Jak poprawić pracę mózgu i zachować umysłową młodość?

Pojęcie neuroplastyczności, czyli zdolności mózgu do adaptacji i zmian, stało się w ostatnich latach niezwykle modne. W odróżnieniu od wcześniejszego przekonania o tym, że mózg staje się statyczny krótko po urodzeniu, teraz wiemy, że różne czynniki mogą korzystnie wpływać na jego strukturę i funkcjonowanie przez całe nasze życie.

Należą do nich m.in.: regularne treningi, zdrowe odżywianie i ćwiczenia umysłowe. W jaki sposób dokładnie oddziałują one na Twój mózg, dowiesz się w dalszej części artykułu.

Historia sukcesu w Naperville

W latach 90-tych w Central High School w Naperville odbywał się Learning Readiness Physical Education Program. W ramach tego programu badacze udowodnili niezwykłe powiązanie między regularnymi ćwiczeniami fizycznymi a poprawą pracy mózgu.  

Od samego początku programu, aż po jego ewolucję, uczniowie tego okręgu szkolnego należą obecnie do najlepiej przystosowanych i najbardziej utalentowanych w kraju. W rzeczywistości ósmoklasiści z tego okręgu, angażując się w treningi przed lekcjami, stali się nie tylko jednymi z najbardziej sprawnych, ale także osiągnęli lepsze wyniki w nauce niż średnia krajowa Stanów Zjednoczonych w badaniu Trends in International Math and Science Study (TIMMS). Pokonali nawet wielu uczniów z Chin, Japonii i Singapuru, którzy tradycyjnie przewyższali uczniów amerykańskich. O co zatem w tym wszystkim chodzi?

Sukces programu skłania do zastanowienia się nad szerszymi implikacjami aktywności fizycznej dla zdolności poznawczych.

Naukowe wnioski z ewolucji

Daniel Lieberman, paleoantropolog z Uniwersytetu Harvarda, zajmujący się badaniem ewolucji człowieka, wykazał, w jaki sposób nasz mózg i czaszka ewoluowały na przestrzeni czasu, aby zapewnić nam przetrwanie jako gatunku.

Nasza potrzeba myślenia, przetwarzania, opracowywania strategii, polowania w zespołach oraz funkcjonowania i komunikowania się w grupach społecznych, pobudziła rozwój różnych obszarów naszego mózgu i poprawiła jego ogólne funkcjonowanie.

Ten rozwój mózgu, szczególnie określonych jego obszarów, takich jak płat czołowy, który jest połączony ze świadomym myśleniem, podejmowaniem decyzji, planowaniem, osądem, analizą i zahamowaniem, trwa do czasów współczesnych.

Biologiczne czynniki ryzyka zmniejszenia sprawności poznawczej

Nasz mózg może również ponosić straty i kurczyć się, a także ucierpieć w postaci zmniejszonej wydajności umysłowej i pogorszenia pamięci wraz z wiekiem.

W rzeczywistości utratę pamięci wymienia się jako główną dolegliwość poznawczą u osób starszych. Szacuje się, że około 10% dorosłych w wieku powyżej 65 lat cierpi na jakąś formę zaburzeń funkcji kognitywnych (poznawczych), a liczba ta wzrasta do około 50% dorosłych w wieku powyżej 80 lat.

Chociaż spadek ten generalnie przypisuje się ogólnym stratom fizjologicznym w naszych komórkach mózgowych, potencjalnemu wpływowi chorób (np. choroby Alzheimera), ogólnemu brakowi wykorzystania mózgu lub skutkom depresji czy leków, kluczowymi biologicznymi czynnikami ryzyka związanymi z tymi spadkami są:

• Stres oksydacyjny – mózg wykorzystuje około 20% tlenu dostarczanego przez organizm, i z czasem nagromadzenie wolnych rodników może spowodować uszkodzenie DNA i niezbędnych lipidów w mózgu, co powoduje śmierć neuronów.
• Czynniki zapalne – gromadzące się w mózgu, które ogólnie rzecz biorąc, są filtrowane przez barierę krew-mózg (ang. blood brain barrier, BBB) – cienką sieć naczyń włosowatych oddzielającą mózgowy przepływ krwi od krążenia ogólnoustrojowego. Wraz z wiekiem następuje mniejsza filtracja wielu czynników zapalnych, takich jak cytokiny (np. interleukina-1 beta), które mogą niszczyć neurony i hamować neurogenezę, czyli wzrost nowych neuronów
• Podwyższony poziom homocysteiny – naturalnie występującego w osoczu aminokwasu. Jej nadmiar sprzyja miażdżycy w naczyniach krwionośnych, zmniejszając w ten sposób mózgowy przepływ krwi, pogarszając pamięć i zmniejszając ogólną objętość mózgu.
• Brak równowagi hormonalnej i straty hormonalne w organizmie – kluczowe hormony steroidowe, takie jak estrogen, testosteron i dehydroepiandrosteron (DHEA), wspólnie pomagają zachować zdolności poznawcze, jednak ich stężenie zmniejsza się wraz z wiekiem.
• Pogorszenie stanu naczyń mózgowych – zdrowe naczynia krwionośne i podwyższony poziom cholesterolu HDL ułatwiają przepływ krwi do obszarów mózgu, takich jak istota szara.
• Nadciśnienie – małe naczynia włosowate w mózgu są podatne na uszkodzenia spowodowane przewlekle podwyższonym ciśnieniem krwi.
• Cukrzyca i insulinooporność – hiperglikemię i niemożność wykorzystania glukozy powiązano z niższym poziomem neuronalnych czynników wzrostu, zmniejszoną objętością mózgu i większą częstością występowania demencji.
• Stres i lęk – powodują trwałe podniesienie stężenia kortyzolu, który może uszkodzić tkankę mózgową.

Wiele z tych czynników powodujących pogorszenie funkcji poznawczych jest nieuniknionych. Czy jednak możemy spowolnić, zatrzymać, a nawet odwrócić te związane z wiekiem spadki?

Odpowiedź brzmi: tak, i wciąż odkrywana jest stale rosnąca lista związków, które łącznie prowadzą do poprawy zdrowia i funkcjonowania mózgu.

Co ciekawe, związki te wydają się być ważniejsze w niektórych obszarach mózgu niż w innych. Na przykład hipokamp, ​​obszar mózgu zaangażowany w przekształcanie informacji krótkoterminowych w wiedzę długoterminową, traci swoją masę i pojemność wraz z wiekiem. Jednak znaczący wpływ na niego wywiera zwiększony poziom niektórych z tych substancji. 

Zrozumienie tych czynników pozwala nam eksplorować metody łagodzenia starzenia się tego jakże ważnego organu.

Kluczowe składniki wspomagające zdrowie mózgu

Określone związki odgrywają kluczową rolę we wspieraniu zdrowia mózgu. Te substancje stymulują neurogenezę, poprawiają przepływ krwi i wspierają ogólną pracę mózgu, a także są kluczowymi graczami w jego optymalnym funkcjonowaniu:

• Neurotropowy czynnik pochodzenia mózgowego (BDNF) – jest prawdopodobnie najważniejszy, ponieważ stymuluje neurogenezę i zwiększa długość, grubość i gęstość dendrytów (zakończeń nerwowych), co poprawia łączność nerwową, szczególnie w hipokampie. BDNF wzmacnia i oczyszcza synapsy (połączenia między dwoma nerwami), zwiększa wydajność synaptyczną i mapowanie synaptyczne (połączenie między neuronami a nowymi obwodami w celu zrównoważenia utraconych obwodów).
• Czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) – pomaga w budowie nowych naczyń włosowatych w mózgu, poprawiając dostarczanie tlenu i glukozy do różnych jego obszarów.
  
• Czynnik wzrostu fibroblastów-2 (FGF-2) – stymuluje wzrost tkanki mózgowej poprzez poprawę wydajności synaptycznej, a neurony powinowactwa mogą się dzielić, aby ułatwić uczenie się i zapamiętywanie.
• Insulinopodobny czynnik wzrostu-1 (IGF-1) – wytwarzany w komórkach mięśniowych, jest wypychany do mózgu i pomaga zwiększyć wychwyt glukozy do komórek, zapewniając w ten sposób paliwo potrzebne BDNF.

Jak więc wywołać wzrost tych związków? Zdecydowana większość badań skupiała się na wpływie ćwiczeń fizycznych na zwiększenie poziomu tych substancji.

​

Silne narzędzie do wzmacniania pracy mózgu

Ćwiczenia fizyczne stanowią potężne narzędzie do poprawy zdrowia mózgu. Zarówno ćwiczenia cardio, jak i trening siłowy przyczyniają się do zwiększenia poziomów wyżej wymienionych związków: 

• Ćwiczenia cardio i niskiej do umiarkowanej intensywności zwiększają BDNF, ale powodują niewielki wzrost IGF-1.
• Dla porównania, umiarkowane lub intensywne ćwiczenia cardio (>65% VO₂max) zwiększają poziom BDNF, VEGF, FGF-2, IGF-1, a nawet ludzkiego hormonu wzrostu (HGH), który przyczynia się do budowania masy mózgu.
• Trening oporowy wykonywany dwa razy w tygodniu również wykazuje wzrost BDNF, VEGF, FGF-2, IGF-1 i HGH.
• Ćwiczenia codzienne, w porównaniu z ćwiczeniami wykonywanymi co drugi dzień, skutkują większym wzrostem BDNF (150% w porównaniu do 124%), ale poziomy wyrównują się po około czterech tygodniach treningu.
• Ćwiczenia poprawiają również efektywność naszej bariery krew-mózg i sprzyjają większej równowadze między wieloma neuroprzekaźnikami naszego mózgu, takimi jak: serotonina, dopamina, noradrenalina, glutaminian i GABA, co pozytywnie wpływa na nastrój i funkcje poznawcze.

Korzyści te wykraczają poza kondycję fizyczną, obejmując poprawę zdolności poznawczych, nastroju i snu.

Ćwiczenia umysłowe poprawiające funkcjonowanie mózgu

Chociaż wiele badań wskazuje na 30-minutowe ćwiczenia dwa do trzech razy w tygodniu, John Ratey, autor książek Spark i A User's Guide to the Brain, cytuje, że zaledwie osiem do dwunastu minut ćwiczeń dziennie, wywołujących uczucie pocenia się i ciężkiego oddychania (tj. około 60% tętna maksymalnego lub więcej), wystarczy, aby wykazać wzrost wielu z tych związków, takich jak BDNF.

Co więcej, uwzględnienie wzorców poprzecznych (XLP), czyli ruchu przechodzącego przez ciało lub obejmującego przeciwne kończyny, pomaga wzmocnić ciało modzelowate. Zasadniczo jest ono spoiwem łączącym lewą i prawą półkulę mózgową, ułatwiającym komunikację międzypółkulową.

Aby zwiększyć wszechstronność programów stymulujących mózg, warto rozważyć włączenie do swoich programów ćwiczeń mentalnych, które mogą również stanowić przyjemną przerwę od zmęczenia fizycznego. Trening umysłowy doskonale uzupełnia aktywność fizyczną. Zadania te obejmują:

• Ćwiczenia mentalne – niezależnie od tego, czy są wykonywane za pomocą mobilnej aplikacji do obsługi funkcji mózgu (np. Luminosity) czy ręcznie, mogą również stymulować wzrost niektórych związków budujących mózg. Idea polega na tym, żeby (a) rzucić wyzwanie swojemu mózgowi, wykonując zadania w niekonwencjonalny sposób, lub (b) kończyć zadania, angażując jednocześnie wiele obszarów mózgu.
• Liczenie wspak w ustalonych odstępach czasu – (np. w odstępach od 7 do 100) tak szybko, jak to możliwe.
• Literowanie wspak – pisanie słów od tyłu i mówienie ich na głos (bez pisania) oraz stopniowe zwiększanie długości i stopnia trudności słów (np.: świat, szpital, odpowiedzialność).
• Sekwencyjne gry informacyjne – podczas których zapisuje się ciąg imion (np.: Fred, Stacy, Richard, Stanley, Ida, Edward), po czym dana osoba ma wykonać różne zadania z pamięci, takie jak:
  

         o  recytowanie wspak,

         o  układanie alfabetyczne, 

         o  układanie według długości słów.

• Wyzwania zadaniowe – ukończenie sekwencji zadań i kontynuowanie wykonywania każdego zadania, dopóki nie będzie musiało zostać zastąpione innym zadaniem. Uwaga: jednocześnie można wykonywać wiele zadań werbalnych lub fizycznych. Po wykonaniu wszystkich zadań uczestnicy proszeni są o przypomnienie sobie konkretnego zadania, np. jakie było trzecie zadanie. Pytanie to można zadać natychmiast lub na późniejszym etapie sesji. Wyzwania zadaniowe aktywują różne obszary mózgu i czynności, takie jak:  

         o   liczenie wspak od 10,

         o   pomachanie rękami nad głową,

         o   marsz w miejscu,

         o   pstrykanie palcami,

         o   recytowanie alfabetu wspak,

         o   tupanie nogą.

Trening umysłowy przyczynia się do poprawy zdolności poznawczych i komunikacji między półkulami mózgu.

Żywność wspomagająca pracę mózgu

Chociaż nie można jednoznacznie twierdzić, że konkretne pożywienie podnosi poziom IQ i zwiększa inteligencję, pewne składniki odżywcze wykazują obiecujące właściwości na tym polu:

• Antyoksydanty (przeciwutleniacze) – polifenole występujące w zielonej herbacie i antocyjany (czerwone, fioletowe lub niebieskie pigmenty) występujące w kwiatach, owocach, liściach, łodygach i korzeniach jagód, borówek, jeżyn, czerwonej kapusty i cebuli oraz bakłażanie, mogą okazać się skuteczne w walce z wolnymi rodnikami.
• Oleje rybne – 1200 mg kwasu eikozapentaenowego oraz 200 mg kwasu dokozaheksaenowego zmniejszają ryzyko pogorszenia funkcji poznawczych i ryzyko rozwoju demencji.
• Witaminy z grupy B – 800 mg kwasu foliowego oraz w mniejszym stopniu witaminy B6 i B12 mogą obniżać poziom homocysteiny we krwi.
• Kofeina (w umiarkowanych ilościach) – umiarkowane spożycie kofeiny może pomóc w zachowaniu sprawnie funkcjonującej bariery krew-mózg, a także może zmniejszyć poziom amyloidu-beta w osoczu, struktury białkowej związanej z chorobą Alzheimera.
• Glukoza ze zdrowych źródeł (w odpowiednich ilościach) – dostarcza mózgowi paliwa, chociaż należy również wziąć pod uwagę reakcję insulinową. Insulina jest odpowiedzialna za wchłanianie składników odżywczych (w tym aminokwasów) do komórek, a biorąc pod uwagę fakt, że komórki mięśniowe nie przejmują się zbytnio tryptofanem, skoki insuliny mogą powodować zwiększone przedostawanie się tryptofanu do mózgu. To z kolei może zwiększyć produkcję serotoniny. Uważa się jednak, że włączenie aminokwasów o rozgałęzionych łańcuchach w ciągu dnia konkuruje z tryptofanem i zmniejsza ilość przechodzącą przez barierę krew-mózg, zasadniczo zmniejszając wywołujące zmęczenie działanie tryptofanu i pomagające utrzymać koncentrację i czujność mózgu.

Stres i kortyzol

Przewlekły stres i podwyższony poziom kortyzolu mogą negatywnie wpływać na funkcjonowanie mózgu. Współdziałanie między stresem, kortyzolem a hipokampem podkreśla znaczenie zarządzania stresem w zachowaniu funkcji poznawczych.

Niestety wielu z nas prowadzi życie, w którym chroniczny stres psychiczny i utrzymujący się, podwyższony poziom kortyzolu są uważane za normę. Ten utrzymujący się poziom kortyzolu upośledza komórki hipokampa zaangażowane w uczenie się krótkotrwałe i pamięć długoterminową. Ostatecznie może to spowodować uszkodzenie i kurczenie się hipokampa z powodu ataków wolnych rodników, które niszczą i skracają dendryty, zmniejszają poziom BDNF, zmniejszają neurogenezę oraz zwiększają zanik neuronów.

W tym przypadku ciało migdałowate, obszar nadzorujący większość naszych emocji, może zacząć sprawować większą kontrolę nad uczeniem się i nad hipokampem, co zwiększa poziom naszego stresu emocjonalnego, przyczyniając się do wzrostu poziomu kortyzolu i w ten sposób nakręca się błędne koło.

Co więcej, podwyższony poziom kortyzolu może również utrudniać przejście do fazy 4 snu (sen głęboki lub delta) w nocy. To bardzo istotna faza snu, w której mózg zwykle przekształca uczenie się krótkotrwałe w pamięć długoterminową, a poziom hormonu wzrostu pomaga budować i naprawiać tkankę (np. masę mózgu).

Kortyzol może również bezpośrednio hamować uwalnianie hormonu wzrostu z przysadki mózgowej, stymulując uwalnianie somatostatyny, hormonu hamującego hormon wzrostu, z podwzgórza.

Wydaje się zatem, że wszelkie próby wzmocnienia mózgu, czy to poprzez ćwiczenia umysłowe i fizyczne, czy nawet jedno i drugie, mogą być prawie daremne bez skutecznych sposobów radzenia sobie ze stresem.

Podsumowanie

Ewoluujące zrozumienie neuroplastyczności podkreśla dynamiczną relację między stylem życia a funkcjonowaniem mózgu.

Dla trenerów personalnych zastosowanie podejścia holistycznego, obejmującego: różnorodne ćwiczenia fizyczne, wyzwania umysłowe, radzenie sobie ze stresem i świadome odżywianie, może zoptymalizować zdrowie mózgu i wydajność poznawczą zarówno u podopiecznych, jak i u nich samych. Umiejętnie wprowadzając te praktyki do swojej rutyny, zyskają ogromną szansę i możliwości, aby kłaść silny nacisk na sprawny i optymalnie funkcjonujący mózg przez całe życie.

Chociaż doskonale zdajemy sobie sprawę z powiązania między umysłem a ciałem, wynikającego z aktywnośći fizycznej, badania potwierdzające korzyści płynące z ćwiczeń fizycznych w zakresie wzmacniania mózgu wciąż się poszerzają. Dzieje się tak w miarę odkrywania nowych związków poprawiających ogólną strukturę i funkcjonowanie mózgu.

Dlaczego zatem nie rozważyć rozszerzenia swoich usług i programów treningowych tak, aby zająć się, a może nawet uwydatnić (w przypadku niektórych), krytyczne domeny psycho-emocjonalne, które często są zaniedbywane w tradycyjnym programowaniu? Pamiętaj jednak, że skuteczny program umysł-ciało może być tak dobry, jak zawarte w nim mechanizmy radzenia sobie ze stresem, więc nie trenuj tylko ciężko, trenuj mądrze.

Pamiętaj, że spadek funkcji kognitywnych i typowy dla zaawansowanego wieku kiepski stan umysłowy to wybór! Podobnie jak świetna forma umysłowa i mózg, który każdego dnia staje w obliczu nowych wyzwań!