Može li fizičko vežbanje unaprediti kognitivno funkcionisanje?

Većina ljudi koja se sportom ne bavi profesionalno počinje sa fizičkim vežbanjem kada želi da reguliše telesnu težinu, popravi fizički izgled ili radi preventive i poboljšanja opšteg zdravstvenog stanja. Nekim ljudima su, doduše, hobiji vezani za upražnjavanje fizičkih aktivnosti, kao što su planinarenje, pešačenje, vožnja bicikla, rolera i slčno. Oni su najčešće i sasvim svesni da ovim aktivnostima proizvode ne samo fizički, nego i psihološki benefit, takozvani viši nivo subjektivnog blagostanja.

Sa druge strane, kada ljudi žele da „treniraju“ svoj mozak i održavaju ga u formi, oni rešavaju skandinavke, logičke zadatke i uče strane jezike. Malo ko razmišlja o tome da fizičko vežbanje može blagotvorno uticati na kognitivne funkcije kao što su opažanje, mišljenje, memorija, učenje, pažnja i egzekutivni procesi, kao i da vežbanjem smanjuju rizik za pojavu demencije. Međutim, savremena nauka nas uverava da je to sasvim moguće.

Koji je mehanizam delovanja fizičkog vežbanja na kognitivne funkcije?

Za većinu sportista i entuzijasta u rekreaciji, dovoljno je da znaju da određene telesne vežbe, sa određenim brojem ponavljanja mogu proizvesti konkretne telesne promene: kardiovaskularno zdravlje, uvećanje mišićne mase, oblikovanje mišića, redukovanje telesne težine, i slično. Veza između fizičkih aktivnosti i ovih telesnih promena je prilično očigledna, pa nikog nije ni potrebno detaljno informisati o mehanizmu uz pomoć kojeg ove aktivnosti proizvode željene efekte. Oni su vidljivi golim okom.

Međutim, kada je u pitanju veza između fizičkih aktivnosti i intelektualnog funkcionisanja, ta veza nije tako očigledna, bar ne običnom čoveku koji se ne bavi neuronaukama. Laici zapravo često misle da ove dve stvari nemaju puno veze, čak ih neki međusobno i suprotstavljaju. Ali, istina je sasvim drugačija. Fizičko vežbanje je i te kako povezano sa kognitivnom efikasnošću. Napominjemo da pod kognitivnom efikasnošću ne podrazumevamo intelektualni nivo (merljiv koeficijentom inteligencije, to jest IQ-om), već operativne intelektualne funkcije. U daljem tekstu ćemo objasniti kako to fizičko vežbanje utiče na kognitivne funkcije.

Pre nekoliko godina objavljena je istraživačka studija japanskih naučnika koja ukazuje na direktan uticaj vežbanja na protok krvi u mozgu i poboljšanje funkcionalnosti različitih neurotransmitera koji su uključeni u kognitivne procese. Ova studija dalje naglašava da uzroci poboljšanih kognitivnih funkcija nisu samo fiziološke, već i psihološke prirode. Naime, umereno vežbanje utiče na raspoloženje koje dalje blagotvorno utiče na kognitivno funkcionisanje. Konkretno, vežbanje pospešuje raspoloženje zbog lučenja noradrenalina direktno u centralni nervni sistem.

Takođe, serotonin i beta-endofin koji se luče nakon vežbanja, u centralnom nervnom sistemu se ponašaju i kao fiziološki modulatori memorije. Konkretno, 30 minuta vežbanja na traci za trčanje sa 60% maksimalne potrošnje kiseonika (VO2max) značajno povećava beta-endorfin kod vežbača. Tako akutna fizička aktivnost u nivou aerobnog praga može unaprediti raspoloženje i kognitivnu efikasnost preko povećanja nivoa beta-endorfina. Aerobno vežbanje takođe uvećava srazmeru cirkulisanja slobodnog triptofana i prolazak kroz krvno-moždanu barijeru.

Nadalje, novija istraživanja pokazuju da efekat fizičkog vežbanja na kognitivne funkcije može zavisiti od cirkulacije faktora rasta nalik insulinu i može biti povezan sa povećanom neurogenezom u hipokampusu kao i sa ublažavanjem anksioznosti. Stoga, umereno vežbanje preko aktivacije navedenih faktora rezultira pozitivnim efektima na moždane funkcije. Frontalna EEG asimetrija takođe ukazuje na pozitivne efekte aerobnog vežbanja umerenog intenziteta. Veća leva frontalna aktivnost povezuje se sa pozitivnim afektivnim odgovorom nakon 20-to minutnog vežbanja na traci za trčanje. Ovaj afektivni odgovor ogleda se u smirenosti i prijatnom osećaju umora, nasuprot napetosti i uznemirenosti.

O vezi između vežbanja i raspoloženja se i ranije pisalo, i dosta istraživalo, te se danas zna za nedvosmislen uticaj fizičkih aktivnosti u redukciji stresa, anksioznosti i depresije. Danas, dakle, možemo reći da umerena fizička aktivnost ima direktan i indirektan uticaj na kognitivno funkcionisanje. Direktan uticaj je fiziološki, preko krvotoka i biohemijskih procesa u mozgu, dok je indirektan uticaj psihološki, preko unapređenja afektivnog statusa osobe.

Irisin: Hormon vežbanja

Najnovija istraživanja koja datiraju od 2012. godine, naglašavaju da aerobne vežbe, kao i vežbe izdržljivosti okidaju produkciju hormona pod nazivom irisin. Njegovo prisustvo stimuliše gene odgovorne za učenje i memoriju i usporava proces starenja. Hormon je otkrio američki citolog Brus Špigelman (Bruce Spiegelman) sa Dana-Farber Cancer Instituta iz Bostona i nazvao ga po starogrčkoj boginji duge Iris, koja je bila glasnica bogova. Ovo ime nije slučajno dato, s obzirom da vežbanje proizvodi produkte koji povezuju različita tkiva i organe.

„Hormon vežbanja“ takozvani irisin, poznat kao i FNDC5, ima širok spektar pozitivnog delovanja na opšte psihofizičko zdravlje. Špigelman i saradnici veruju da je otkriće ovog hormona ozbiljan zaokret u razvoju novih tretmana dijabetesa, gojaznosti, pa čak i nekih oblika kancera.

Hormon irisin potpomaže organizmu da sagori masne ćelije i pretvari ih u energiju, umesto da ih skladišti. Tačnije, za razliku od drugih materija koja se u mišićima stvaraju tokom vežbanja, irisin ostaje u organizmu, pretvara bele masne ćelije u smeđe koje troše kalorije, jer im je za funkcionisanje potrebna energija. Iako se donedavno smatralo da odrastao čovek nema smeđih masnih ćeija, nego da se one gube u detinjstvu, skoro je potvrđeno njihovo postojanje i kod odraslih ljudi. Upravo je hormon irisin odgovoran za količinu smeđih masnih ćelija u organizmu.

Eksperimenti su pokazali da se nivo irisina u organizmu povećava kao rezultat aerobnih vežbi, ali ne i tokom kratkotrajne anaerobne mišićne aktivnosti. Istraživanja iste grupe naučnika ukazuju i na to da lučenje irisina štiti organizam od kognitivnog propadanja i degeneracije, kao i da ovaj hormon podstiče neurogenezu (razvoj novih neurona). Špigelman i saradnici nalaze da podizanje nivoa irisina povećava sekreciju neurotrofnog moždanog faktora (BDNF) koji utiče na aktivaciju gena uključenih u učenje i memoriju. Aerobno vežbanje se i ranije povezivalo sa stimulacijom BDNF sekrecije, ali nove studije otkrivaju lančanu reakciju između lučenja irisina i ovog neurotrofnog moždanog faktora. Istraživači naglašavaju da se umerenom dnevnom aerobnom aktivnošću može postići prirodno lučenje irisina, bez uzimanja ovog hormona u suplementima koji uvek mogu imati i neželjene efekte.

Fizičko vežbanje kroz životni vek

Povezanost između umerene fizičke aktivnosti i unapređenja mentalnih funkcija primećena je kako kod dece u razvoju, tako i kod starijih odraslih osoba. Sa jedne strane, umerena fizička aktivnost u razvoju ostavlja dugoročne posledice na kognitivno funkcionisanje u odraslom dobu, a efekte proizvodi i započinjanje fizičkih aktivnosti u kasnijim životnim razdobljima. Dakle, nikad nije kasno za fizičko vežbanje.

U studiji izvedenoj 2010. godine na uzorku dečaka osnovnoškolskog uzrasta (između 7 i 10 godina starosti), pokazano je da eksperimentalna grupa koja je upražnjavala 30 minuta aerobnog vežbanja ostvaruje značajan napredak u vremenu reakcije u kognitivnim zadacima višestrukog izbora neposredno nakon fizičke aktivnosti u odnosu na kontrolnu grupu koja je prethodno gledala televiziju. Obe grupe su testirane neposredno pre i posle eksperimentalne manipulacije. Ovakvi rezultati su veoma ohrabrujući za roditelje koji treba da motivišu decu da više vremena provode u fizičkim aktivnostima i u prirodi, pre nego ispred televizije i kompjuterskog monitora. Ovo takođe važi i za obrazovne programe koji treba više da uključe fizičke aktivnosti u školama.

Vežbanje proizvodi dugoročni kognitivni benefit. Istraživanja koja su se bavila trajanjem kognitivnih efekata vežbanja ukazuju na to osobe koje su upražnjavale kardiorespiratorni fitnes (CRF) tokom ranog odraslog doba (oko 25 godine) bolje kognitivno funkcionišu tokom sredovečnog doba (između 45 i 55 godine), u odnosu na svoje vršnjake koji nisu upražnjavali ovakvu vrstu aktivnosti. Ovi ispitanici su prvo podvrgnuti kardiotestu na traci za trčanje sa 25 godina i retestirani 25 godina kasnije. Oni koji beleže najmanji pad u kardiorespiratornoj sposobnosti, odnosno oni koji su zadržali kontinuitet redovnim vežbanjem, pokazali su i bolju kognitivnu efikasnost. Ispitanici su bili poređeni u verbalnoj memoriji, egzekutivnim funkcijama (kapacitet radne memorije, analitičko i kritičko rezonovanje, fleksibilnost u multitaskingu, planiranju, brzini reagovanja, sposobnosti rešavanja problemskih zadataka) i psihomotornoj brzini (vezi između mišljenja i akcije). Ovi rezultati su veoma motivišući za sve one koji posustaju i odustaju od redovnog režima vežbanja usled poslovnih i porodičnih obaveza.

Opadanje kognitivnih sposobnosti uobičajeno se vezuje za starenje. Rizik za pojavu demencije i Alchajmerove bolesti povećava se sa starošoću. Istraživači su poslednjih godina takođe bili zainteresovani da odgovore na pitanje da li redovno fizičko vežbanje može prevenirati neurodegenerativne bolesti u starosti. I ovde su rezultati istraživanja veoma ohrabrujući. Finski naučnici su 2014. godine objavili podatke koji upravo ukazuju na to da se fizičkom aktivnošću tokom srednjeg životnog doba može prevenirati pojava demencije u kasnijem životnom dobu. Ovi istraživači sugerišu da rekreativno fizičko vežbanje koje se upražnjava najmanje dva puta nedeljno ostvaruje maksimalne neuroprotektivne efekte za ljude oba pola, različitog uzrasta i stepena genetske suspektibilnosti za neurodegenerativna oboljenja. Ljudi koji upražnjavaju fizičko vežbanje u srednjim godinama života i nakon toga, pod manjim su rizikom za razvoj demencije i Alchajmerove bolesti u odnosu na one koji ne vežbaju. Zanimljivo je da najveći kognitivni benefit ostvaruju gojazne osobe, što se tumači time da su pre započinjanja ovih aktivnosti verovatno upražnjavali sedentarni stil života.

Koja je prava mera fizičke aktivnosti za unapređenje kognitivnih finkcija?

Ili drugim rečima, da li sve ovo znači da ako vežbamo više svakako utičemo na bolje intelektualno funkcionisanje? Ne. Prethodno pomenuta studija finskih istraživača naglašava kognitivni benefit od rekreativnog vežbanja što nije isto što i rigorozni trening u profesionalnom i vrhunskom sportu. Druga istraživanja upravo ukazuju na to da jedino umerena količina fizičke aktivnosti može povoljno uticati na kognitivne funkcije. Visokonaporne fizičke aktivnosti često umanjuju ovaj efekat, čak se dobija i obrnuta veza (takozvana U-kriva) između intenzivne fizičke aktivnosti i kognitivnog funkcionisanja. Ovaj mehanizam još uvek nije dovoljno razjašnjen, ali svakako ukazuje da to da ne treba da preterujemo sa fizičkim vežbama pre nekih važnih kognitivnih zadataka, kao što je, na primer, polaganje ispita na fakultetu.

Autor: Doc. dr Stanislava Popov, Fakultet za sport i turizam, Novi Sad

Reference: 

Bergland, C. (2014). Physical Activity Improves Cognitive Function. Preuzeto 19. aprila 2017. sa https://www.psychologytoday.com/blog/the-athletes-way/201404/physical-activity-improves-cognitive-function

Ellemberg, D., & St-Louis-Deschênes, M. (2010). The effect of acute physical exercise on cognitive function during development Psychology of Sport and Exercise, 11 (2), 122-126 DOI: 10.1016/j.psychsport.2009.09.006

Kamijo, K., Hayashi, Y., Sakai, T., Yahiro, T., Tanaka, K., & Nishihira, Y. (2009). Acute Effects of Aerobic Exercise on Cognitive Function in Older Adults The Journals of Gerontology Series B: Psychological Sciences and Social Sciences, 64B (3), 356-363 DOI: 10.1093/geronb/gbp030

Kashihara, K., Maruyama, T., Murota, M., & Nakahara, Y. (2009). Positive Effects of Acute and Moderate Physical Exercise on Cognitive Function Journal of PHYSIOLOGICAL ANTHROPOLOGY, 28 (4), 155-164 DOI: 10.2114/jpa2.28.155

Tolppanen, A., Solomon, A., Kulmala, J., Kåreholt, I., Ngandu, T., Rusanen, M., Laatikainen, T., Soininen, H., & Kivipelto, M. (2014). Leisure-time physical activity from mid- to late life, body mass index, and risk of dementia Alzheimer’s & Dementia DOI: 10.1016/j.jalz.2014.01.008

Wlassoff, V. (2015). Can Physical Exercise Improve Cognitive Abilities: http://brainblogger.com/2015/02/04/can-physical-exercise-improve-cognitive-abilities/

Comments

comments