การออกกำลังกายช่วยกระตุ้นการทำงานของสมองโดยส่งผลต่อกล้ามเนื้อ

การออกกำลังกายมีบทบาทสำคัญต่อสุขภาพสมองโดยการกระตุ้นการหลั่งของโมเลกุลที่เชื่อมโยงกับการทำงานของความรู้ความเข้าใจจากกล้ามเนื้อ จากการศึกษาวิจัยใหม่ล่าสุด

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciencesแสดงให้เห็นว่าเมื่อเส้นประสาทที่กระตุ้นกล้ามเนื้อถูกกระตุ้น เส้นประสาทเหล่านั้นจะส่งสัญญาณไปยังสมองด้วยการปล่อยโมเลกุลชีวภาพและอนุภาคนาโนที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของสมอง

ผลการวิจัยเน้นย้ำถึงความสำคัญของการรักษาสุขภาพของระบบกล้ามเนื้อและโครงกระดูก ไม่เพียงแต่เพื่อสุขภาพของหัวใจและหลอดเลือดหรือการเคลื่อนไหว แต่ยังรวมถึงการต่อต้านการเสื่อมของระบบประสาทด้วย ดร. Hyunjun Kong ศาสตราจารย์จากภาควิชาวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่เออร์แบนา-แชมเปญ และผู้เขียนร่วมของผลการศึกษากล่าว

เขาอธิบายว่า: “การรักษาการทำงานของเส้นประสาทให้คงอยู่เป็นสิ่งสำคัญในการช่วยให้กล้ามเนื้อผลิตปัจจัยทางชีวภาพที่เป็นประโยชน์ต่อสมองได้ จากการหดตัวของกล้ามเนื้ออย่างสม่ำเสมอ กล้ามเนื้อจะไม่เพียงแต่ปลดปล่อยปัจจัยที่เป็นประโยชน์เหล่านี้เท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาการทำงานของเส้นประสาทที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นประสาทยังคงส่งสัญญาณไปยังกล้ามเนื้อต่อไป สัญญาณเหล่านี้จำเป็นต่อการควบคุมการปล่อยปัจจัยบำรุงประสาทไปยังสมอง”

การศึกษานี้ใช้กลูตาเมตเป็นตัวช่วยกระตุ้นกล้ามเนื้อเพื่อดูว่าการทำงานของเส้นประสาทตอบสนองอย่างไร นักวิจัยใช้แบบจำลองของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ โดยแบบหนึ่งมีเส้นประสาทและอีกแบบหนึ่งไม่มีเส้นประสาท และพบว่าเนื้อเยื่อที่มีเส้นประสาทส่งสัญญาณไปยังสมองมากขึ้น

เนื่องจากการทำงานของเซลล์ประสาทบางส่วนในกล้ามเนื้ออาจลดลงตามอายุหรือการบาดเจ็บ นักวิจัยจึงสนใจว่าการสูญเสียนี้จะส่งผลต่อสุขภาพสมองอย่างไร

การออกกำลังกายส่งผลต่อการทำงานของสมองอย่างไร?

ในการศึกษานี้ นักวิจัยไม่ได้สังเกตผู้คนออกกำลังกาย แต่ศึกษาโมเดลของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อแทน ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถสรุปผลโดยตรงเกี่ยวกับรูปแบบการออกกำลังกายเฉพาะเจาะจงและผลกระทบต่อสุขภาพสมองได้

Kong กล่าวว่าการศึกษาครั้งก่อนๆ เกี่ยวกับการออกกำลังกายและสุขภาพสมองแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างขนาดของฮิปโปแคมปัสกับกิจกรรมทางกายที่สม่ำเสมอ แต่สำหรับการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้พิจารณาระบบประสาทและการทำงานของระบบกล้ามเนื้อและโครงกระดูกเพื่อให้เข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างสมองและร่างกายได้ดีขึ้น

“การศึกษาของเราไม่ได้พิสูจน์ว่าการออกกำลังกายสามารถปรับปรุงการทำงานของสมองได้โดยตรง” คองเตือน “การศึกษาหลายชิ้นได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการออกกำลังกายเป็นประจำสามารถปรับปรุงการทำงานของสมองในผู้ใหญ่ได้ ในการศึกษาเหล่านี้ ผู้เข้าร่วมได้รับคำขอให้ออกกำลังกายเป็นประจำ และติดตามการเปลี่ยนแปลงของขนาดฮิปโปแคมปัส”

“ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าผู้ที่ออกกำลังกายแบบแอโรบิกเป็นประจำจะมีฮิปโปแคมปัสที่ใหญ่กว่าและแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในการทดสอบความจำเชิงพื้นที่ เราเน้นไปที่ว่าเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับกล้ามเนื้อส่งผลต่อเส้นทางหนึ่งระหว่างกล้ามเนื้อและสมองอย่างไร” — Hyunjun Kong, PhD

Ryan Glatt, CPT, NBC-HWC ซึ่งเป็นโค้ชอาวุโสด้านสุขภาพสมองและผู้อำนวยการโครงการ FitBrain ที่ Neuroscience Institute ในเมืองซานตาโมนิกา รัฐแคลิฟอร์เนีย ซึ่งไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับการศึกษาครั้งนี้ กล่าวว่าจะต้องใช้เวลาพอสมควรในการทำความเข้าใจผลกระทบของการออกกำลังกายต่อสมองอย่างถ่องแท้ และการศึกษาวิจัยในมนุษย์ในอนาคตจะต้องนำเรื่องนี้มาพิจารณา

“ระยะเวลาที่จำเป็นในการสังเกตผลกระทบของการออกกำลังกายต่อการทำงานของสมองอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับประเภท ความเข้มข้น และความถี่ของการออกกำลังกาย รวมถึงความแตกต่างของแต่ละบุคคลในด้านอายุ การทำงานของสมองพื้นฐาน และสถานะสุขภาพ” กลัตต์กล่าว

“โดยทั่วไปแล้ว การศึกษามักแสดงผลลัพธ์ในช่วงเวลาหลายสัปดาห์ถึงหลายเดือน สิ่งสำคัญคือการศึกษาในอนาคตจะต้องคำนึงถึงตัวแปรเหล่านี้เพื่อประเมินกรอบเวลาได้อย่างแม่นยำ” เขากล่าว

การออกกำลังกายแบบใดดีที่สุดสำหรับสุขภาพสมอง?

การออกกำลังกายสม่ำเสมอมีประโยชน์อย่างมากต่อสุขภาพสมอง ตัวอย่างเช่น มวยถูกนำมาใช้เพื่อช่วยเหลือผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน

Glatt ตั้งข้อสังเกตว่าการออกกำลังกายบางประเภทอาจมีประสิทธิภาพมากกว่าประเภทอื่นในการปรับปรุงสุขภาพสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกกำลังกายที่ต้องใช้การทำงานของสมอง

“การออกกำลังกายแบบแอโรบิก เช่น วิ่ง ว่ายน้ำ และปั่นจักรยาน ซึ่งช่วยปรับปรุงสุขภาพหัวใจและหลอดเลือด เป็นที่ทราบกันดีว่ามีผลดีต่อการทำงานของสมอง” เขากล่าว

“อย่างไรก็ตาม กิจกรรมที่ผสมผสานความต้องการทางกายภาพและทางสติปัญญา เช่น การเต้นรำและกีฬาประเภททีม อาจให้ประโยชน์เพิ่มเติมเนื่องจากต้องอาศัยการประสานงาน จังหวะ และการทำงานของสมอง” เขากล่าวเสริม

การออกกำลังกายสามารถย้อนกลับหรือชะลอความเสื่อมของความสามารถในการรับรู้ได้หรือไม่?

คองเสนอว่าการออกกำลังกายอาจช่วยย้อนกลับหรือทำให้การเสื่อมถอยทางสติปัญญาที่เกี่ยวข้องกับวัยชราช้าลงได้

“เมื่อผู้คนอายุมากขึ้น การเชื่อมต่อระหว่างเส้นประสาทและกล้ามเนื้อซึ่งทำหน้าที่ได้ดีจะค่อยๆ สูญเสียไป ส่งผลให้กล้ามเนื้อไม่สามารถรับส่งสัญญาณประสาทได้ และส่งผลให้ความสามารถในการหลั่งปัจจัยที่สำคัญต่อการทำงานของสมองลดลง” คองอธิบาย

“ด้วยการฝึกฝนหรือการกระตุ้นการหดตัวของกล้ามเนื้อที่เหมาะสม กล้ามเนื้อสามารถสร้างปัจจัยที่ช่วยรักษาจุดเชื่อมต่อของระบบประสาทและกล้ามเนื้อเหล่านี้ได้ ซึ่งช่วยป้องกันการสูญเสียเส้นประสาท เป็นผลให้ผู้สูงอายุยังคงมีกล้ามเนื้อที่ทำหน้าที่รับส่งสัญญาณได้ ซึ่งสามารถสร้างปัจจัยสำคัญที่ปรับปรุงการทำงานทางปัญญาในสมองได้” เขากล่าว

Glatt ชี้ให้เห็นว่าการใช้ชีวิตแบบอยู่ประจำที่และมีกิจกรรมทางกายไม่มากนักอาจมีความเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงต่อการเสื่อมถอยของสติปัญญาที่เพิ่มมากขึ้น

อย่างไรก็ตาม เขาเตือนว่าความแตกต่างของแต่ละบุคคลมีความหลากหลายที่เกี่ยวข้องกับพันธุกรรม วิถีการดำเนินชีวิต และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

“การออกกำลังกายได้รับการยอมรับมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าเป็นกิจกรรมที่ช่วยสนับสนุนผู้ที่มีปัญหาด้านความสามารถในการรับรู้ รวมถึงผู้ที่ประสบปัญหาความเสื่อมถอยตามวัยหรือโรคต่างๆ เช่น อัลไซเมอร์ การออกกำลังกายสามารถช่วยเพิ่มการไหลเวียนของเลือดไปยังสมอง ลดการอักเสบ และกระตุ้นการหลั่งของปัจจัยการเจริญเติบโต ซึ่งสามารถช่วยรักษาหรือปรับปรุงความสามารถในการรับรู้ได้” กลัตต์กล่าว

“แม้ว่าการออกกำลังกายจะมีประโยชน์ในการรักษาสุขภาพทางปัญญาและอาจช่วยชะลอการเสื่อมถอยของสมองได้ แต่หลักฐานที่ยืนยันถึงความสามารถในการย้อนกลับภาวะบกพร่องทางปัญญาที่มีอยู่นั้นยังไม่ชัดเจน งานวิจัยส่วนใหญ่ชี้ให้เห็นว่าการออกกำลังกายอาจส่งเสริมให้ภาวะเสื่อมถอยช้าลงและทำให้สมองโดยรวมแข็งแรงขึ้น แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อย้อนกลับภาวะบกพร่องทางปัญญาที่เกิดขึ้นแล้ว” เขากล่าวเตือน