ورزش چگونه مغز را تقویت می‌کند؟

طبق مطالعه‌ی جدیدی درزمینه‌ی فعالیت بدنی و سلامت مغز، ورزش ممکن است به روش‌های غیرمنتظره‌ای به تغییر مغز ورزش‌کاران کمک کند. این مطالعه که هم موش و هم انسان را شامل می‌شد، دریافت ورزش کبد را ترغیب می‌کند تا پروتئین کمترشناخته‌شده‌ای را تولید کند و افزایش سطوح آن پروتئین در حیوانات پیر، مغز و حافظه‌ی آن‌ها را دوباره جوان می‌کند. این یافته‌ها سؤالات بحث‌برانگیزی در‌این‌باره مطرح می‌کند که آیا مزایای مغزی ورزش ممکن است روزی به‌شکل کپسول یا سرنگی در‌دسترس قرار گیرد یا خیر.

از قبل شواهد فراوانی داریم که نشان می‌دهد فعالیت بدنی از مغز و ذهن دربرابر برخی از زوال‌هایی محافظت می‌کند که درصورت ورزش‌نکردن همراه‌با افزایش سن پیش می‌آیند. در مطالعاتی که قبلا روی جوندگان انجام شده است، حیواناتی که روی چرخ یا تردمیل می‌دویدند، نورون‌های جدید بیشتری تولید می‌کردند و بهتر از موش‌های بدون تحرک یاد می‌گرفتند و به‌خاطر می‌آوردند. به‌طورمشابه، افراد مسنی که پیاده‌روی می‌کردند، در بخش‌هایی از مغز که به حافظه مربوط می‌شود، افزایش حجم بافت را نشان می‌دادند. حتی در میان افراد جوان‌تر، کسانی که درمقایسه‌با همتایان خود از آمادگی بدنی بهتری برخوردار بودند، معمولا در آزمون‌های شناختی بهتر عمل می‌کردند.

سوالات بسیاری در این زمینه بدون پاسخ مانده است که چگونه ورزش در سطح سلولی مغز را بازسازی می‌کند و عملکرد آن را تغییر می‌دهد. اکثر پژوهشگران گمان می‌کنند این فرایند شامل رهاسازی آبشاری از مواد درون مغز و بخش‌های دیگر بدن در جریان و پس از ورزش است. این مواد باهم در تعامل هستند و موجب برانگیخته‌شدن واکنش‌های بیوشیمیایی دیگری می‌شوند که درنهایت ظاهر و عمل مغز را تغییر می‌دهند. بااین‌حال، این امر مشخص نشده است که این مواد چه هستند، از کجا نشئت می‌گیرند، چگونه به‌هم برخورد می‌کنند و باهم درمی‌آمیزند.

برای مطالعه‌ی جدید که نتایج آن ماه جاری در مجله‌ی Science منتشر شد، پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا تصمیم گرفتند ذهن و جریان خون موش‌ها را بررسی کنند. در پژوهشی پیشین از همین آزمایشگاه، دانشمندان خون موش‌های جوان را به موش‌های مسن‌تر تزریق کردند و پیشرفت‌هایی در تفکر حیوانات پیر را شاهد بودند. سائول ویلدا، استاد دانشگاه کالیفرنیا، این مطالعه را با همکاری آلانا هوروویتس و شیولای فن و دیگران انجام داده است. ویلدا می‌گوید: «این مانند انتقال حافظه‌ی جوان ازطریق خون بود.» آن مزیت‌ها نتیجه‌ای از سن جوان حیوان اهداکننده بودند و نه عادت ورزش‌کردن.

درادامه، دانشمندان تصمیم گرفتند تفاوت خون ورزش‌کاران را مطالعه کنند. آن‌ها با استفاده از طیف‌سنجی جرمی و دیگر شیوه‌ها پروتئین‌های مختلفی را در خون حیوانات دونده پیدا کردند که میزان آن‌ها با میزان پروتئین‌های خون حیوانات غیرفعال برابر نبود. سپس، روی پروتئین کمترشناخته‌ای به‌نام GPLD1 تمرکز کردند. این پروتئین غالبا در کبد تولید می‌شود؛ ارگانی است که معمولا تصور نمی‌شود تعامل زیادی با مغز داشته باشد. باوجوداین، سطوح این پروتئین پس از ورزش به‌اندازه‌ی کافی افزایش یافته بود تا انجام بررسی‌های بیشتر را توجیه کند.

پژوهشگران از مهندسی ژنتیک برای تقویت آزادسازی GPLD1 از کبد موش‌های مسن غیرفعال استفاده کردند. پس‌از‌آن، آن حیوانات در آزمون‌های یادگیری و حافظه تقریبا همانند موش‌های جوان عمل کردند و مغز آن‌ها درمقایسه‌با دیگر موش‌های پیر از نورون‌های تازه‌ی بیشتری برخوردار شده بود. درحقیقت، آن‌ها مزایای ورزش را بدون انجام ورزش به‌دست آورده بودند.

دانشمندان برای اطمینان از این مسئله که این واکنش به جوندگان منحصر نیست، خون انسان‌های مسن را نیز بررسی کردند. زنان و مردان مسنی که با هدف ورزش‌کردن، منظم پیاده‌روی می‌کردند، درمقایسه‌با گروهی که ورزش نمی‌کردند، سطوح بالاتری از GPLD1 را در خون خود داشتند.

دکتر ویلدا می‌گوید به‌نظر می‌رسد نتیجه‌ی کلی این یافته‌ها آن باشد که ورزش سلامت مغز را تا حدودی ازطریق ترغیب کبد به تولید مقادیر اضافی GPLD1 بهبود می‌بخشد؛ اگرچه هنوز مشخص نیست این پروتئین چگونه مغز را تغییر می‌دهد. به‌گفته‌ی دکتر ویلدا، آزمایش‌های بعدی دانشمندان نشان داد این پروتئین احتمالا از سد خونی‌مغزی عبور نمی‌کند و اثر مستقیمی روی مغز نمی‌گذارد. درعوض، این احتمال وجود دارد که پروتئین مذکور موجب برانگیخته‌شدن تغییراتی در بافت‌ها و سلول‌های موجود در بخش‌های دیگر بدن شود. این بافت‌ها به‌نوبه‌ی خود پروتئین‌های دیگری تولید می‌کنند که اثرهایی روی بافت‌های دیگر می‌گذارند که درنهایت، به تغییر مستقیم ناقل‌های عصبی و ژن‌ها و سلول‌های خود مغز منجر می‌شود که پیشرفت‌های شناختی را به‌دنبال دارد.

دکتر ویلدا معتقد است اگر آزمایش‌های بعدی نشان دهند GPLD1 جداگانه به آغاز این واکنش مولکولی زنجیره‌ای کمک می‌کند، تصورکردنی است که تزریق این ماده بتواند برای افراد ناتوان از انجام فعالیت‌های بدنی مزایای مغزی ورزش را به‌ارمغان آورد. این آزمایش اساسا به موش‌ها مربوط است و درباره‌ی اثرهای سیستمیک GPLD1 به ما اطلاعات اضافه‌ای نمی‌دهد که حتی ممکن است مقدار زیاد آن نامطلوب باشد. به‌طور بنیادی‌تر، یافته‌های پژوهش جدید بر تأثیرات فراگیر و پیچیده و کلی ورزش تأکید می‌کند که در این مورد، کبد به‌نوعی ذهن و مغز را پس از ورزش تغییر می‌دهد.

درحال‌حاضر، غیرممکن است بدانیم آیا همان فرایندهای همگام‌شده‌ی به‌هم‌پیوسته همه در پاسخ به قرص ورزش GPLD1 اتفاق خواهند افتاد و این ماده می‌تواند اصلا به‌عنوان قرص ورزش محسوب شود یا نه. دکتر ویلدا با این موضوع موافق است که حتی اگر GPLD1 دارویی برای سلامت مغز مؤثر باشد، مزیت‌های ورزش را بازتولید نمی‌کند. او خاطرنشان می‌کند هیچ‌یک از مزیت‌های معمول چربی‌سوزی یا عضله‌سازی یا بهبودهای قلبی‌عروقی رخ نمی‌دهد؛ اما امیدوار است اگر آزمایش‌های بعدی در آزمایشگاهش در حیوانات و انسان‌ها نتایج یکدستی ارائه دهد، این ماده ممکن است درنهایت بتواند به افرادی کمک کند تا بهتر فکر کنند که حرکت‌کردن برایشان دشوار است.