Wpływ ćwiczeń na sen i zdrowie mózgu

Istnieje pilna potrzeba opracowania biomarkerów wieku mózgu i naukowo udowodnionych interwencji poprawiających zdrowie mózgu. Wcześniej algorytm uczenia maszynowego, Brain Age Index (BAI), został opracowany w celu przewidywania wieku mózgu (BA) na podstawie 510 cech pochodzących z nocnego EEG snu. Algorytm informuje, ile lat „wygląda aktywność mózgu osoby śpiącej”, zwanej „wiek mózgu” (BA), i porównuje to z wiekiem chronologicznym (CA). Różnica polega na BAI: BAI = BA-CA. Wcześniejsze prace sugerują, że pacjenci z poważnymi chorobami neurologicznymi lub psychiatrycznymi lub nadciśnieniem i cukrzycą wykazują średni wiek mózgu lub „wskaźnik wieku mózgu” (BAI) o 4 i 3,5 roku w stosunku do zdrowych osób z grupy kontrolnej. Ponadto wykazano, że wysoki BAI jest niezależnym predyktorem śmiertelności. Każdy dodatkowy rok BAI daje względny wzrost ryzyka śmierci o 3,3%. Prace innych grup sugerują, że ćwiczenia są potencjalnie skuteczne w promowaniu „pomyślnego starzenia się mózgu”.

Badania wpływu ćwiczeń na funkcje poznawcze obejmują metaanalizę 18 wcześniejszych badań, w których analizowano wyniki ćwiczeń na funkcje poznawcze u osób starszych. Stwierdzono, że aerobowy trening fitness poprawił wydajność w kilku domenach poznawczych, w tym w funkcjach wykonawczych, kontroli poznawczej, przetwarzaniu przestrzennym i szybkości przetwarzania, ze średnią poprawą we wszystkich badaniach i we wszystkich domenach o 0,5 odchylenia standardowego w stosunku do grupy kontrolnej. Największa poprawa dotyczyła procesów wykonawczych i kontrolnych. Stopień poprawy był również powiązany z długością interwencji fitness-treningowej, czasem trwania sesji treningowych oraz płcią (kobiety zdawały się odnosić większe korzyści). Badania wpływu ćwiczeń na strukturę mózgu obejmują wcześniejsze badanie, w którym wzięło udział 35 starszych osób (14 z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi, 16 zdrowych osób z grupy kontrolnej) do udziału w 12-tygodniowym programie marszu o umiarkowanej intensywności. VO2max badanych zwiększyło się średnio o 8,49%. Stopień poprawy wydolności krążeniowo-oddechowej (V̇O2peak) w wyniku interwencji był silnie dodatnio skorelowany z powszechnymi zmianami grubości kory mózgowej. Podsumowując, te i inne badania sugerują, że ćwiczenia aerobowe mogą być skuteczną interwencją przeciwdziałającą atrofii korowej spowodowanej starzeniem się i chorobami oraz mogą zapewnić ochronę przed przyszłym pogorszeniem funkcji poznawczych u osób starszych z grupy ryzyka.

W tym badaniu postawiono hipotezę, że wydajność poznawcza wzrośnie po 12 tygodniach regularnych ćwiczeń (1a), BAI oparty na EEG będzie niższy po 12 tygodniach regularnych ćwiczeń (1b), a poprawę miar poznawczych można przewidzieć na podstawie zmian BAI (1c). Ponadto przypuszcza się, że nadmiar BAI będzie skorelowany ze słabą jakością snu, większą liczbą chorób współistniejących, niewłaściwą dietą i małą siecią społecznościową (2). Oczekuje się, że osoby prowadzące siedzący tryb życia, które przejdą 12-tygodniowy program ćwiczeń fizycznych, wykażą mierzalną poprawę wieku mózgu i funkcji poznawczych na podstawie EEG, a stopień poprawy będzie związany ze stopniem poprawy wydolności tlenowej. To badanie dostarczy wstępnych danych na poparcie większego i dłuższego badania podłużnego, którego celem jest: 1) kliniczna walidacja nowych, tanich i przyjaznych dla pacjenta biomarkerów zdrowia mózgu opartych na EEG; oraz 2) ocenić skuteczność interwencji mających na celu zachowanie i poprawę zdrowia mózgu, a ostatecznie wydłużenie życia w zdrowiu.