Как плавание влияет на наш мозг с точки зрения науки

Формирование мозговых клеток и связей

До 1960-х годов ученые считали: количество нейронов и синаптических связей в мозгу человека ограничено, и они не восстанавливаются после повреждения. Затем было доказано, что даже у взрослых людей и других животных происходит нейрогенез (образование новых нейронов).

Эти изменения возникают за счет повышения уровня белка под названием нейротропный фактор мозга (brain-derived neurotrophic factor, BDNF). Этот белок стимулирует нейронную пластичность (способность мозга меняться), которая, в свою очередь, улучшает когнитивные функции, в том числе способность к обучению и запоминанию.

Исследования на людях показали сильную взаимосвязь между концентрацией нейротропного фактора мозга и увеличением размера гиппокампа — области мозга, ответственной за обучение и память. Высокая концентрация усиливает когнитивные способности и помогает бороться с тревожностью и депрессией. В то же время более низкая может вызывать аффективные расстройства.

Аэробные упражнения также способствует высвобождению специальных химических медиаторов под названием нейротрансмиттеры. Один из них — серотонин, который при повышенном количестве способен снижать депрессию и тревожность, а также улучшать настроение.

Исследования проводились и на рыбах. Спустя восемь недель упражнений ученые наблюдали у них изменения генов, ответственных за повышение нейротропного фактора мозга и усиленное развитие дендритных шипиков — выступов на дендритах или удлиненных частях нервных клеток. Данные дополняют исследования млекопитающих, гласящих, что нейротропный фактор мозга повышает плотность нейрональных клеток.

Эти изменения улучшили память, настроение и когнитивные способности у млекопитающих. Большая плотность клеток помогает нейронам создавать новые связи и отправлять больше сигналов другим нервным клеткам. При повторении сигналов связи могут усилиться.

Особенности плавания

Давно известно, что плавание полезно для сердечно-сосудистой системы. Во время этого процесса задействуются все основные группы мышц, поэтому сердце работает усиленно, что повышает циркуляцию крови по всему телу.

• Это приводит к ангиогенезу — созданию новых кровеносных сосудов.
• При этом повышается выброс эндорфинов — гормонов, которые действуют как естественное обезболивающее. Поэтому после упражнений часто возникает чувство эйфории.

Влияние плавания на мозг больше всего изучалось на крысах в силу генетического и анатомического сходства с людьми. Одно из таких исследований показало, что плавание стимулирует мозговые пути, которые подавляют воспалительные процессы в гиппокампе и препятствуют апоптозу (гибели клеток).

Плавание также поддерживает выживание нейронов и снижает воздействие старения на когнитивную систему. Ученые пока не могут визуализировать эти процессы у людей, хотя у них наблюдаются аналогичные когнитивные эффекты.

Фото в тексте: Kateryna Mostova / Shutterstock

Чтобы определить, насколько долго сохраняется положительный эффект для краткосрочной и долгосрочной памяти, исследователи обучили крыс плавать в течение часа ежедневно по пять дней в неделю. Затем крыс поместили в водный лабиринт с шестью ответвлениями, в одном из которых была скрытая платформа. У них было шесть попыток, чтобы найти ее.

Спустя всего неделю тренировок ученые обнаружили улучшения как кратковременной, так и долговременной памяти: с каждым днем крысы совершали все меньше ошибок. На базе этих данных они предположили, что плавание способно восстановить нарушения памяти, вызванные нейропсихическими заболеваниями у людей.

Исследования также показывают, что плавание полезно в любом возрасте. Ученые проверили, как оно влияет на умственные способности пожилых людей, и выяснили: у тех, кто плавал регулярно, скорость мышления и острота внимания были выше. Однако испытание не было рандомизированным: те, кто занимался плаванием раньше, могли иметь преимущество.

В другом исследовании сравнивались когнитивные способности пловцов и тех, кто занимался наземными видами спорта. Само по себе погружение в воду не сильно влияло на результаты. Однако 20-минутное плаванием брассом с умеренной интенсивностью улучшило когнитивные функции в обеих группах.

Польза для детей

Плавание также повышает способность к запоминанию у детей. Недавно группа исследователей изучила связь между физической активностью и тем, как дети запоминают новые слова.

Участникам 6-12 лет представили названия незнакомых предметов. Затем их способность вспомнить эти слова проверили после трех видов деятельности, выполняемых в течение трех минут: раскрашивание (отдых), плавание (аэробика) и кроссфит (анаэробные упражнения).

Дети показали самые высокие результаты после плавания (раскрашивание и кроссфит оказались на одном уровне). Очевидно, плавание дает большие преимущества для молодого развивающегося мозга по сравнению с анаэробными упражнениями. Однако в рамках исследования плавание не сравнивалось с другими видами аэробики.

Пока нейробиологам лишь предстоит разобраться, сколько времени нужно плавать и в каком стиле, а также какие именно когнитивные пути активируются во время этого процесса. Однако они все сильнее приближаются к тому, чтобы собрать все эти данные воедино.

Источник.