تحقیقات نشان می دهد که چگونه ورزش به بهبود سلامت مغز کمک می کند

فعالیت بدنی اغلب به عنوان وسیله ای برای بهبود سلامت جسمی و روانی ذکر می شود. محققان مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته بکمن نشان داده اند که ممکن است سلامت مغز را مستقیماً بهبود بخشد. آنها بررسی کردند که چگونه سیگنال های شیمیایی منتشر شده توسط ورزش ماهیچه ها باعث رشد عصبی در مغز می شود.

کار آنها در مجله ظاهر می شود علوم اعصاب.

هنگامی که عضلات در حین تمرین منقبض می شوند، مانند عضله دوسر که برای بلند کردن وزنه سنگین کار می کند، ترکیبات مختلفی را وارد جریان خون می کنند. این ترکیبات می توانند به قسمت های مختلف بدن از جمله مغز سفر کنند. محققان به ویژه به این موضوع علاقه مند بودند که چگونه ورزش می تواند برای بخش خاصی از مغز به نام هیپوکامپ مفید باشد.

هیپوکامپ یک ناحیه حیاتی برای یادگیری و حافظه و در نتیجه سلامت شناختی است.”

کی یون لی، Ph.D. دانشجوی رشته علوم مکانیک و مهندسی در دانشگاه ایلینوی اوربانا-شامپین و نویسنده اصلی مطالعه

بنابراین درک اینکه چگونه ورزش برای هیپوکامپ مفید است می تواند منجر به درمان های مبتنی بر ورزش برای شرایط مختلف از جمله بیماری آلزایمر شود.

محققان برای جداسازی مواد شیمیایی آزاد شده از انقباض عضلات و آزمایش آنها بر روی نورون های هیپوکامپ، نمونه های سلول عضلانی کوچک را از موش جمع آوری کردند و آنها را در ظروف کشت سلولی در آزمایشگاه پرورش دادند. زمانی که سلول‌های ماهیچه‌ای بالغ شدند، خود به خود شروع به انقباض کردند و سیگنال‌های شیمیایی خود را در کشت سلولی آزاد کردند.

تیم تحقیقاتی این کشت را که اکنون حاوی سیگنال‌های شیمیایی از سلول‌های ماهیچه‌ای بالغ است، به کشت دیگری که حاوی نورون‌های هیپوکامپ و سایر سلول‌های حمایتی معروف به آستروسیت است، اضافه کردند. آنها با استفاده از چندین معیار، از جمله تصویربرداری ایمونوفلورسانس و کلسیم برای ردیابی رشد سلولی و آرایه‌های چند الکترودی برای ثبت فعالیت الکتریکی عصبی، چگونگی تأثیر قرار گرفتن در معرض این سیگنال‌های شیمیایی بر سلول‌های هیپوکامپ را بررسی کردند.

نتایج قابل توجه بود. قرار گرفتن در معرض سیگنال های شیمیایی ناشی از انقباض سلول های عضلانی باعث می شود نورون های هیپوکامپ سیگنال های الکتریکی بزرگتر و مکررتری تولید کنند. نشانه رشد و سلامت قوی در عرض چند روز، نورون‌ها شروع به پرتاب این سیگنال‌های الکتریکی به طور همزمان کردند، که نشان می‌دهد نورون‌ها شبکه بالغ‌تری را با هم تشکیل می‌دهند و سازمان‌دهی نورون‌ها را در مغز تقلید می‌کنند.

با این حال، محققان هنوز در مورد اینکه چگونه این سیگنال های شیمیایی منجر به رشد و توسعه نورون های هیپوکامپ می شود، سؤالاتی داشتند. برای کشف بیشتر مسیری که ورزش را به سلامت بهتر مغز مرتبط می کند، آنها در مرحله بعد بر نقش آستروسیت ها در میانجیگری این رابطه تمرکز کردند.

لی می‌گوید: «آستروسیت‌ها اولین پاسخ‌دهنده‌ها در مغز قبل از رسیدن ترکیبات ماهیچه‌ها به نورون‌ها هستند. پس شاید آنها نقشی در کمک به نورون‌ها برای پاسخ دادن به این سیگنال‌ها داشتند.

محققان دریافتند که حذف آستروسیت‌ها از کشت‌های سلولی باعث می‌شود که نورون‌ها سیگنال‌های الکتریکی بیشتری شلیک کنند، که نشان می‌دهد بدون آستروسیت‌ها، نورون‌ها به رشد خود ادامه می‌دهند. شاید تا جایی که ممکن است غیرقابل کنترل شوند.

لی گفت: «آستروسیت‌ها نقش مهمی در میانجی‌گری اثرات ورزش دارند. آستروسیت ها با تنظیم فعالیت نورون ها و جلوگیری از تحریک پذیری بیش از حد نورون ها به تعادل لازم برای عملکرد بهینه مغز کمک می کنند.

درک مسیر شیمیایی بین انقباض عضلانی و رشد و تنظیم نورون های هیپوکامپ تنها اولین قدم در درک اینکه چگونه ورزش به بهبود سلامت مغز کمک می کند است.

لی گفت: «در نهایت، تحقیقات ما ممکن است به توسعه رژیم‌های ورزشی مؤثرتر برای اختلالات شناختی مانند بیماری آلزایمر کمک کند.

علاوه بر لی، این تیم همچنین شامل اعضای هیئت علمی بکمن، جاستین رودز، استاد روانشناسی بود. و طاهر سیف، استاد علوم و مهندسی مکانیک.