Farklı Egzersizler Beynin Farklı Bölgelerini Geliştiriyor

Halter çalışmak iki başlı kol kaslarını (bisepsleri) çalıştırır. Yoga gevşemeyi ve rahatlamayı sağlar. Koşmak ise göbeğini eritmek isteyenler için olmazsa olmazdır. Egzersiz yapmanın sağlık için yararlı olduğunu tekrar etmeye gerek yok, herkes aşağı yukarı koşmanın, yürüyüşün ve diğer sporların sağlık için gerekli ve faydalı olduğunu bilir. Son zamanlarda spor salonlarının da yaygınlaşmasıyla pek çok insan istediği gibi spor yapma imkanı bulabiliyor. Ancak insanımız spor konusunda çok bilinçsiz davranabiliyor. Herkes ihtiyacına göre değil kafasına göre veya gösteriş amaçlı spor yapma çabası içine giriyor. Nasıl ki vücut geliştirmede farklı hareketler vücudun farklı kaslarını çalıştırılıyor, farklı egzersizler de çok değişik yollar ile beynin farklı bölgelerini harekete geçiriyor ve şekillendiriyor.

Egzersiz Beyne İlaç Gibi Geliyor

Düzenli egzersiz yapan bireylerin zihinsel durumlarıyla yapmayan kişilerin zihin yapılarının bir olmadığı yıllar önce yapılan görüntüleme çalışmalarıyla gösterildi. Özellikle aerobik egzersizin zihin sağlığı için ilaç gibi olduğunu yıllardır duyarız. Toplumumuz bu konuda günden güne farkındalığını artırıyor ve aerobik kursları halk eğitim merkezlerinde bile ücretsiz olarak veriliyor. Bunların yanında araştırmalar fitness yapmanın demans, Parkinson hastalığı gibi bilişsel ve fiziksel işlevleri aksatan rahatsızlıklara yardımcı olduğuna işaret ediyor.

Egzersiz ile beyin arasındaki ilişkide ilk akla gelen kan miktarıdır. Egzersiz yaparken vücut kan dolaşımını hızlandıracağından birim zamanda beyne giden kan miktarı da daha fazla olacaktır. Bu da beynin daha fazla oksijen ve besin alarak daha verimli çalışması anlamına gelir. Vücuttan beyne giden ve beyinden vücuda geri dönen kanın daha fazla olması beden-zihin uyumunun artmasına ve daha sağlıklı bir zihin gelişimine olanak tanır. Spor fizyolojisi alanında yapılan araştırmalar düzenli spor yapmanın beyinde nörotransmitter miktarını bile artırabileceğini gösteriyor. Hücresel ve sistemsel değişikliklerin yanında hem erken yaşta hem de yetişkinlikte egzersiz yapmak DNA’larımızı bile değiştirebiliyor! Sporun ne kadar önemli ve vücudumuzda ne gibi değişikliklere yol açtığına kısaca değindikten sonra asıl konumuza geri dönelim.

Bilişsel İşlevler Gelişiyor

Fiziksel egzersizler ile bilişsel işlevler arasındaki ilişki öğrenilmeye başlandıkça, bilim insanları farklı tür egzersizlerin ve sporların beynin hangi bölgelerini nasıl etkilediğini araştırmaya başladılar. Özellikle HIIT (high intense interval training) denilen yüksek yoğunluklu aralıklı egzersizler, aerobik egzersizler, ağırlık çalışmaları ve yoga beynin farklı alanlarını etkiliyor.

Yanıtlanması gereken o kadar çok soru var ki! Egzersizleri yapmaya başladıktan sonra istenen yararları almak ne kadar sürüyor? Peki egzersiz bazı nedenlerden ötürü bırakılırsa vücut buna nasıl tepki verecek? Örneğin bir araştırmada egzersizleri 10 gün bırakmanın beyne giden kan akışında azalmaya sebep olacağı bulundu. Aletler ile çalışmak mı daha etkili yoksa vücut ağırlığıyla mı?

Çalışmalar zaman içinde meyvesini veriyor ve bilim insanları bu sorulardan bazılarının cevabını veriyor. Düşünme ve problem çözme yeteneklerinizin artmasını istiyorsanız ağırlık kaldırmayı deneyebilirsiniz. Ağırlık çalışmak karmaşık düşünce yapısını zenginleştiriyor, problem çözme ve aynı anda birden fazla işle meşgul olma becerilerini artırıyor.

Nöron Sayısı Artıyor

Egzersizlerin farklı beyin alanlarını etkilediğine dair ilk ipuçları 15 yıl önce kemirgenler üzerinde yapılan araştırmalardan geliyor. Sürekli koşmaları sağlanan farelerin beyin yapıları incelendiğinde hafıza için kritik işleve sahip olan hipokampüslerinde çok sayıda yeni nöron oluşumu gözlendi. Hormon ve nörotransmitterler üzerindeki incelemeler gösterdi ki egzersiz hipokampüs nöronlarının daha fazla BDNF (brain derived neurotrophic factor) adı büyüme hormonunun sentezlenmesini ve bu sayede yeni nöronların oluşumunu tetikliyor. Ayrıca farelerde işlevsel olarak yön bulma becerilerinin de geliştiği tespit edildi.

Farelerde bulunan sonuçlar hemen insanlarda da araştırıldı ve benzer sonuçların çıkması beklendi. Bir yıl boyunca haftada üç defa aerobik egzersiz yapan yaşlı bireylerin yaptıkları testlerde hipokampüslerinin büyüdüğü ve hafıza konusunda daha başarılı oldukları gözlendi.Kanlarında da BDNF miktarları eskiye nazaran çok daha yüksek çıktı.

Alzheimer Hastalığı Gibi Rahatsızlıkları Önlüyor

Egzersiz konusuna bu kadar fazla değinilmesinin bazı sebepleri var. Öncelikle hareket etmek gün içinde sürekli yaptığımız bir eylemdir. Sadece bu hareketleri düzenli ve uygun yöntemlerle uygulayarak Alzheimer hastalığı gibi pek çok nörolojik rahatsızlıkta hastalar fayda sağlayabiliyorlar. Bugün biliyoruz ki koşmak veya bisiklet sürmek gibi sporlar Alzheimer hastalığı da dahil olmak üzere pek çok demans (bunama) türünde hastalara yardımcı oluyor.

Aerobik egzersizlerin yararları ile ilgili kanıtlar biriktikçe Kanada’da British Columbia Üniversitesi’nde çalışan Teresa Liu-Ambrose’un aklına diğer egzersiz türlerinin de vücut ve beyni aynı şekilde etkileyip etkilemeyeceği geldi. Orta derece bilişsel hasarlı (mild cognitive impairment) kişilerde yaptığı araştırmada demansı durdurabilmek için güç gerektiren antremanlar ile ilgilendi.

Kurduğu hipotezde güç arttırıcı antremanların da demansta etkili olacağını düşündü ve 86 kadın üzerinde deneyler yürüttü. Aslında sadece demans demek doğru değil çünkü burada incelemeye tabi tutulan demansta zayıfladığı bilinen bilişsel işlevlerdi. Liu-Ambrose düşünce süreçleri, problem çözme becerisi, planlama gibi idari işlevler ile hafızanın nasıl etkilendiğini araştırdı.

Ağırlık Kaldırmak da Önemli

Katılımcılar üç gruba ayrıldı. Bir grup haftada iki kez birer saat ağırlık kaldırırken, ikinci grup ise tempolu yürüyüş yaptılar. Üçüncü grup ise sadece esneme hareketleri yapan kontrol grubuydu. Altı aylık bir antremandan sonra hem yürüyüş hem de ağırlık kaldırmanın konumsal hafıza üzerinde olumlu etkileri olduğu görüldü.

İşte tam bu noktada araştırmacılar başka bir gerçeği keşfettiler. Ağırlık kaldıran gruptaki kişiler yaptıkları testlerde idari işlevleri önemli ölçüde gelişmişti. Ayrıca insanların yüzlerini hatırlama ile ilişkili çağrışımsal bellek (associative memory) testlerinde de daha iyi sonuçlar aldı. Tempolu yürüyüş yapan bireyler ise ağırlık kaldıranlardan farklı olarak sözel hafıza da ağırlık kaldıranların önüne geçti. Sadece esneme hareketleri yapan kontrol grubunda beklendiği üzere hiçbir değişim olmadı.

Denge ve Zayıflatıcı Egzersizler Pek İşe Yaramıyor

Eğer aerobik egzersiz ve güç antremanları farklı beyin işlevlerini etkiliyorsa onları birleştirmek nasıl olurdu? Hollanda’da Groningen Üniversitesi’nde araştırmacılar 109 demans hastasını üç gruba ayırdılar. İlk grup haftada dört kez 30’ar dakika tempolu yürüdüler. Kombinasyonun uygulandığı ikinci grup haftada iki kez 30’ar dakika tempolu yürüdü, iki gün de 30’ar dakika ağırlık kaldırdılar. Son grup ise kontrol grubu olduğundan hiçbir çalışma yapmadı. 9 haftalık bir programın sonunda hastalar bir dizi idari işlev testine tabi tutuldular ve problem çözme, düşünce becerileri ve hızı gibi bilişsel işlevleri ölçüldü. Test sonuçları hem ağırlık kaldıran hem de tempolu yürüyüş yapan kişilerin bilişsel işlevlerinde aerobik veya kontrol grubundan daha çok gelişme olduğunu gösteriyor. Elde edilen bulgular gösteriyor ki yürümek tek başına yeterli değil, biraz ağırlık da çalışmak gerekiyor, en azından yaşlı kişiler için.

Demanslı hastaların fayda gördüğü egzersizler şüphesiz sağlıklı bireylerde de olumlu gelişmelere sebep olacaktır. Bu egzersizler belirli bir hastalığın yol açtığı bozukluğa değil doğrudan temel bilişsel işlevlere etki ettiğinden herkes istifade edebilir. Liu-Ambrose sağlıklı yaşlı kadınlarda yaptığı araştırmasında haftada bir kez ağırlık kaldırmanın çok sayıda idari işlevi olumlu etkilediğini buldu. Ancak denge (balancing) ve zayıflatıcı (toning) egzersizler hiçbir yarar sağlamıyordu.

Büyüme Faktörleri ve BDNF

Biraz da işin moleküler boyutlarına girelim. Bütün bu gelişmeler nasıl oluyor? Ağırlık kaldırma ve aerobik egzersizlerin çok etkili olmasının ardında yatan sebeplerden birisi insülin-like growth factor-1 (IGF-1) adlı büyüme hormonudur. IGF-1 beyin hücreleri arasındaki iletişimi kuvvetlendirir, yeni nöronlar ve kan damarları oluşumunu tetikler. Diğer taraftan aerobik egzersiz uygulandığında beyinde yukarıda değindiğimiz gibi sadece BDNF salgılanıyor. Ağırlık kaldırma gibi güç egzersizleri demanslı kişilerde daha fazla bulunan homosistin adlı bir inflamatuvar molekülünün miktarını azaltıyor. Yürüyüş veya koşu faydalı ama bunu bir de ağırlık çalışmaları ile birleştirdiğinizde daha güçlü bir nörobiyolojik iksir hazırlıyorsunuz ve beyninizi iki yönden destekliyorsunuz.

Spor fizyolojisi ve bilişsel sinirbilim alanındaki araştırmalar spordan fayda sağlamanın en iyi yollarından birisi olarak süreklilik sağlamak gerektiğini gösteriyor. Spordan verim alabilmek ve olumlu gelişmeleri korumak için egzersizlerin az bile olsa sürekliliğin sağlanması gerekiyor.

Çalışmalar sadece yetişkinler veya hastaları değil çocukları da kapsıyor. Erken yaşta yapılan egzersizlerin sindirim sistemindeki mikroorganizmaları etkileyerek beyin işlevlerini geliştirdiğini daha önceden belirtmiştik.Sadece bu şekilde değil tabi, pek çok metabolik süreç egzersiz esnasında aktifleşiyor ve her yönden beden ve zihin sağlığını etkiliyor.

Diyelim çocuğunuzun bir saat boyunca odaklanmış bir şekilde matematik sınavına çalışmasını istiyorsunuz. Araştırmacılar böyle bir durumda çalışmadan önce tempolu bir yürüyüş ve kısa bir koşu öneriyor. Araştırmalara göre 20 dakikalık bir tempolu yürüyüş çocukların dikkat, idari işlevlerini geliştiriyor, ayrıca matematik ve okuma testlerindeki başarısını da artıyor.

Okulda Spor Eğitimi Olmalı

Bizlerin eksik kaldığı çok önemli bir nokta bu bilgileri bilsek bile uygulamıyor, çocuklarımıza uygulatmıyor oluşumuz. Satranç, müzik eğitimi, spor bunların hepsi sağlıklı, ahlaklı ve nitelikli genç nesiller yetiştirmek için çok gereklidir ancak okul rutinlerine ya konmuyor, ya da konsa bile öğretmenler tarafından verimli bir şekilde uygulatılmıyor. Çok az sayıda öğretmenimiz bu alanda araştırma yapıp çocukların başarısını nasıl artırabilirim deyip çaba harcıyor. Amerika’da Illinois Üniversitesi’nden bilim insanı Charles Hillman okulda öğrencilerin en azından her gün 1 saat egzersiz yapması gerektiğini belirtiyor. Koşu ve yürüyüş gibi aerobik egzersizler çocukların odaklanmasını kolaylaştırıyor. Her iki saatte bir hareket edip vücudu ısındırmak öğrenmeyi tetiklemek için ideal bir yöntemdir.

Genellikle ebeveynler çocuklarını basketbol, futbol gibi belirli yeteneklerin sergilendiği spor türlerine yönlendirirler. Şaşırtıcı bir şekilde çok kurallara bağlı ve belirli kabiliyetlerin ön planda olduğu bu tür sporlar koordinasyonu geliştirirken ilk zamanlar dikkat becerilerini zayıflatıyor. Özellikle odaklanmayı gerektiren sınavlar öncesinde bu tür kurallara bağlı sporları yapmak öğrencilerin başarısını düşürebilir.

Çocukluktan Başlamak Gerek

İtalya’da Roma Üniversitesi’nde görevli Maria Chiara Gallotta yayınladığı bir çalışmasında 5 ay boyunca çocuklara hafta iki defa basketbol, futbol veya voleybol gibi koordine edici egzersizler yaptırıyor. Çocukların dikkat testlerindeki başarısı spor yapmaya başladıkları ilk zamanlar normalden daha düşük çıkarken aylar içerisinde odaklanmaları ve dikkat dağıtıcı unsurları göz ardı etmeleri daha kolay oldu.

Beyinde koordinasyon ve hareket kabiliyeti yönetmek ve denetlemek ile görevli bölge olan beyincik dikkat konusunda da görev alır. Karmaşık hareketleri yapmak beyinciği faaliyete geçirir ve frontal lob ile beraber çalışmalarını sağlayarak dikkat eksikliğinin giderilmesini sağlayabilir. Örneğin sol bacağı kaldırıp sağ dirsek ile birleştirmek, sonra da bunu sağ bacak sol dirsek şeklinde yapmak beyincik için ideal bir egzersizdir.

Bazal Ganglia Farklı Egzersizler ile Gelişiyor

Sportif faaliyetleri uygulayan yetişkinlerde çok önemli değişiklikler gözleniyor. Öncelikle ilk etkilenen alanlar el kol koordinasyonunu ve dengeyi yöneten bazal ganglia oluyor. Beyinde genel olarak bir faaliyet artışı gözleniyor, hipokampüsün hacmi büyüyor, beyincik daha iyi çalışıyor. Ancak bazal gangliada gelişme görülmesi için aerobik egzersiz yapmak tek başına yeterli değil.

Bazal ganglianın yeterince aktif olması için el ve kol kaslarının senkronize olarak çalışması aynı zamanda beynin plan da yapması gerekiyor. Amerika’da North Florida Üniversitesi’nde yapılan araştırmalar ağaca tırmanmak, telin altından sürünerek geçmek gibi egzersizlerin çalışma hafızası ve bazal ganglia üzerinde çok etkili olduğunu gösteriyor. Çocukları dışarıda oynamaları için biraz serbest bırakmamız onlar için daha sağlıklı olabilir. Ne yazık ki günümüz çocukları ağaca tırmanmak yerine bilgisayar ve tablet oyunlarına daha çok yöneliyor.

Proprioreseptörler Harekete Geçiyor

Ağaca tırmanmak gibi basit bir oyunu bu kadar yararlı kılan nedir? Bilim insanları bu sorunun yanıtını aradılar ve bu etkinliklerin vücutta iki mekanizmayı harekete geçirdiği sonucuna ulaştılar. Öncelikle ağaca tırmanırken kullandığımız duyu organları 5 duyumuzun ötesindeki proprioreseptörleri yani kas, eklem ve tendonların durumunu bildiren reseptörleri uyarıyor. Bu sayede bulunduğumuz konumu ve vücudun yönünü tespit edebiliyoruz. İkinci olarak da görsel olarak algıladığı bilgileri kullanarak beyin hesaplar ve planlar yapıyor. İki etken birleştiğinde fiziksel ve zihinsel spor bir arada yapılmış oluyor.

Egzersizlerin beyin ve vücut üzerindeki etkilerini öğrendikçe sürekli yeni kapılar açıyor ve sporun farklı yararlarını keşfediyoruz. Son yıllarda sporcular arasında popüler olan yeni bir fitness modası ortaya çıktı: Yüksek yoğunluklu aralıklı egzersizler (HIIT). Adından da anlaşılacağı gibi bu şekilde yapılan egzersizler kısa bir zamanda çok yoğun olarak icra ediliyor. Böyle bir egzersiz yöntemi tercih ederek sporcular uzun süre harcayacakları çabayı eşit olarak daha kısa sürede yaptıklarını düşünüyorlar.

Atıştırmalık Yiyeceklere Karşı Koymada Etkili

HIIT’in bilinenden başka bir yararı daha olabilir. Kısa ama yoğun bu çalışmalar atıştırmalık yiyeceklere karşı koymamızda da bize yardım edebilir. Avustralya’da Western Australia Üniversitesi’nde Kym Guelfi’nin ekibi iştah ile yoğun antrenmanlar arasındaki ilişkiyi araştırdı. Guelfi aşırı kilolu erkeklerden çeşitli hızlarda ve sürelerde bisiklet sürmelerini istedi. Deneyler bittikten sonra yaptığı istatistik incelemelerinde en yoğun antrenmanı yapan kişilerin sonrasında daha az atıştırmalık yiyecek tükettiğini gördü.

Yoğun egzersizler ile açlığın bastırılması arasındaki ilişkiyi merak eden araştırmacılar şöyle bir fizyolojik gerçeği keşfettiler. Egzersizler açlık hormonu ghrellinin miktarını azaltıyordu. Ghrellin salgılanmasını da yeme davranışını kontrol eden hipotalamus yönetiyor. Mide boş olduğunda ghrellin miktarı artıyor ve açlık hissi beliriyor. Ancak tok olduğumuzda ghrellin seviyesi çok aşağılarda seyrediyor.

Her Yaştan İnsan Spor Yapmalı

Egzersizin yukarıda saydığımız yararları çocuklardan yaşlı kişilere kadar her yaştan insan için geçerlidir. Yaşlandıkça nöronlar yıpranıyor ve hipokampüs küçülerek hafıza sorunları meydana gelebiliyor. Aerobik egzersizler hipokampüsteki doku küçülmesini durdurmakla kalmıyor aynı zamanda yaşlanmanın etkilerini tersine bile çevirebiliyor. Egzersiz sonrasında beyin belirli görevleri icra etmek için daha az enerji harcıyor. Daha az enerji harcanması demek mitokondrinin daha az çalışması ve elektron transfer zincirinde daha az elektron kaçağı oluşması demek. Diğer bir deyişle beynin az enerji harcaması nöronlara zarar veren inflamasyon riskini de azaltıyor.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynaklar

1. http://www.nature.com/doifinder/10.1038/6368
2. http://www.pnas.org/content/108/7/3017
3. http://preventdisease.com/news/13/121313_Dementia-Expert-Speaks-Out-on-Alzheimers-Wasted-Billions-on-Drugs-Needed-Prevention.shtml
4. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1064748114005727
5. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306452211012966
6. http://www.jneurosci.org/content/21/5/1628.long
7. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0197018606000957
8. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/sms.12310/abstract
9. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306452214007842
10. http://www.nature.com/ijo/journal/v38/n3/full/ijo2013102a.html
11. http://jamanetwork.com/journals/jamainternalmedicine/fullarticle/415534