マラソンの練習をしている人なら誰でも、個々のランニングトレーニングが時間の経過とともに体力の大幅な向上をもたらすことを知っているのでトレーニングが認知機能に効果があると聞いても驚くことはないだろう。しかし、これまでのところ、その根底にある神経生物学を説明し支持するための研究はほとんどなされていなかった。
2019年3月23日から26日にサンフランシスコで開催されCognitive Neuroscience Society（CNS）
で、運動が脳に及ぼす影響について、1回のトレーニングの後に起こる脳の変化は、長期にわたる継続的な身体トレーニングで起こることを予測できることが報告された。
CNSでこのトピックに関するシンポジウム
を主催したニューヨーク大学（NYU）の神経科学教授であるWendy Suzuki博士 は、「身体活動とあなたの脳がどのように機能するかには強い直接的な関係がある。」と語った。この論文は「ヒトにおける運動の即時的および長期的な影響のイメージング」と題されている。
1500人以上の科学者がCNS年次総会に参加し、このシンポジウムでは、Michelle Voss博士とMichelle Carlson博士、そしてMichael Yassa博士とEmrah Duzel博士が講演を行った。「人々はまだ身体的健康を脳や認知的健康に結びつけていない。彼らは痩せることに関心が向いている。」
しかし、さまざまなタイプ、量、強度の身体活動が脳機能をどのように改善するかを明らかにする新研究が出てくるにつれて、認知神経科学者は、社会経済的に恵まれない地域社会において、身体活動のプラスの影響についての一般世論に大きな変化をもたらすことを期待している。
2回目のシンポジウムで話題になった新研究では、「通常、短期的および長期的の影響は異なる研究で検討されているため、エクササイズミラーによる即時の認知的影響は短期的なものとして扱われてきた」と、アイオワ大学心理脳科学部の助教授で健康・脳・認知研究室所長のMichelle Voss博士 はシンポジウムで講演を行った。
彼女のチームの最初の発見は、認知神経科学の分野にとっては朗報だ。単一のトレーニング研究の後に観察された脳の変化は、長期トレーニングのためのある種のバイオマーカーになり得ることを示唆している。
研究参加者は、軽度および中等度の強度の運動の単一セッションの前後および12週間のトレーニングプログラムの後に、fMRI脳スキャンおよびワーキングメモリテストを受けた。 研究者らは、適度な強度の身体活動の単一セッション後に認知および機能的脳の連結性において最大の改善が見られた人々もまた、認知および連結性において最大の長期的増加を示したことを見出した。
この研究では、電動ペダルが付いたリカンベントバイシクルを使用し、参加者は自分で力を加えてペダルを回すか、またはペダルに仕事をさせた。 「この機能により、光の状態と中程度の強度の活動による心拍数の変更だけで、ペダル速度を一定に保つことができた。これは、座っていることをコントロール条件として使用することが多い急性運動パラダイムにとっては斬新なことだ。」とVoss博士は語った。
Voss博士は、より多くのサンプルを用いたこの研究の再現を期待している。 彼女の研究室は現在、参加者に心肺機能の改善のためのより多くの時間を与えるために、3ヵ月ではなく6ヵ月の訓練を含む研究のために参加者を募集している。彼女は「今日の身体活動があなたの認知をどのように助けることができるか考えるべきだ。日々、身体活動の利益は合算することができる。」と述べている。
最後のシンポジウムでは、ジョンズホプキンス大学精神保健疫学部の教授であるMichelle Carlson博士
（ https://www.jhsph.edu/faculty/directory/profile/242/michelle-c-carlso ）が講演した。
Carlson博士は社会経済的に恵まれない地域社会を対象とした高齢者向けボランティア活動Experience Corps Program
（ https://www.aarp.org/experience-corps/ ）を実施している。
「我々は、高齢者が健康的な行動に定期的に従事するように動機付けるために、コストやアクセシビリティなどの社会経済的障壁に対処する必要がある。多くの人々は脳のための身体活動の力を理解していない。」とCarlson博士は言う。Experience Corps Programを通じたボランティアの経験から、定期的な歩行やその他の身体的活動は、記憶力やその他の認知機能の改善、ならびに認知障害のある高齢者に6ヵ月の運動後に見られる前頭前野の変化をもたらした。
「我々や他の研究室での発見は、強度の低いライフスタイル活動をターゲットとすることが身体活動を促進するための重要かつ計測可能な介入としてますます認識されるようになった。」と彼女は言う。
Carlson博士のチームは、認知と運動性の両方に対する現実世界の活動をシミュレートするための3Dゲームも開発した。 Carlson博士はCNSの会議で、ゲームへの5週間の体験を完了した14人の参加者の新しいデータを発表することになっていた。
「素敵だったのは、ほとんどの参加者は、基本的な認知や身体的な制限に関係なく、セッションを通して着実に学び、改善したことだ。我々は、有意義な身体活動を増加させる機会を提供することによって、座りがちな、またはボランティアの機会を利用できない高齢者の多くを支援したい。」と彼女は述べた。
Suzuki博士は、脳の運動の変換力を直接経験した。 体重を減らすために動いているとき、彼女は記憶が時間の経過とともに改善することに気づいた。 彼女は身体活動と脳機能との間の結びつきに非常に魅了され、自分の研究室を人間以外の霊長類の海馬を研究するものから人間の認識と運動だけに焦点を合わせたものに完全に変えた。
どれだけの種類の運動が脳の健康に最適であるか？ 健康な若い集団の所見を高齢の危険性のある所にどのように変換するか？など、認知神経科学者が答えることができる多くの質問がある。
Suzuki博士は、運動中および運動後の脳内で起こることをよりよく捉え、今後数年間で改善された神経画像技術を見たいと考えている。
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