Влияние упражнений на сон и здоровье мозга

Существует острая необходимость в разработке биомаркеров возраста мозга и научно доказанных вмешательств для улучшения здоровья мозга. Ранее алгоритм машинного обучения, индекс возраста мозга (BAI), был разработан для прогнозирования возраста мозга (BA) на основе 510 признаков, полученных из ЭЭГ во время ночного сна. Алгоритм сообщает, на сколько «выглядит» мозговая активность спящего человека, что называется «возрастом мозга» (BA), и сравнивает это с хронологическим возрастом (CA). Разница в BAI: BAI = BA-CA. Предыдущая работа предполагает, что у пациентов со значительными неврологическими или психическими заболеваниями, гипертонией и диабетом средний избыточный возраст мозга, или «индекс возраста мозга» (BAI), составляет 4 и 3,5 года по сравнению со здоровыми людьми. Более того, было показано, что высокий BAI является независимым предиктором смертности. Каждый дополнительный год BAI дает относительное увеличение риска смерти на 3,3%. Работа других групп предполагает, что упражнения потенциально эффективны для содействия «успешному старению мозга».

Исследования влияния упражнений на когнитивные функции включают метаанализ 18 предыдущих исследований, в которых анализировались результаты упражнений на когнитивные функции у пожилых людей. Было обнаружено, что аэробные фитнес-тренировки улучшили производительность в нескольких когнитивных областях, включая исполнительную функцию, когнитивный контроль, пространственную обработку и скорость обработки, со средним улучшением в исследованиях и во всех областях на 0,5 стандартных отклонения по сравнению с контрольной группой. Улучшение было наибольшим для процессов управления и контроля. Степень улучшения также зависела от продолжительности занятий фитнесом, продолжительности тренировочных занятий и пола (у женщин, по-видимому, было больше преимуществ). Исследования влияния физических упражнений на структуру мозга включают в себя предыдущее исследование, в котором приняли участие 35 пожилых людей (14 с легкими когнитивными нарушениями, 16 здоровых в контрольной группе) для участия в 12-недельной программе ходьбы средней интенсивности. VO2max испытуемых увеличился в среднем на 8,49%. Степень, в которой кардиореспираторная выносливость (V̇O2peak) улучшилась благодаря вмешательству, сильно положительно коррелировала с широко распространенными изменениями толщины коры. Взятые вместе, эти и другие исследования показывают, что аэробные упражнения могут быть эффективным вмешательством для противодействия атрофии коры, вызванной старением и болезнями, и могут обеспечить защиту от будущего снижения когнитивных функций у пожилых людей из групп риска.

Это исследование предполагает, что когнитивные способности увеличатся после 12 недель регулярных упражнений (1a), ИКИ на основе ЭЭГ будут ниже после 12 недель регулярных упражнений (1b), а улучшения когнитивных показателей можно предсказать по изменениям ИКИ (1c). Кроме того, предполагается, что избыточный BAI будет коррелировать с плохим качеством сна, более высокими ранее существовавшими сопутствующими заболеваниями, плохим питанием и малой социальной сетью (2). Ожидается, что люди, ведущие сидячий образ жизни, которые проходят 12-недельную программу тренировок, продемонстрируют измеримые улучшения возраста мозга и когнитивных функций на основе ЭЭГ, и степень улучшения будет связана со степенью улучшения аэробной подготовленности. Это исследование предоставит предварительные данные для поддержки более крупного и продолжительного лонгитюдного исследования, предназначенного для 1) клинической проверки новых, недорогих и удобных для пациентов биомаркеров здоровья мозга на основе ЭЭГ; и 2) оценить эффективность вмешательств, направленных на сохранение и улучшение здоровья мозга и, в конечном итоге, на увеличение продолжительности жизни.