새로운 연구는 뇌의 각성 시스템이 운동의 인지적 이점에 중요한 역할을 한다는 증거를 제공합니다. 에 게시된 결과 신경이미지또한 동공 직경의 변화가 운동으로 인한 인지 개선에 대한 예측 마커 역할을 할 수 있음을 나타내며 운동이 뇌에 미치는 영향을 이해하는 새로운 방법을 제공합니다.
이전 연구에서는 요가나 느린 조깅과 같은 매우 가벼운 운동이 스트레스나 부정적인 기분 반응을 일으키지 않고 인지 능력을 향상시킬 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 이러한 향상의 기본이 되는 신경 메커니즘은 잘 이해되지 않았습니다. 연구원들은 특히 뇌의 흥분 시스템, 특히 청반(locus coeruleus, LC)에서 유래하는 카테콜아민 시스템이 실행 기능에 대한 운동의 유익한 효과에 어떻게 관여하는지 이해하는 데 관심이 있었습니다.
연구 저자는 “COVID-19 대유행으로 인해 신체 활동이 줄어들어 인지 및 정신 건강이 심각하게 저하될 수 있습니다.”라고 말했습니다. 히데아키 간장그는 쓰쿠바 대학의 교수입니다.
이에 대한 대책으로 요가, 태극권, 천천히 마음챙김 달리기와 같은 가볍고 스트레스 없는 운동이 뇌 건강에 효과적인 치료 후보입니다. – 자유롭고 강렬한 조명 조건 그러나 인간의 매우 가벼운 운동 중에 실시간 뇌 활동을 읽는 기술은 존재하지 않으므로 현재 연구는 마음의 창으로 알려진 동공에 초점을 맞췄습니다. .”
연구를 수행하기 위해 연구원들은 건강한 젊은 성인을 대상으로 한 실험을 설계했습니다. 연구 샘플은 34명의 참가자로 구성되었으며, 그 중 6명은 여성이고 28명은 남성이었습니다. 연구자들은 신경학적 또는 정신 질환의 자가 보고 병력이 없는 참가자들을 모집했습니다. 그들은 상대적으로 건강하고 연구 결과를 혼란스럽게 할 수 있는 조건이 없는 개인을 선택하는 것을 목표로 했습니다.
이 연구는 참가자들이 별도의 날짜에 두 가지 조건, 즉 통제 휴식(CTL) 조건과 고강도 운동(EX) 조건을 받는 교차 설계를 따랐습니다. EX 조건에서 참가자들은 10분 동안 고강도 사이클링 운동을 했고, CTL 조건에서는 휴식을 취했습니다. 운동 부하는 각 참가자의 유산소 능력에 개별적으로 맞춰집니다.
연구원들은 실험 중에 데이터를 수집하기 위해 다양한 기술을 사용했습니다. 동공 직경은 각성 및 인지 상태의 변화에 대한 통찰력을 제공하는 안구 추적 장치를 사용하여 지속적으로 측정되었습니다. 근적외선 분광법(fNIRS)은 컬러 단어 Stroop 작업으로 알려진 집행 작업 동안 전전두엽 피질의 활동을 모니터링하는 데 사용되었습니다. 이 작업에는 일관성 없는 색상으로 표시되는 색상 이름에 대한 응답이 포함되며, 간섭을 극복하기 위한 인지 제어가 필요합니다.
이 연구에서는 매우 가벼운 운동을 하는 동안 동공 확장이 이루어졌으며 이 확장 정도가 실행 기능 성능의 후속 개선과 관련이 있음을 밝혔습니다. 이 동공 확장은 뇌의 노르아드레날린 흥분 시스템, 특히 LC와 연결되어 있습니다.
“초기 동공 직경 데이터를 처음 보았을 때 우리는 휴식에서 가벼운 운동으로 급진적인 동적 변화에 놀랐습니다.”라고 Soya는 말했습니다. 고통이 없으면 얻을 수 없다는 말이 있습니다. 하지만 인간의 경우 아주 가벼운 운동에도 뇌가 활성화된다는 사실을 원시 동공 데이터에서 명확하게 확인할 수 있다는 점이 흥미로웠습니다.”
fNIRS 측정은 운동 후 실행 기능 작업 중에 왼쪽 배외측 전두엽 피질의 활동이 증가했음을 나타냅니다. 뇌의 이 영역은 인지 제어 및 의사 결정과 같은 실행 기능에 관여하는 것으로 알려져 있습니다.
결과는 “매우 가벼운 운동 10분이라도 전두엽 피질의 기능을 향상시킬 수 있다”고 소야가 PsyPost에 말했다. “이것은 운동을 좋아하지 않는 사람들에게 희소식입니다.”
또한 동공은 뇌의 노르아드레날린성 흥분계를 비롯한 뇌간 활동을 반영하는 것으로 본 연구 결과에서는 동공이 운동 중 민감하게 확장되어 전전두엽 피질 기능이 향상될 것으로 예측했다. 또한, 미래를 내다보면 동공을 모니터링하는 것은 운동이 뇌에 미치는 영향을 예측하는 데 사용할 수 있는 새로운 바이오마커로서 유망한 잠재력을 가지고 있습니다.”
그러나 모든 연구와 마찬가지로 이 연구에는 몇 가지 주의 사항이 있습니다.
Soya는 “우리의 실험은 실험 검증을 위해 빛과 시각적 자극에 의해 엄격하게 통제된다는 점에 주목하는 것이 중요합니다.”라고 말했습니다. “학생들은 시각 정보의 영향을 강하게 반영하므로 본 연구 결과를 실제로 적용할 때 주의가 필요합니다.”
연구원은 “우리는 운동, 특히 가벼운 운동이 뇌에 미치는 영향의 신경과학적 메커니즘을 조사하고 있다”고 덧붙였다. “우리는 수행된 다른 연구를 살펴보고 오늘 매우 가벼운 운동을 시작하도록 권장합니다.”
연구, “매우 가벼운 운동 중 동공 역학은 정면 인지 이점을 예측합니다.쿠와미즈 류타, 야마자키 유다이, 아오이케 나오키, 히라가 타이치, 하타 토시아키, 마이클 A. 야사, 소야 히데아키
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