Çocukken Egzersiz Yapmak, İlerleyen Yaşlarda Bilişsel İşlevi Koruyabilir ve Geliştirebilir!

Tamagawa Üniversitesi Beyin Bilimleri Enstitüsü'nden Profesör Matsuda Tetsuya ve Kobe Üniversitesi İnsan Gelişimi ve Çevre Enstitüsü'nden Yardımcı Doçent Ishihara Toru'nun da aralarında bulunduğu bir araştırma grubu, çocuklukta yapılan egzersiz ile sonraki yaşamda bilişsel işlevin sürdürülmesi ve desteklenmesi arasındaki pozitif ilişkinin altında yatan, beynin sinir ağları ve korteks yapısıyla ilişkili değişiklikleri aydınlattı. Sonuçlar, 23 Mayıs 2021'de NeuroImage dergisinde yayınlandı.^[1]

Önceki on yılda yapılan araştırmalar, çocukluk döneminde egzersizin bilişsel işlevlerin gelişimini etkilediğini zaten göstermekteydi. Son bulgularsa, çocuklukta yapılan egzersizin bu faydalarının, orta yaş ve sonraki yaşamda bilişsel işlevlerin korunmasına ve desteklenmesine kadar uzandığını göstermiştir. Ne var ki bu pozitif ilişkiye ilişkin beyin işlevselliği ve yapısındaki değişiklikler henüz aydınlatılamamıştır. Yeni araştırma, beyindeki bu ilişkinin arkasındaki yapısal ve işlevsel değişiklikleri aydınlatmak için MRI (manyetik rezonans görüntüleme) kullanarak çocuklukta fiziksel aktivite ile sonraki yaşamda bilişsel işlev arasındaki ilişkiyi araştırdı.

Araştırma grubu, çocukluk çağı egzersizi ile bilişsel işlev arasındaki ilişkiyi ve altta yatan işlevsel ve yapısal sinir ağları ile kortikal yapı arasındaki ilişkiyi araştırmak için yaşları 26 ile 69 arasında değişen 214 katılımcı kullandı. Bu çocukların yaş dağılımını Şekil 1'de görebilirsiniz.

NeuroImage

Çocuklukta yapılan egzersizler, anket yoluyla değerlendirildi. Bilişsel işlevin bir yönü, tepki engelleme (uygun olmayan davranışları bastırma yeteneği), bir yap/yapma görevi kullanılarak ölçülmüştür. MRG'den alınan görüntü verileri analiz edildi ve yapısal ve fonksiyonel bağlantı, kortikal kalınlık, miyelinasyon, nörit oryantasyon dağılımı derecesi ve yoğunluk indeksi hesaplandı. Beyin, İnsan Konektom Projesi'ne uygun olarak 360 alana bölündü ve her alan için fonksiyonel ve yapısal parametreler elde edildi. İstatistiksel analizde, anket yoluyla elde edilen bilgiler karıştırıcı olarak kullanılmıştır. Bu, her katılımcının eğitim geçmişini, ebeveynlerinin eğitim geçmişini, kardeş sayısını ve yetişkinlik dönemindeki egzersizlerini içeriyordu.

Deney Sonuçları

İlk olarak, araştırmacılar, katılımcıların çocukluk döneminde egzersiz yapıp yapmadıkları ile yap/yapma görev performansı (yanlış alarm oranı) arasındaki ilişkiyi analiz ettiler. Bu tür çalışmalarda, deneklerden anlık olarak bir şeyi yapmaları veya yapmamaları istenir ve kognitif performansı yüksek olanların, kendilerine verilen anlık emrin tersini daha az yapmaları beklenir. Bu çalışmada araştırmacılar, çocukluk döneminde (12 yaşına kadar) egzersiz yapan katılımcıların, yapmayanlara göre daha düşük yanlış alarm oranına sahip olduğunu buldular. Ayrıca, bu korelasyonun, katılımcının yaşından bağımsız olduğu da görüldü. Ancak, görev performansı ile çocukluk sonrası egzersiz arasında böyle bir ilişki bulamadılar.

NeuroImage

Daha sonra araştırma grubu, çocukluk döneminde egzersiz yapan katılımcılarda yap/yapma görev performansıyla ilgili beyindeki yapısal ve işlevsel bağlantıyı araştırdı. Bu sonuçlardan, yap/yapma görevinde beyindeki yapısal bağlantı açısından, çocuklukta yapılan egzersiz ile yanlış alarm oranı arasında pozitif ilişkiler ve negatif ilişkiler (Şekil 2A: mavi ile gösterilen bağlantılar) olduğunu doğruladılar. Yapısal olarak bağlı alanların yarısından fazlasında (%73), yap/yapma görevi yanlış alarm oranıyla pozitif olarak ilişkili olan büyük ölçekli ağ bağlantısı bulundu (Şekil 2B, sol kısım). Öte yandan, görevin yanlış alarm oranıyla negatif olarak ilişkili olan yapısal olarak bağlı alanların çoğunda (%88) yarım küreler arası bağlantı bulundu (Şekil 2B, sağ kısım).

NeuroImage

İşlevsel alanlar arasındaki bağlantılar açısından, çocukluk döneminde egzersiz yapan katılımcılarda, Yap/Yapma görevi yanlış alarm oranı ile pozitif ilişkiler gösteren bağlantılar (Şekil 3A: kırmızı ile gösterilen bağlantılar) tespit edildi, ancak olumsuz bir bağlantı bulunamadı. Ayrıca, görevin yanlış alarm oranıyla pozitif olarak ilişkili olan bağlı alanların çoğunda (%91) büyük ölçekli ağ bağlantısı bulundu (Şekil 3B, sol kısım). Çocukluk döneminde egzersiz yapmayan katılımcılarda, Yap/Yapma görevindeki yanlış alarm oranıyla ilgili olarak tanımlanan yapısal veya işlevsel bir bağlantı yoktu.

Son olarak, araştırmacılar, çocukken egzersiz yapan katılımcılar için yap/yapma yanlış alarm oranıyla ilgili olarak kortikal yapı parametrelerini araştırdı. Görev performansının kortikal yoğunluk ile negatif olarak ilişkili olduğunu ve nörit oryantasyon dağılımı ve yoğunluğunun derecesi ile pozitif olarak ilişkili olduğunu buldular.

Sonuç

Tüm bu sonuçlar, çocukluk döneminde egzersiz yapan insanların beyin ağlarındaki modüler ayrım ve güçlendirilmiş hemisferler arası bağlantıların, Yap/Yapma görevinde yaptıkları hataların sayısını azalttığını göstermektedir.

Çalışma sonucunda araştırmacılar, çocukluk döneminde (12 yaşına kadar) fiziksel olarak aktif olan kişilerin sonraki yaşamlarında daha yüksek bilişsel işlevlere sahip olduğunu gösterdiler. Ancak bilişsel işlev ile çocukluk sonrası fiziksel aktivite arasında bir ilişki bulamadılar.

Çocuklukta yapılan egzersiz ile bilişsel işlev arasındaki pozitif ilişki, beyin ağlarının modüler ayrımında, güçlendirilmiş inter-hemisferik bağlantıda, kortikal kalınlıkta, daha düşük dendritik dallandırma seviyelerinde ve azalmış yoğunlukta belirgindi.

Çocukluk döneminde, beyin ağının oluşumu çevresel ve deneyimle ilgili faktörlere duyarlıdır. Bu dönemde egzersizin beyin ağı gelişimini optimize ettiği ve sonraki yaşamda bilişsel işlevin sürdürülmesi ve desteklenmesiyle bağlantılı olduğu düşünülmektedir.