تاثیر فوری فعالیت بدنی سبک بر ارتقای عملکرد حافظه و اتصالپذیری هیپوکامپ
مرجع پژوهش: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
|
موسسه پژوهشی: مرکز نوروبیولوژی یادگیری و حافظه UCI
خلاصه مدیریتی پژوهش: طبق تحقیقات تصویربرداری مغزی رزونانس مغناطیسی با وضوح بالا (High-Resolution fMRI)، حتی یک جلسه کوتاه ۱۰ دقیقهای فعالیت بدنی سبک (نظیر پیادهروی یا یوگا) موجب افزایش فوری اتصالپذیری عملکردی بین شکنج دندانهای هیپوکامپ (Dentate Gyrus) و قشر مغز میشود. این تغییرات ساختاری-عملکردی بلافاصله باعث بهبود توانایی بازیابی دقیق اطلاعات و ارتقای عملکرد حافظه کاری میگردد.
تصویربرداری fMRI افزایش همگرایی شبکه شکنج دندانهای هیپوکامپ و نواحی کورتیکال را پس از ۱۰ دقیقه ورزشی ملایم نشان میدهد.
مکانیسمهای عصبشناختی اثرگذاری ورزش سبک بر شبکه حافظه
پژوهشگران مرکز نوروبیولوژی یادگیری و حافظه در دانشگاه کالیفرنیا، ایروین (UCI) با همکاری دانشگاه تسوکوبای ژاپن در مطالعهای مبتنی بر fMRI عصبشناختی دریافتند که اجرای تمرینات بسیار ملایم نظیر ۱۰ دقیقه پیادهروی، تمرینات یوگا یا تایچی، بهسرعت ارتباطات میانناحیهای مغز را تغییر میدهد. این تغییرات عمدتاً در شبکههایی رخ میدهد که مسئولیت رمزگردانی، انسجام و بازیابی حافظه را بر عهده دارند.
در این مطالعه که بر روی ۳۶ فرد جوان و سالم صورت گرفت، پژوهشگران بلافاصله پس از یک دوره ۱۰ دقیقهای فعالیت بدنی خفیف، سنجشهای تصویربرداری را اجرا کردند. دادههای تصویربرداری نشاندهنده افزایش معنادار ارتباط عملکردهای اجرایی بین شکنج دندانهای هیپوکامپ (Dentate Gyrus) و نواحی قشری (Cortical Areas) درگیر در پردازش جزئیات حافظه بود. نتایج ارزیابیهای رفتاری نشان داد که این افزایش همگرایی عصبی، پیشبینکننده مستقیم بهبود در بازخوانی دقیق دادههای شناختی است.
تمایز میان اثرات آنی و فرآیند زمانبر عصبزایی (Neurogenesis)
هیپوکامپ ساختاری مرکزی برای شکلگیری خاطرات جدید است و در عین حال، یکی از نخستین نواحی مغزی است که در جریان سالمندی و آسیبهای نورودژنراتیو نظیر بیماری آلزایمر دچار تحلیل ساختاری میشود. پروفسور مایکل یاسا (Michael Yassa)، یکی از سرپرستان این پژوهش اشاره میکند که تحقیقات پیشین بیشتر بر توانایی ورزش منظم در تحریک عصبزایی (تولید سلولهای عصبی جدید در هیپوکامپ) تمرکز داشتند؛ فرآیندی که تحقق آن نیازمند طی شدن چند هفته یا چند ماه است.
با این حال، یافته جدید اثبات میکند که پیامدهای مثبت فعالیت بدنی دارای یک فاز بسیار فوری و آنی نیز هست. تقویت اتصالپذیری شبکه حافظه بلافاصله پس از ۱۰ دقیقه فعالیت سبک رخ میدهد، بدون آنکه نیازی به انتظار برای شکلگیری نورونهای جدید باشد. برای سنجش دقیق این توانمندیهای شناختی، پژوهشگران آزمایشگاهی معمولاً از متغیرهایی چون
ظرفیت حافظه کاری و فعالیت بدنی
بهعنوان شاخصهای ارزیابی استفاده میکنند.
کاربردهای بالینی و پروتکلهای سنجش شناختی
ارزیابی دقیق تحولات شناختی متعاقب مداخلات ورزشی، نیازمند ابزارهای سنجش استانداردی است که زمان واکنش، دقت، و نگهداری اطلاعات را اندازهگیری کنند. در پروتکلهای تحقیقاتی از ابزارهایی نظیر
آزمون N-Back انطباقی و
تکلیف حافظه کاری استرنبرگ
جهت ثبت تغییرات ظرفیت حافظه استفاده میشود. علاوه بر این، سنجش حافظه فضایی از طریق
تست بلوکهای کورسی (Corsi)
و ارزیابی پایداری توجه با استفاده از
آزمون عملکرد پیوسته (CPT)
اطلاعات عینی و کمی درباره اثر مداخلات فیزیولوژیک بر عملکرد مغز فراهم میآورد.
تیم پژوهشی UCI در حال گسترش این مطالعات بر روی افراد مسنتر هستند تا پروتکل دقیق و بهینهای از مداخلات ورزشی مختصر روزانه برای پیشگیری از افت شناختی مرتبط با سن تعیین کنند.
پرسشهای تخصصی و پاسخهای علمی
آیا تمرینات ورزشی کوتاهمدت و سبک میتوانند بلافاصله بر عملکرد حافظه تاثیر بگذارند؟
بله، دادههای حاصل از fMRI با وضوح بالا نشان میدهد که ۱۰ دقیقه فعالیت سبک با افزایش همگرایی عصبی میان شکنج دندانهای هیپوکامپ و قشر مغز، بازیابی دقیق حافظه را بلافاصله بهبود میبخشد.
مکانیسم عصبی بهبود حافظه ناشی از یک جلسه ورزش کوتاه چیست؟
این تاثیر آنی متکی بر تقویت اتصالپذیری عملکردی (Functional Connectivity) در شبکههای عصبی موجود است و مستقل از فرآیند زمانبر نوروژنز (عصبزایی) عمل میکند.
چه آزمونهای شناختی برای ارزیابی این تغییرات بهکار میروند؟
تکالیف استانداردی نظیر آزمون N-Back، تست حافظه استرنبرگ، سنجش بلوکهای کورسی و آزمون عملکرد پیوسته (CPT) برای ثبت عینی تغییرات حافظه کاری و توجه استفاده میشوند.
Journal Reference:
Suwabe, K., Byun, K., Hyodo, K., Reagh, Z. M., Roberts, J. M., Matsushita, A., Saotome, K., Ochi, G., Fukuie, T., Suzuki, K., Yassa, M. A., & Soya, H. (2018). Rapid stimulation of human dentate gyrus function with acute mild exercise. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 115(41), 10487-10492.