Люди, которые больше физически тренируются, получают больше дофамина при нежданных «подарках судьбы» и лучше защищены от разочарований, когда их радужные ожидания не оправдываются.
Новое исследование, опубликованное в журнале Biological Psychology, показало, что люди, которые больше тренируются, демонстрируют повышенную активность мозга при получении неожиданного вознаграждения, особенно в правой медиальной орбитофронтальной коре. Эти результаты могут свидетельствовать о том, что регулярные физические упражнения изменяют функцию схемы вознаграждения, потенциально усиливая поведение, связанное с физическими упражнениями.
Польза физических упражнений для физического и психического здоровья широко известна, однако поиск мотивации для занятий спортом может оказаться сложной задачей. Взгляд внутрь мозга может пролить свет на то, как можно поощрять людей поддерживать здоровые привычки к упражнениям. В частности, система вознаграждения дофамина может играть роль в мотивации людей к занятиям спортом, и авторы исследования предположили, что регулярные упражнения могут изменить реакцию вознаграждения мозга.
«Я занимаюсь исследованиями расстройств пищевого поведения, и страдающие ими люди часто занимаются очень большим количеством упражнений. Прежде чем мы изучим влияние упражнений на эту популяцию, я хотел изучить взаимосвязь между физическими упражнениями и обработкой вознаграждения мозгом, в частности обработкой вознаграждения, связанной с дофамином», рассказал автор исследования профессор Гвидо К. В. Франк из Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Исследователи изучили активность мозга во время задачи на ошибку предсказания вознаграждения (RPE). RPE – это когда человек получает результат события, который отличается от ожидаемого, в результате чего дофаминовые нейроны посылают сигнал. Этот неожиданный результат может быть положительным, например, получение ожидаемого вознаграждения, или отрицательным, например, неожиданное отнятие вознаграждения. Считается, что RPE отражает мотивационную значимость – когнитивный процесс, который направляет поведение человека к положительному результату. Исследователи предположили, что люди, которые чаще тренируются, могут демонстрировать более сильную реакцию в дофаминовой системе.
«Тип реакции системы вознаграждения, на который мы обращаем внимание, связан с неожиданным получением стимула – можно сказать, волнение из-за неожиданного получения вознаграждения, или неожиданное отсутствие стимула, или разочарование из-за того, что не получено ожидаемое вознаграждение», пояснил профессор Франк. «Стимулы, которые мы используем, – это вкусовые стимулы сахарозы или воды».
Группа из 111 здоровых женщин участвовала в выполнении задания, которое вызывало реакцию RPE, связанную с дофамином. Задача включала классическую парадигму формирования вкуса сахарозы, когда участники учились ожидать или не ожидать вознаграждения сахарозой. На протяжении всего задания для измерения активности мозга участников использовалась функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Кроме того, женщины сообщили, сколько аэробных упражнений они выполняют еженедельно.
Затем исследователи проанализировали данные фМРТ, сосредоточив внимание на реакциях мозга, когда участники либо неожиданно получали вознаграждение сахарозой, либо неожиданно не получали ее, либо ожидаемо получали. Для всех трех состояний увеличение нагрузки было связано с более сильным ответом в правой медиальной орбитофронтальной коре (OFC). Но после поправки на множественные сравнения эта повышенная активность была значимой только во время неожиданного условия получения.
«Большее количество кардио/аэробных упражнений было связано с более высокой реакцией мозга (орбитофронтальная кора, область между глазами, которая важна для оценки вознаграждения), когда участницы неожиданно получали сахарный стимул, но не влияли на реакцию на неожиданное отсутствие стимула или разочарование, объяснил профессор Франк. «Мы считаем, что большее количество упражнений может изменить ваш мозг, и получать неожиданное вознаграждение будет приятнее».
Примечательно, что правильный медиальный ОФК участвует в целенаправленном принятии решений и расчете вознаграждения. Полученные данные могут свидетельствовать о том, что упражнения укрепляют эту схему, повышая активность мозга в ОФК. В качестве альтернативы может быть, что более высокая активность в ОФК усиливает участие в упражнениях.
«Поэтому возможно, что люди, которые занимаются аэробной активностью, могут быть по своей природе более чувствительными к существенным стимулам и особенно к получению стимула», пишут исследователи, «или, альтернативно, участие в аэробных упражнениях модулирует активность мозга и сигнализацию дофамина, что может затем рефлекторно усиливать и функционально поддерживать поведение, связанное с физическими упражнениями». Авторы отмечают, что оба эти объяснения могут быть правдой.
В целом, результаты указывают на связь между аэробными упражнениями и реакцией мозга на неожиданное вознаграждение. «Возможно, что упражнения могут, в частности, улучшить способность ценить или получать удовольствие от стимулов или переживаний, что может быть важно для вмешательства при психических расстройствах», говорят авторы, добавляя, что «измененная реакция мозга характерна для многих психических заболеваний». Если будет обнаружено, что упражнения улучшают мотивационную значимость, это может выявить потенциальные варианты лечения для пострадавших людей.
Исследование было ограничено своим поперечным типом, и будущие лонгитюдные исследования будут необходимы, чтобы сделать более убедительные выводы. Кроме того, участники самостоятельно сообщали об уровне своей физической нагрузки, и неясно, отражают ли полученные результаты влияние общего уровня активности или настоящих аэробных упражнений.
«Мы не можем быть уверены, какие именно нейротрансмиттеры задействованы, и более крупная выборка исследования могла бы показать, что более высокие кардиоупражнения также защищают от разочарования», сказал профессор Франк. «Возможно, кардиоупражнения помогают быть счастливее, получать больше удовольствия от вещей и меньше разочаровываться, когда что-то не получается так, как вы думали».
«Важно, что это было исследование на здоровых людях, и количество их упражнений было в пределах нормы», добавил он. «Чрезмерные физические нагрузки могут помешать здоровому образу жизни и не окажут положительного влияния на ваше самочувствие, потому что вы можете сильно похудеть и/или развить расстройство пищевого поведения».
Исследование «Связь между аэробными упражнениями и обработкой вознаграждения, связанного с дофамином: информирование модели участия человека в упражнениях» было проведено Сашей Горрелл, Меган Э. Шотт и Гвидо К. В. Франком.
