多くの研究が、運動が気分を高め、ストレスレベルを下げ、注意、記憶、問題解決などの認知機能を改善することを発見しました。 2017年3月のジャーナル 脳可塑性 で発表された研究のレビューによると、これらの利点は、一部には、化学物質ドーパミンとセロトニンの脳の生産を増加させる運動の能力に根ざしている可能性があります。
セロトニンは気分、感情、睡眠、食欲に影響しますが、ドーパミンは動機付け、記憶、報酬、注意の調節に重要な神経伝達物質です。
定期的に運動する人は、良い運動の心地よい効果に精通していると思われます。 そして、これらの効果は、そうでなければ健康な人だけに限定されません：運動は、精神衛生障害を持つ多くの患者の症状を緩和するのに役立ちます。 たとえば、 うつ病と不安に 掲載された11件の試験の2019年1月のメタ分析では、定期的な有酸素運動が大うつ病と診断された成人にとって効果的な抗うつ薬介入であると結論付けました。
「運動が不安と抑うつに役立つことを示す多くの研究があります」と、アメリカ精神医学会の科学プログラム委員会の議長であり、コロンビア大学アービング医療センターの精神医学教授であるフィリップ・R・マスキン博士は言います。 しかし、重度のうつ病の場合、運動が役に立たない可能性があることを認識することが重要です。
運動がドーパミンとセロトニンに与える影響
運動が精神的健康をどのように改善するかは正確には理解されていませんが、一部の研究はドーパミンとセロトニンの機能に対するその効果を指摘しています。
人間の脳内の神経伝達物質の変化を直接測定することは難しいため、運動とドーパミン、運動とセロトニンに関する研究の多くは動物実験に基づいています。
2017年3月の 脳可塑性 研究のレビューによると、げっ歯類の研究では、研究者は運動中およびその後約2時間、海馬、前頭前野、線条体、中脳、橋髄を含むいくつかの脳領域でドーパミンレベルの上昇を発見しました。 一方、げっ歯類では、セロトニンに関しては、運動により前頭皮質、海馬、線条体、中脳のセロトニンが増加することがわかっています。 しかし、いくつかの研究では増加が見られず、おそらくセロトニンを高めるには特定の強度または運動時間が必要であることを示しています。
人間の研究では、運動の結果、血中のドーパミンとセロトニンが増加することが示されています。 そして、いくつかの研究はこれらの変化を精神的利益に結び付けました。 たとえば、2016年10月の 欧州生理学ジャーナルで 発表された研究では、健康な若い成人は、約30分間の運動の前後に採血され、注意テストを実施しました。 ワークアウト後、血液中のセロトニンレベルが上昇し、参加者はテストでより良くなりました。 さらに、テストで最も改善した参加者もセロトニンの最大の増加がありました。
しかし、血液中の神経伝達物質レベルのこれらの変化がどのように脳の変化に変換されるかはまだ不明です。 人間の脳の神経化学的変化を測定する数少ない方法の1つは、ポジトロン放出断層撮影（PET）です。 2000年8月に Journal of Nuclear Medicine に発表された小規模ながらも画期的な研究で、研究者はPETスキャンを使用して、12人の健康で通常の運動者のドーパミン濃度に対する30分間のトレッドミルの効果を評価しました。 驚くべきことに、彼らはドーパミンレベルを上げるためのランニングを見つけられませんでしたが、一部の研究者は研究の運動プロトコルが十分に強烈ではなかったと示唆しています。
さらに、多くの研究者は、相対的なセロトニンとドーパミンのレベルの変化が、長時間の運動後の疲労感の原因であると疑っています、と 脳の可塑性 分析によると。 理論は、両方の神経伝達物質のレベルが最初に増加する一方で、セロトニンのレベルがまだ上昇している間にドーパミンのレベルが最終的に低下し始め、消耗セットを引き起こすというものです。
セロトニンとドーパミンを超えて：「ランナーズハイ」の説明
運動の心理的利益がセロトニンとドーパミンにどのように影響するかだけに根ざしているとは考えられません。 運動は、他のさまざまな神経化学物質にも強力な影響を及ぼします。
研究者は、運動の気分を高める力の多くは、内因性オピオイド系に関与するエンドルフィンおよび他の神経調節物質に対する効果によると疑っています。 オピオイド系は、痛みの調節、報酬、ストレスへの反応、自律神経制御において重要です。 人間と動物の両方で、そのような天然オピオイドは運動後の血中に増加します。
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大脳皮質で 発表された2008年11月の研究では、研究者はPETを使用して10人の訓練された男性アスリートの脳で何が起こっているのかを調べました：彼らは気分が改善され、オピオイド濃度が30分走った後に多くの脳領域で著しく増加したことを発見しました。
そして、エンドルフィンはいわゆる「ランナーズハイ」を生産したことで伝統的にほとんどの信用を得てきましたが、最近の研究ではエンドカンナビノイドの重要な役割が明らかになりました。 脳の可塑性の 分析によると、このファミリーの脂質は、マリファナのTHCと同じ受容体を活性化しますが、運動後の血液でも増加します。
ストレスへの適応と新しいニューロンの刺激
長期的なメリットに関しては、身体のストレス反応システムに対する運動の影響も重要です。 運動は視床下部-下垂体-副腎（HPA）軸を活性化し、コルチゾールの放出を刺激します。 1つの仮説は、これが人々をストレスに順応させ、将来のストレス要因の負の生理学的影響から保護することです。
たとえば、 精神神経 内分泌 学 で発表された2015年1月の研究では、30分間の有酸素運動を行った若い男性は、コルチゾールスパイクがそれほど顕著ではなく、後に心理的にストレスを与えるように設計されたテストを受けたときに、ストレスの生理学的マーカーが少なくなりました。
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運動はまた、新しいニューロンの生成を促進するさまざまな神経栄養因子の血中濃度を増加させます。 2つのrod歯類研究（2018年2月 に神経科学のフロンティアで 発表された論文、および2016年9月に PLoS One でのメタ分析）で、研究者は運動誘発性の脳由来神経栄養因子（BDNF）の増加を海馬のニューロンの成長に関連付けました、記憶と学習に重要な脳の領域。
人間でこのプロセスを研究することははるかに困難ですが、多くの研究者は、新しいニューロンを促進するこの能力が運動の抗うつ効果に寄与する可能性があると考えています。 また、 Current Neuropharmacologyの 2017年5月の研究によると、定期的な運動が、老化やアルツハイマー病などの神経変性疾患による認知機能低下に対抗するのに役立つと思われる理由も説明できます。
テイクアウト
運動が脳を変化させる正確なメカニズムの理解にはまだ大きなギャップがありますが、その利点についてはほとんど疑いがありません。 そのため、Muskin博士はすべての患者に有酸素運動を推奨し、その人が十分に健康である限り、より積極的に運動することをお勧めします。 「散歩することはあなたにとって良いことです。走ることは抗不安と抗うつ効果を持つことができます。」
Frontiers in Neuroscienceの 2018年2月のレビュー記事の著者が結論付けているように、「運動は、適度に追求されると、身体の健康を改善するための堅牢な方法として役立つだけでなく、多くの神経疾患および精神疾患に対する予防および保護手段としても機能します」
