Физические упражнения обычно связывают с ростом силы и укреплением мышц. Но новое исследование показывает: важную роль может играть не только тело, но и мозг.
Работа, опубликованная в журнале Neuron издательства Cell Press, показала, что регулярные тренировки меняют активность мозга. Эти изменения связаны с тем, как организм постепенно учится бегать дальше и быстрее. Судя по результатам, мозг помогает сердцу и мышцам адаптироваться к нагрузкам и становиться сильнее.
«Многие люди говорят, что после тренировки чувствуют себя острее, а мысли становятся яснее», — говорит один из авторов исследования Джей Николас Бетли из Пенсильванского университета. По его словам, команда хотела понять, что именно происходит в мозге после упражнений и как это влияет на пользу от тренировок.
Мозг остаётся активным даже после тренировки
Во время экспериментов учёные наблюдали за мышами, которые бегали на беговой дорожке. После такой нагрузки у животных усиливалась активность мозга.
Самые заметные изменения происходили в нервных клетках области, которая называется вентромедиальный гипоталамус. Она участвует в управлении энергией, массой тела и уровнем сахара в крови.
Исследователи особенно внимательно изучали одну группу клеток — нейроны SF1. Они активировались во время бега и продолжали работать как минимум час после окончания упражнения.
Через две недели ежедневных тренировок мыши стали выносливее. Они могли пробегать большее расстояние и дольше держать высокую скорость до истощения. Сканирование мозга показало, что после тренировок активировалось больше нейронов SF1, а уровень их активности стал намного выше, чем в начале исследования.
Эти нейроны оказались важны для роста выносливости
Затем учёные проверили, что произойдёт, если заблокировать связь нейронов SF1 с остальным мозгом.
Результат оказался заметным: такие мыши уставали гораздо быстрее и не смогли улучшить выносливость за две недели тренировок.
Особенно удивило другое. Достаточно было блокировать эти нейроны только после упражнения, чтобы остановить рост выносливости. При этом во время самой тренировки нейроны работали нормально.
Это говорит о том, что активность мозга после нагрузки может быть критически важной для того, чтобы организм адаптировался к тренировкам.
«Когда мы поднимаем тяжести, мы думаем, что просто наращиваем мышцы», — говорит Бетли. «Оказывается, во время упражнений мы, возможно, укрепляем и мозг».
Почему восстановление после тренировки так важно
Точный биологический механизм этого эффекта пока неизвестен. Но Бетли предполагает, что продолжительная активность нейронов SF1 после упражнения может помогать организму эффективнее восстанавливаться.
Один из возможных путей — улучшение использования запасённой глюкозы. Это может помогать мышцам, лёгким и сердцу быстрее приспосабливаться к всё более сложным нагрузкам.
Учёные надеются, что в будущем эти выводы помогут найти новые способы поддерживать активность у пожилых людей, а также помогать тем, кто восстанавливается после инсульта или травмы. Исследование может быть полезно и для спортсменов, которые хотят улучшить результаты и восстановление.
«Это исследование открывает путь к пониманию того, как получить больше пользы от упражнений», — говорит Бетли. По его словам, если удастся быстрее показывать людям эффект от тренировок, это может помочь им не бросать занятия.
