כאשר אתה מסיים ריצה, השרירים שלך עשויים להרגיש שהם עשו את כל העבודה. אבל חוקרים במעבדת ג'קסון (JAX) ובאוניברסיטת פנסילבניה (UPenn) גילו שמה שקורה במוח שלך לאחר ריצה עשוי לקבוע אם אתה צובר סיבולת לאורך זמן.
נוירונים מיוחדים בהיפותלמוס של המוח נכנסים לפעולה לאחר התקף של פעילות גופנית, דיווח הצוות ב עֲצָבוֹן. ללא הפעילות של הנוירונים הללו, עכברים אינם מצליחים להראות רווחי סיבולת, לא משנה כמה קשה הם רצים על הליכון. וכשהחוקרים הפעילו באופן מלאכותי את הנוירונים לאחר פעילות גופנית, החיות זכו לסבולת עוד יותר מהרגיל.
הרעיון ששיפוץ שרירים דורש את הפלט של נוירוני המוח האלה הוא הפתעה די גדולה. זה באמת מאתגר את החשיבה הקונבנציונלית לגבי אופן הפעולה של פעילות גופנית."
אריק בלוס, פרופסור חבר ב-JAX ומחבר בכיר של העבודה החדשה
מדענים יודעים זה מכבר שלפעילות גופנית יש השפעות ארוכות טווח על המוח, מגביר את הקוגניציה ומחזק את הקשרים בין נוירונים. בלוס, בשיתוף עם ג'יי ניקולס בטלי מ-UPenn, רצה לדעת את ההשפעות המיידיות יותר של פעילות גופנית במוח.
החוקרים עקבו אחר הפעילות של תאי ההיפותלמוס במוחם של עכברים במהלך ואחרי הריצה. זה נתן להם להיכנס למקבץ מסוים של נוירונים המבטאים חלבון הנקרא גורם סטרואידוגני-1 (SF1) ולהיות פעילים כשעה לאחר שהעכברים מסיימים לרוץ.
"העובדה שהנוירונים האלה הם הפעילים ביותר לאחר הריצה הייתה די מסקרנת", אמר בלוס. "זה הציע שהם ממלאים תפקיד באיתות לגוף להתחיל בתהליך ההחלמה".
כאשר עכברים התאמנו במשך שבועות, יותר ויותר נוירוני SF1 מופעלים לאחר כל אימון. ניסויים שנערכו ב-JAX הראו שגם הקשרים בין נוירוני ה-SF1 התחזקו ורבים יותר עם כל ריצה. לבעלי חיים שהתעמלו היו בערך פי שניים יותר קשרים בין הנוירונים הללו מאשר לבעלי חיים שלא.
כדי לבדוק אם נוירונים אלה השפיעו על יכולתן של בעלי החיים להשיג סיבולת, הקבוצות של בלוס ובטלי השתמשו באופטוגנטיקה – טכניקה המאפשרת שליטה מדויקת על נוירונים ספציפיים באמצעות אור. כשהם כיבו את הנוירונים של SF1 למשך 15 דקות לאחר כל אימון, העכברים הפסיקו לשפר את הסיבולת שלהם, למרות שהקפידו על אותו משטר ריצה יומי קפדני במשך שלושה שבועות. באמצעות אופני השתקה אחרים, השרירים של עכברים מתאמנים לא הצליחו להראות את השינויים בביטוי הגנים שבדרך כלל בעקבות פעילות גופנית ונדרשים לעצב מחדש את רקמת השריר עם עליות סיבולת.
במקביל, החיות החלו להחמיר בבדיקות ריצה מרצון.
"אם אתה נותן לעכבר רגיל גישה לגלגל ריצה, הוא ירוץ קילומטרים בכל פעם", אמר בלוס. "כשאנחנו משתיקים את הנוירונים האלה, הם למעשה לא רצים בכלל. הם קופצים לזמן קצר אבל לא יכולים להחזיק את זה".
בניסוי משלים, הצוות גירוי נוירוני SF1 למשך שעה לאחר מפגשי הליכון. עכברים שקיבלו חיזוק זה לאחר האימון הראו רווחי סיבולת משופרים בהשוואה לחיות שליטה, ריצו למרחקים ארוכים יותר והגיעו למהירויות מקסימליות גבוהות יותר עד סוף תקופת האימון.
הממצאים מאתגרים את ההשקפה המסורתית לפיה תועלת פעילות גופנית נובעת אך ורק מהסתגלות השרירים לאורך זמן. במקום זאת, הם מציעים שהמוח פועל כמתאם מאסטר, מתזמר שינויים מטבוליים ועיצוב שרירים מחדש בכל הגוף. גילוי זה עשוי להוביל בסופו של דבר לאסטרטגיות לשיפור או חיקוי ההשפעות של פעילות גופנית או לעזור לאנשים לבנות סיבולת.
"קיימת אפשרות ממשית שבסופו של דבר נוכל לנצל את המעגל הזה כדי להגביר את ההשפעות של פעילות גופנית מתונה", אמר בלוס. "אם נוכל לחקות או לשפר דפוסים דמויי פעילות גופנית במוח, זה יכול להיות בעל ערך במיוחד עבור מבוגרים או אנשים עם מגבלות ניידות שאינם יכולים לעסוק בפעילות גופנית אינטנסיבית אך עדיין יכולים להפיק תועלת מהשפעות ההגנה של פעילות גופנית על המוח והגוף."
מחברים אחרים כוללים את לורן לפיק מ-JAX.
