運動は筋肉への影響を通じて脳機能を刺激する。

新たな研究によると、運動は筋肉からの認知機能に関係する分子の放出を促すことで脳の健康に大きな役割を果たすことが分かった。

米国科学アカデミー紀要に掲載された研究によると、筋肉を刺激する神経が活性化すると、脳にも信号が送られ、脳機能を改善する生理活性分子やナノ粒子が放出されるという。

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校化学・生体分子工学科教授でこの研究の共著者であるヒョンジュン・コン博士は、「この研究結果は、心血管の健康や運動機能のためだけでなく、神経変性を防ぐためにも筋骨格系の健康を維持することの重要性を強調している」と述べた。

彼は次のように説明した。「神経支配を維持することは、筋肉が脳に有益な生物学的因子を産生するために不可欠です。定期的な筋収縮により、筋肉はこれらの有益な因子を放出するだけでなく、神経が筋肉に信号を送り続けるために必要な神経支配を維持するのにも役立ちます。これらの信号は、脳への神経栄養因子の放出を調節するために必要です。」

この研究では、グルタミン酸で筋肉を刺激し、神経機能がどのように反応するかを調べました。研究者たちは、神経支配を受けた筋肉組織と受けない筋肉組織のモデルを用いて、神経支配を受けた組織が脳に多くの信号を送ることを発見しました。

筋肉内のニューロン機能の一部は加齢や負傷により低下することがあるため、研究者たちはこの低下が脳の健康にどのような影響を与えるかに興味を持っていた。

運動は脳の機能にどのような影響を与えるのでしょうか?

この研究では、研究者たちは運動する人々を観察したわけではなく、筋肉組織のモデルを研究したため、特定の運動形態と脳の健康への影響について直接的な結論を導き出すことは不可能でした。

コング氏によると、運動と脳の健康に関するこれまでの研究では、海馬の大きさと定期的な身体活動の間に直接的な相関関係が見られることが示されている。しかし、今回の新たな研究では、研究者らは神経系と筋骨格機能に注目し、脳と身体の相互作用をより深く理解しようとした。

「私たちの研究は、運動がどのように認知機能を直接改善するかを証明したわけではありません」とコング氏は警告した。「定期的な運動が成人の認知機能を改善することは、すでにいくつかの研究で示されています。これらの研究では、参加者に定期的な運動を依頼し、海馬の大きさの変化を追跡しました。」

「結果は、定期的に有酸素運動を行う人は海馬が大きく、空間記憶テストの成績が向上することを示しています。私たちは、筋肉関連ニューロンが筋肉と脳を結ぶ経路の一つにどのような影響を与えるかに焦点を当てました。」— ヒョンジュン・コン博士

カリフォルニア州サンタモニカの神経科学研究所のFitBrainプログラムのディレクターで、上級脳健康コーチでもあるライアン・グラット氏（CPT、NBC-HWC）は、この研究には関わっていないが、運動が脳に及ぼす影響を完全に理解するには時間がかかり、今後の人間を対象とした研究ではそれを考慮に入れる必要があると述べた。

「運動が認知機能に与える影響を観察するために必要な期間は、運動の種類、強度、頻度、年齢、ベースライン認知機能、健康状態などの個人差によって異なる可能性がある」とグラット氏は述べた。

「研究は通常、数週間から数ヶ月にわたる影響を示します。今後の研究では、これらの変数を考慮して、期間を正確に評価することが重要です」と彼は述べた。

脳の健康に最適な運動は何ですか?

定期的な運動は脳の健康に大きなメリットをもたらします。例えば、ボクシングはパーキンソン病の患者に効果的です。

グラット氏は、特に認知機能を必要とする運動など、ある種の運動は脳の健康を改善するのに他の運動よりも効果的かもしれないと指摘した。

「ランニング、水泳、サイクリングなどの有酸素運動は心臓血管の健康を改善し、脳機能にも良い影響を与えることが広く知られている」と同氏は述べた。

「しかし、ダンスやチームスポーツなど、身体的要求と認知的要求を組み合わせた活動は、協調性、リズム感、実行機能への要求により、さらなるメリットをもたらす可能性がある」と同氏は付け加えた。

運動によって認知機能の低下を逆転させたり遅らせたりできるのでしょうか?

コング氏は、身体活動によって加齢に伴う認知力の低下を逆転させたり遅らせたりする可能性があると示唆した。

「人は加齢とともに、神経と筋肉の間に形成された神経筋接合部が徐々に失われ、神経信号によって筋肉が制御される能力が損なわれ、その結果、脳機能に重要な因子を分泌する能力が低下する」とコング氏は説明した。

「適切なトレーニングや筋収縮の刺激によって、筋肉は神経筋接合部を維持するのに役立つ因子を産生し、脱神経を防ぐことができます。その結果、高齢者でも機能的に神経支配された筋肉を維持し、脳の認知機能を向上させる重要な因子を産生することが可能になります」と彼は指摘した。

グラット氏は、比較的身体活動レベルが低く座りがちな生活習慣は認知機能低下のリスクが高まる可能性があると指摘した。

しかし、遺伝、生活習慣、環境要因に関連したさまざまな個人差があることに彼は注意を促した。

「加齢に伴う認知機能低下やアルツハイマー病などの疾患を抱える人々を含む、認知機能が低下した人々にとって、運動は支援的な介入としてますます認識されています。身体活動は脳への血流を改善し、炎症を軽減し、成長因子の放出を刺激することで、認知機能の維持または改善に役立ちます」とグラット氏は述べた。

「運動は認知機能の健康を維持し、衰えの進行を遅らせる可能性に有益ですが、既存の認知機能障害を回復させる能力については、まだ決定的な証拠が得られていません。ほとんどの研究は、運動が認知機能低下の速度を遅らせ、脳全体の健康状態を改善する可能性を示唆していますが、既に確立された認知機能障害を回復させるには、より広範な研究が必要です」と彼は警告した。