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運動脳の仕組み4つ

Super Human | 理学療法士／保健学博士 Ph.D.

📖 文献情報 と 抄録和訳

運動は脳を再形成する： 認知機能の改善に関連する分子、細胞、構造の変化

📕Augusto-Oliveira, M., Arrifano, G.P., Leal-Nazaré, C.G. et al. Exercise Reshapes the Brain: Molecular, Cellular, and Structural Changes Associated with Cognitive Improvements. Mol Neurobiol (2023). https://doi.org/10.1007/s12035-023-03492-8
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[レビュー概要] 本総説では、運動が脳の構造と機能にどのような影響を与え、その変化が認知機能の改善にどのように寄与するのかについて、実験およびヒトの研究に基づき考察する。運動が脳に影響を与えるメカニズムを理解することは、運動後の脳の可塑性を理解し、特に肥満、加齢、神経変性疾患、外傷性脳損傷後の生活の質を改善するための治療アプローチを導くために不可欠である。以下、運動が認知機能を改善させる仕組み4つを記載する。

■ 運動は脳血流と認知を調節する
・脳血流は脳自動調節によって厳密に調節されており、運動などの外的刺激にはほとんど影響されず、安定したままであるというのが従来の考えであった（📕Globus, 1983 >>> doi.）。
・しかし、運動が大域的・局所的な脳血流増加を誘導することを示す研究により、この考え方は否定されている （📕Ainslie, 2008 >>> doi.）。
・システマティックレビューとメタ回帰分析によると、健常人において中等度から強度の運動を行うと、実行機能に関与する脳領域である前頭前野の脳血流が増加することが報告されている（📕Rooks, 2010 >>> doi.）。

■ 運動は認知機能の改善と運動誘発性の構造変化を引き起こす
・運動が脳構造に及ぼす影響についてはよく知られており、運動による脳構造の変化が、生涯を通じての認知機能の改善に関連することを示唆している（📕Dasso, 2019 >>> doi.）。
・ヒトの脳と認知に対する運動効果は、高齢者と小児において最も顕著であることが示唆されている（📕Stillman, 2020 >>> doi.）
・若年成人のヒトにおいても、中程度の強度の運動を1回行っただけで、海馬の結合性と記憶の改善に関連することが示されている（📕Suwabe, 2018 >>> doi.）。

■ 運動は成人海馬の神経新生と認知を調節する
・成体脳における神経新生は、認知機能の向上、特に学習と記憶のプロセスと強く関連している（📕Augusto-Oliveira, 2019 >>> doi.）。
・成体神経新生における運動のこのような重要な効果は、主にBDNF、IGF-1、VEGFなどの神経栄養因子によって媒介される（📕Cotman, 2007 >>> doi.）。
・これらの因子は、げっ歯類とヒトの両方で運動によって増加し、反応時間の短縮、注意力の向上、学習、記憶などの認知プロセスの改善に関連する（📕Kujach, 2019 >>> doi.; 📕Lippi, 2020 >>> doi.）。

■ 運動は神経炎症と認知を調節する
・中枢神経系で起こる炎症反応は、主にグリア細胞から産生されるサイトカインやケモカインによって媒介される。持続的な炎症反応は組織や細胞の損傷や認知障害を含む多くの関連障害を引き起こす可能性がある（📕Kumar, 2018 >>> doi.）。
・運動は「抗炎症性」メディエーターの発現を増加させ、「炎症性」メディエーターの発現を減少させることにより、神経炎症を抑制するミクログリアの反応性を調節する一因として浮上している（📕Mee-Inta, 2019 >>> doi.）。
・運動はまた、末梢の炎症メディエーターを調節し、高齢者の神経炎症に影響を与えるため、加齢に関連した認知機能低下を調節する（📕Corlier, 2018 >>> doi.）。

🌱 So What?：何が面白いと感じたか？

最近、「運動脳」という本があることを知った。

Exercise is Medicine, EIM。
運動は薬なり。
だが、その専門家としては、仕組みまで知り抜きたい。

今回の論文は、そんな期待にバッチリ応える内容である。
運動が認知機能や学習能力に与える仕組み、その証拠を203の文献と美しい図で示している。
大きく４つの領域があることを学べたことは収穫だった。

我々の本性は運動にある、全休息は死である
パスカル

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