Μέχρι τη δεκαετία του 1960, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο αριθμός των νευρώνων και των συναπτικών συνδέσεων στον ανθρώπινο εγκέφαλο ήταν πεπερασμένος και ότι, όταν καταστραφούν δεν μπορούν να αντικατασταθούν. Όμως αυτή η ιδέα καταρρίφθηκε καθώς οι ερευνητές άρχισαν να βλέπουν άφθονες αποδείξεις για τη γέννηση νευρώνων, ή νευρογένεση, στους ενήλικους εγκεφάλους των ανθρώπων και άλλων ζώων. Σήμερα, υπάρχουν σαφείς ενδείξεις ότι η αερόβια άσκηση μπορεί να συμβάλει στη νευρογένεση και να διαδραματίσει βασικό ρόλο στην αντιστροφή ή την αποκατάσταση των βλαβών στους νευρώνες και τις συνδέσεις τους, τόσο στα θηλαστικά όσο και στα ψάρια.
Η έρευνα δείχνει ότι ένας από τους βασικούς τρόπους με τους οποίους συμβαίνουν αυτές οι αλλαγές ως απόκριση στην άσκηση, είναι μέσω των αυξημένων επιπέδων μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται νευροτροφικός παράγονταςη οποία προέρχεται από τον εγκέφαλο. Η νευρική πλαστικότητα που διεγείρει αυτή η πρωτεΐνη, έχει αποδειχθεί ότι ενισχύει τη γνωστική λειτουργία, συμπεριλαμβανομένης της μάθησης και της μνήμης. Μελέτες σε ανθρώπους έχουν αποδείξει μια ισχυρή σχέση μεταξύ των συγκεντρώσεων του εγκεφαλικού νευροτροφικού παράγοντα που κυκλοφορεί στον εγκέφαλο, και της αύξησης του μεγέθους του ιππόκαμπου, της περιοχής του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για τη μάθηση και τη μνήμη. Έχει επίσης αποδειχθεί ότι τα αυξημένα επίπεδα του εγκεφαλικού νευροτροφικού παράγοντα, οξύνουν τις γνωστικές επιδόσεις και συμβάλλουν στη μείωση του άγχους και της κατάθλιψης. Αντίθετα, οι ερευνητές έχουν παρατηρήσει διαταραχές της διάθεσης σε ασθενείς με χαμηλότερες συγκεντρώσεις του εγκεφαλικού νευροτροφικού παράγοντα.
ΕΑΤ
ΕΑΤ Αλέξανδρος
ΕΑΤ Αλέξανδρος


Η αερόβια άσκηση προάγει επίσης την απελευθέρωση συγκεκριμένων χημικών αγγελιοφόρων που ονομάζονται νευροδιαβιβαστές. Ένας από αυτούς είναι η σεροτονίνη, η οποία – όταν υπάρχει σε αυξημένα επίπεδα – είναι γνωστό ότι μειώνει την κατάθλιψη και το άγχος και βελτιώνει τη διάθεση. Σε μελέτες που έκαναν σε ψάρια οι επιστήμονες, παρατήρησαν αλλαγές στα γονίδια τα οποία είναι υπεύθυνα για την αύξηση των επιπέδων του νευροτροφικού παράγοντα που προέρχεται από τον εγκέφαλο, καθώς και ενισχυμένη ανάπτυξη των δενδριτικών αγκαθιών – προεξοχών στους δενδρίτες, ή επιμήκη τμήματα των νευρικών κυττάρων – μετά από οκτώ εβδομάδες άσκησης συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου. Τα ευρήματα αυτά ενισχύονται από άλλες μελέτες που έγιναν σε θηλαστικά, οι οποίες έδειξαν ότι ο νευροτροφικός παράγοντας που προέρχεται από τον εγκέφαλο, αυξάνει την πυκνότητα των νευρικών αγκαθιών. Αυτές οι αλλαγές έχει αποδειχθεί ότι συμβάλλουν στη βελτίωση της μνήμης, της διάθεσης και της ενισχυμένης νόησης στα θηλαστικά. Η μεγαλύτερη πυκνότητα της σπονδυλικής στήλης βοηθά τους νευρώνες να δημιουργούν νέες συνδέσεις και να στέλνουν περισσότερα σήματα σε άλλα νευρικά κύτταρα. Με την επανάληψη των σημάτων, οι συνδέσεις μπορούν να γίνουν ισχυρότερες.



Οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ακόμη ποιο είναι το μυστικό της κολύμβησης, αλλά φαίνεται να βρίσκονται κοντά στην ανακάλυψή του. Η κολύμβηση έχει αναγνωριστεί εδώ και καιρό για τα καρδιαγγειακά της οφέλη. Επειδή περιλαμβάνει όλες τις μεγάλες μυϊκές ομάδες, η καρδιά πρέπει να δουλέψει σκληρά, γεγονός που αυξάνει τη ροή του αίματος σε όλο το σώμα. Αυτό οδηγεί στη δημιουργία νέων αιμοφόρων αγγείων, μια διαδικασία που ονομάζεται αγγειογένεση. Η μεγαλύτερη ροή αίματος μπορεί επίσης να οδηγήσει σε μεγάλη απελευθέρωση ενδορφινών – ορμονών που συμβάλλουν στη μείωση της έντασης του σωματικού πόνου. Αυτή η αύξηση επιφέρει την αίσθηση ευφορίας που συχνά ακολουθεί την άσκηση.
Οι περισσότερες έρευνες για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η κολύμβηση επηρεάζει τον εγκέφαλο, έχουν γίνει σε αρουραίους. Τα τρωκτικά αυτά, αποτελούν ένα καλό εργαστηριακό μοντέλο λόγω της γενετικής και ανατομικής τους ομοιότητας με τον άνθρωπο.

Μια τέτοια μελέτη απέδειξε ότι η κολύμβηση διεγείρει εγκεφαλικά μονοπάτια που καταστέλλουν τη φλεγμονή στον ιππόκαμπο και αναστέλλουν την απόπτωση ή τον κυτταρικό θάνατο. Η μελέτη έδειξε επίσης ότι η κολύμβηση μπορεί να βοηθήσει στην υποστήριξη της επιβίωσης των νευρώνων και στη μείωση των γνωστικών επιπτώσεων της γήρανσης. Οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη τρόπο να απεικονίσουν την απόπτωση και την επιβίωση των νευρώνων στους ανθρώπους, ωστόσο παρατηρούν παρόμοια γνωστικά αποτελέσματα.
Ένα από τα πιο δελεαστικά ερωτήματα είναι πώς η κολύμβηση ενισχύει τη βραχυπρόθεσμη και μακροπρόθεσμη μνήμη. Για να εντοπίσουν πόσο μπορεί να διαρκέσουν τα ευεργετικά της αποτελέσματα, οι ερευνητές εκπαίδευσαν αρουραίους να κολυμπούν για 60 λεπτά καθημερινά επί πέντε ημέρες την εβδομάδα. Στη συνέχεια, η ομάδα εξέτασε τη μνήμη των αρουραίων, βάζοντάς τους να κολυμπήσουν μέσα σε έναν λαβύρινθο νερού με ακτινικούς βραχίονες που περιείχε έξι βραχίονες, συμπεριλαμβανομένου ενός με μια κρυφή πλατφόρμα.
Οι αρουραίοι είχαν έξι προσπάθειες να κολυμπήσουν ελεύθερα και να βρουν την κρυμμένη πλατφόρμα. Μετά από μόλις επτά ημέρες προπόνησης κολύμβησης, οι ερευνητές είδαν βελτιώσεις τόσο στη βραχυπρόθεσμη όσο και στη μακροπρόθεσμη μνήμη, με βάση τη μείωση των λαθών που έκαναν οι αρουραίοι κάθε μέρα. Οι ερευνητές πρότειναν ότι αυτή η ενίσχυση της γνωστικής λειτουργίας θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για τη χρήση της κολύμβησης ως τρόπου αποκατάστασης των βλαβών στη μάθηση και τη μνήμη που προκαλούνται από νευροψυχιατρικές ασθένειες στους ανθρώπους.
Έρευνες που έχουν πραγματοποιηθεί σε ανθρώπους, έδωσαν παρόμοια αποτελέσματα που υποδηλώνουν ένα σαφές γνωστικό όφελος της κολύμβησης σε όλες τις ηλικίες. Για παράδειγμα, σε μια μελέτη που εξέτασε τον αντίκτυπο της κολύμβησης στη νοητική οξύτητα σε ηλικιωμένους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι κολυμβητές είχαν βελτιωμένη νοητική ταχύτητα και προσοχή, σε σύγκριση με τους μη κολυμβητές. Ωστόσο, η μελέτη αυτή είναι περιορισμένη ως προς τον ερευνητικό σχεδιασμό της, καθώς οι συμμετέχοντες δεν είχαν τυχαιοποιηθεί και έτσι όσοι ήταν κολυμβητές πριν από τη μελέτη, μπορεί να είχαν αθέμιτο πλεονέκτημα. Μια άλλη μελέτη συνέκρινε τη γνωστική ικανότητα μεταξύ νεαρών αθλητών της ξηράς και κολυμβητών. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι 20 λεπτά πρόσθιο κολύμπι, βελτίωσαν τη γνωστική λειτουργία και στις δύο ομάδες.