, выходя за рамки устоявшегося понимания влияния физических упражнений на региональные или специализированные сети мозга. Эти данные свидетельствуют о том, что регулярное занятие простыми аэробными упражнениями, даже такими как ходьба умеренной интенсивности, может вызывать нейропластические эффекты, в том числе перед лицом нейродегенеративных процессов, связанных с болезнью Альцгеймера, которые привели к диагнозу MCI.
Текст: Александра Безродная
Large-Scale Network Connectivity and Cognitive Function Changes After Exercise Training in Older Adults with Intact Cognition and Mild Cognitive Impairment by Junyeon Won, at al. in Journal of Alzheimer’s Disease Reports. Published May 2023.
DOI: 10.3233/ADR-220062
