איך ספורט מועיל לזיכרון? בשיפור התקשורת במוח

ההשפעות החיוביות של פעילות גופנית על יכולות שכליות ידועות מזה זמן רב, אולם עד כה לא היה ידוע איך היא משפרת זיכרון בטווח המיידי. כעת, מחקר מיפן מגלה: פעילות גופנית לזמן קצר משפרת את התקשורת בין ההיפוקמפוס לאזורים בקליפת המוח (קורטקס), והשיפור הזה קשור לשיפור הזיכרון.

בכתבה קודמת דיווחנו שאימון גופני אצל ילדים מגדיל את כמות החומר האפור – גופי התאים במוח. לשינויים מבניים במוח יכולות להיות, כמובן, השלכות על התפקוד השכלי ואכן, יש עדויות רבות לשיפור תפקוד שכלי בעקבות פעילות גופנית. אולם השאלה אם פעילות גופנית קצרה ולא מאומצת יכולה להיטיב עם התפקוד השכלי בטווח המיידי, נותרה פתוחה. המחקר הנוכחי התמקד בשאלה זו.

אימון קל מספיק

בשונה מפעילות מתונה, פעילות מאומצת גורמת לתגובת עקה (stress), שמתבטאת בין היתר בעליה בהורמוני עקה כגון קורטיזול, ואילו הפעילות קלה לא גורמת לתגובה כזו. כדי לוודא שהפעילות הגופנית לא גרמה לעקה, מדדו חוקרים מיפן ומארצות הברית את רמת הקורטיזול ברוק של אנשים שביצעו תרגול גופני – רכיבה על אופני כושר במשך 10 דקות - והתברר שהיא אינה שונה מזו של נבדקים שישבו על האופניים מבלי לדווש. רמת המאמץ  של הפעילות הגופנית שהמשתתפים נדרשו לבצע הותאמה לכל משתתף בנפרד, כך שתגרום לצריכת חמצן של 30 אחוז מהצריכה המרבית, שנמדדת בעת פעילות גופנית מאומצת. גם קצב הלב של המתאמנים נמדד בתום הפעילות והתברר שהוא אינו חורג מהקריטריונים שהגדירה האגודה האמריקנית לרפואת ספורט (ACSM) לפעילות גופנית מתונה.

המשימה המנטלית שנדרשו הנבדקים לבצע – שכבר פורסמה במחקר קודם - בודקת את יכולתם לזהות עצמים כזהים לחלוטין לעצמים שראו 45 דקות קודם לכן או רק כדומים להם, למשל, אותו עצם מזווית מעט אחרת. יכולת זו תלויה בהיפוקמפוס. העצמים הדומים יכלו להיות דומים לעצמים הקודמים שהוצגו במידה מועטה, רבה או בינונית, כך שאפשר היה לראות את ההשפעות של אימון גופני בתנאי ניסוי שונים. בניסוי זה נמצא שאימון גופני משפר את יכולתם של הנבדקים לזהות עצמים דומים ככאלה, כאשר הדמיון בין העצמים בשתי הפעמים היה גבוה או בינוני, אך לא כאשר הוא היה נמוך – כלומר, לפעילות גופנית יש השפעה מיטיבה על הזיכרון, כאשר המטלה היא קשה.

האימון הגופני משפר את הביצועים בכמה אזורים נפרדים: ההיפוקמפוס (ורוד) בהדמיית מוח | Science Photo Library

תקשורת בתוך המוח

בניסוי אחר, הנבדקים עברו בדיקה במכשיר דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI) – שיטה לסריקת מוח שמודדת את הפעילות של אזורים מסוימים במוח תוך כדי ביצוע המטלה. החוקרים חישבו את ההפרש בין פעילות המוח כאשר הנבדק אומר על עצם דומה, שהוא אכן דומה לעצם שראה קודם - אך לא זהה לו, לבין הפעילות כאשר הנבדק אומר על עצם דומה, שהוא זהה לעצם שראה קודם. במילים אחרות, ההפרש הזה מעיד עד כמה המוח מסוגל להפריד בין המאפיינים השונים של העצם בשתי הפעמים שהוא הוצג – יכולת זו קרויה "הפרדת דפוסים" (pattern separation), והיא הושוותה בין נבדקים שעברו אימון גופני לנבדקי ביקורת, כעדות למידת ההשפעה של אימון גופני על יכולת מוחית זו. נמצא, שפעילות גופנית מעלה את היכולת להפרדת דפוסים בשלושה אזורים בהיפוקמפוס וכן בשני אזורים של קליפת המוח (קורטקס).

החוקרים בדקו גם את הסנכרון בין אחד האזורים בהיפוקמפוס לשלושה אזורים בקליפת המוח, כלומר, עד כמה האזורים הללו "מדברים" זה עם זה במהלך ביצוע המטלה. הם מצאו שהפעילות הגופנית משפרת את הסנכרון, וכן שיש מתאם חיובי בין מידת העליה בסנכרון למידת השיפור בביצוע: ככל שהסנכרון עולה במידה רבה יותר, כך הביצוע משתפר במידה רבה יותר. מכאן שהסנכרון בין האזורים חשוב לביצוע המטלה בצורה מדויקת.

ממצאי המחקר מעידים שגם אימון קל ולא מאומץ משפר תפקוד שכלי שתלוי בהיפוקמפוס, באמצעות העצמת התקשורת בינו לבין אזורים בקליפת המוח. היות שמחלת אלצהיימר, שהיא מחלה של אנשים מבוגרים, מאופיינת בירידה בתפקוד ההיפוקמפוס, יש פתח של תקוה בידיעה שגם אימון גופני קל – כזה שגם אנשים מבוגרים יוכלו לעמוד בו – מועיל לתפקוד ההיפוקמפוס. מעבר לכך, אימון כזה יכול לעזור לא רק למבוגרים, אלא באופן כללי לאנשים שאינם מסוגלים לפעילות גופנית מאומצת, למשל נכים או בעלי כושר גופני נמוך, שמעוניינים לשפר את יכולתם השכלית.