Aivojen terveyden maksimointi: Neuroplastisuus, ravitsemus ja innovatiiviset strategiat kognitiiviseen parantamiseen

Ihmisen aivot ovat monimutkainen ja dynaaminen elin, joka on kognitiivisten toimintojen, tunteiden ja yleisen hyvinvoinnin ydin. Sen mekanismien ja aivoterveyden optimointitapojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää elämänlaadun ja pitkäikäisyyden parantamisen kannalta. Aivot ja mieli -webinaari tarjoaa syvällistä tietoa aivotoiminnoista, neuroplastisuudesta ja käytännön strategioista kognitiivisten toimintojen parantamiseksi. Tässä artikkelissa kootaan yhteen webinaarin keskeiset kohdat ja annetaan kattava yleiskatsaus aivojen terveydestä tieteellisten viitteiden tukemana.

Hanki webinaari tästä!

Tärkeimmät aivojen alueet ja niiden toiminnot

Aivojen monimutkaisuus näkyy niiden eri alueiden erilaisissa tehtävissä:

• Limbinen järjestelmä: Keskeinen osa tunteiden säätelyä, muistia ja reaktioita, kuten pelkoa, taistelua ja pakenemista.
• Prefrontaalinen aivokuori: Osallistuu limbisen järjestelmän ohjaamiseen, tilanteiden arviointiin, kokemuksista oppimiseen ja lyhytkestoisen muistin säätelyyn.

Vasen vai oikea aivopuolisko?

Olet saattanut kuulla olevasi joko vasemman tai oikean aivopuoliskon suhteen dominantti. Tämä luokittelu pitää jossain määrin paikkansa, mutta asia on kuitenkin selvästi monimutkaisempi.

Aivojen lateralisaatio (vasemmat vs. oikeat aivot) on pikemminkin paikallinen kuin koko aivojen ominaisuus. Toisin sanoen, kun kiinnostava yhteys on voimakkaasti lateralisoitunut, muiden aivoyhteyksien lateralisoitumisaste liittyy vain niihin yhteyksiin, joilla on yhteinen solmu kiinnostavan yhteyden kanssa.(1)

Kuva: Harmaan aineen tiheyden merkittävä lateralisaatio.

Lähde: Nielsen, J., Zielinski, B., Ferguson, M., Lainhart, J. & Anderson J. (2013). An Evaluation of the Left-Brain vs. Right-Brain Hypothesis with Resting State Functional Connectivity Magnetic Resonance Imaging. PLoS ONE. 8(8): e71275.

Neuroplastisuus: Aivojen sopeutumiskyky

Neuroplastisuus on aivojen kyky järjestellä itseään uudelleen muodostamalla uusia hermoyhteyksiä. Se käsittää seuraavat elementit:(2)

1. Aikuisten plastisuus vs. kehitysplastisuus: Erottelee aikuisten jatkuvan sopeutumiskyvyn kehityksen aikana tapahtuvista nopeista muutoksista.
2. Rakenteellinen vs. toiminnallinen plastisuus: Rakenteelliset muutokset tarkoittavat muutoksia aivojen fyysisessä rakenteessa, kun taas toiminnalliset muutokset viittaavat hermoratojen uudelleenjärjestelyyn.
3. Synaptinen plastisuus: Sisältää Hebbiläisen plastisuuden (pitkäaikaispotentiaatio eli LTP ja -depressio eli LDP) ja homeostaattisen synaptisen plastisuuden, jotka tasapainottavat aivojen yleistä toimintaa.

Lue lisää neuroplastisuudesta täältä.

Unen ja liikunnan merkitys aivojen terveydelle

Uni

Syvä uni on ratkaisevan tärkeää aivojen terveyden kannalta. Se helpottaa aineenvaihdunnan sivutuotteiden poistumista glymfaattisen järjestelmän kautta. Tyypillinen unijakso kestää noin 90 minuuttia.(3)

Liikunta

Säännöllinen liikunta parantaa aivojen toimintaa seuraavasti:(4)

• Stimuloimalla neurogeneesiä erityisesti hippokampuksessa.
• Vapauttamalla kasvutekijöitä, jotka tukevat hermoston terveyttä ja plastisuutta.

Meditaatio ja aivojen terveys

Meditaatio tarjoaa lukuisia psykologisia ja fysiologisia hyötyjä.

• Psykologiset: Keskittymiskyvyn, muistin ja tunteiden hallinnan paraneminen sekä alhaisempi koettu stressi, ahdistus ja masennusherkkyys.(5)
• Fysiologiset: Alhaisempi verenpaine, parempi verenkierto aivoihin, alentunut kortisolitaso ja lisääntynyt neuroplastisuus.(6)

Neurogeneesi(7)

• Neurogeneesi on prosessi, jossa aivoihin, erityisesti hippokampukseen, syntyy uusia hermosoluja.
• Neurogeneesin säätely on monimutkainen ja dynaaminen prosessi, johon vaikuttavat monet tekijät, kuten genetiikka, epigenetiikka ja ympäristötekijät, kuten liikunta ja stressi.
• Erityisesti aerobinen liikunta voi stimuloida neurogeneesiä vapauttamalla kasvutekijöitä.
• Stressin ja kroonisen tulehduksen on osoitettu heikentävän neurogeneesiä.

Ravitsemukselliset interventiot

Pätkäpaasto ja aineenvaihdunnan harjoittaminen

Pätkäpaasto ja ajoittainen metabolinen vaihtaminen (IMS) edistävät neuroplastisuutta ja aivojen terveyttä vaihtelemalla metabolisen stressin ja palautumisen jaksoja. Tämä lähestymistapa parantaa synaptista plastisuutta, neurogeneesiä ja kognitiivista suorituskykyä sekä lisää aivojen vastustuskykyä vammoja ja sairauksia vastaan.(8-9)

Tärkeimmät ravintoaineet ja lisäravinteet

• Kurkuma ja kurkumiini: Lisää BDNF-tuotantoa (aivokasvutekijä), neuroplastisuutta ja suojaa muistihäiriöiltä.(10)
• Omega-3-rasvahapot: Välttämättömiä aivojen rakenteelle ja toiminnalle, erityisesti DHA, joka on elintärkeä aivokuorelle ja verkkokalvolle.(11)
• Mustikka: Parantaa muistia ja kognitiivisia toimintoja lisäämällä NGF:n tuotantoa.(12-13)
• Avokado: Parantaa hermoston luteiinitasoja, kognitiivisia toimintoja ja makulan (tarkan näkemisen piste) terveyttä.(14)
• Ekstra-neitsytoliiviöljy (EVOO): Tarjoaa neuroprotektiivisia, anti-inflammatorisia ja antioksidatiivisia etuja. Parantaa myös kognitiivisia toimintoja.(15-16)
• Ketoosi: Ketoositila ja ketoaineet (kuten BHB) lisäävät mitokondrioiden biogeneesiä ja mitokondrioiden määrää ja massaa (erityisesti aivoissa).(17-18)

Opi kaikki aivojen terveyttä kohentavista ruoka-aineista, ravintolisistä ja aivot-suolisto-akselin kohentamisesta Biohacker's Brain Nutrition kirjasta (englanninkielinen).

Lisäravinteet kognitiiviseen parantamiseen

Tietyt lisäravinteet ovat osoittaneet lupaavia vaikutuksia työmuistiin ja yleiseen aivotoimintaan:

• Kreatiinimonohydraatti: Tehostaa kognitiivisia toimintoja ja fyysistä suorituskykyä.(19-20)
• Kofeiini ja L-teaniini: Parantaa vireystilaa ja vähentää kofeiinin hermostuttavia vaikutuksia.(21)
• Panax Ginseng, L-Tyrosiini ja fosfatidyyliseriini: Tukevat kognitiivisia toimintoja ja stressinsietokykyä.(22-24)

Aivoja toimintaa tehostavia teknologioita

Innovatiiviset laitteet ja teknologiat, kuten neurostimulaatio (NeoRhythm) ja fotobiomodulaatio (Vielight), tarjoavat potentiaalisia hyötyjä aivojen terveydelle moduloimalla aivoaaltoja ja tehostamalla solujen energiantuotantoa.(25-26)

Musiikki ja kognitiivinen suorituskyky

Klassisen musiikin, erityisesti Mozartin ja Vivaldin kuunteleminen on yhdistetty kognitiivisen suorituskyvyn ja emotionaalisen hyvinvoinnin paranemiseen.(27-28)

Aivojen välittäjäaineiden tasapainottaminen

Välittäjäaineiden optimaalisen tason ylläpitäminen on ratkaisevan tärkeää aivojen toiminnan kannalta. Lisäravinteet ja ravintoaineet, kuten koliini, fosfatidyyliseriini (ks. edellä), magnesium ja omega-3-rasvahapot, auttavat tasapainottamaan keskeisiä välittäjäaineita, kuten asetyylikoliinia, serotoniinia, dopamiinia ja GABA:a.(29-31)

Aivot-suolisto-akseli

Suoliston terveys vaikuttaa merkittävästi aivojen toimintaan suolisto-aivot-akselin kautta. Tekijät, kuten ruokavalio, ympäristömyrkyt ja ravintoaineiden puutokset, voivat vaikuttaa tähän suhteeseen, mikä johtaa ”vuotaviin aivoihin” ja kognitiivisiin häiriöihin.(32)

Yhteenveto

Aivojen terveyden optimointi edellyttää monipuolista lähestymistapaa, joka sisältää elämäntapamuutoksia, ravitsemuksellisia toimenpiteitä ja kehittynyttä teknologiaa. Aivot ja mieli -webinaarin oivallukset korostavat aivotoimintojen ymmärtämisen ja näyttöön perustuvien strategioiden toteuttamisen tärkeyttä kognitiivisen suorituskyvyn ja yleisen hyvinvoinnin parantamiseksi.

Lähdeviitteet:

1. Nielsen, J., Zielinski, B., Ferguson, M., Lainhart, J., & Anderson, J. (2013). An Evaluation of the Left-Brain vs. Right-Brain Hypothesis with Resting State Functional Connectivity Magnetic Resonance Imaging. PLoS ONE, 8(8): e71275.
2. Li, J., Park, E., Zhong, L., & Chen, L. (2019). Homeostatic synaptic plasticity as a metaplasticity mechanism—a molecular and cellular perspective. Current Opinion in Neurobiology, 54: 44–53.
3. Mendelsohn, A. R., & Larrick, J. W. (2013). Sleep facilitates clearance of metabolites from the brain: glymphatic function in aging and neurodegenerative diseases. Rejuvenation research, 16(6), 518-523.
4. Hötting, K., & Röder, B. (2013). Beneficial effects of physical exercise on neuroplasticity and cognition. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 37(9), 2243-2257.
5. Sedlmeier, P., et al. (2012). The psychological effects of meditation: a meta-analysis. Psychol Bull, 138(6): 1139-71.
6. Pascoe, M. C., Thompson, D. R., Jenkins, Z. M., & Ski, C. F. (2017). Mindfulness mediates the physiological markers of stress: Systematic review and meta-analysis. Journal of psychiatric research, 95, 156-178.
7. Aimone, J. et al. (2014). Regulation and function of adult neurogenesis: from genes to cognition. Physiological Reviews 94 (4): 991–1026.
8. Mattson, M., Moehl, K., Ghena, N., Schmaedick, M., & Cheng, A. (2018). Intermittent metabolic switching, neuroplasticity and brain health. Nature Reviews Neuroscience, 19(2): 81–94.
9. Brocchi, A., Rebelos, E., Dardano, A., Mantuano, M., & Daniele, G. (2022). Effects of intermittent fasting on brain metabolism. Nutrients, 14(6), 1275.
10. Bhat, A., Mahalakshmi, A. M., Ray, B., Tuladhar, S., Hediyal, T. A., Manthiannem, E., ... & Sakharkar, M. K. (2019). Benefits of curcumin in brain disorders. BioFactors, 45(5), 666-689.
11. Yurko-Mauro, K., Alexander, D. D., & Van Elswyk, M. E. (2015). Docosahexaenoic Acid and Adult Memory: A Systematic Review and Meta-Analysis. PLoS ONE, 10(3): e0120391.
12. Kalt, W., McDonald, J. E., Fillmore, S. A. E., & Tremblay, F. (2014). Blueberry Effects on Dark Vision and Recovery after Photobleaching: Placebo-Controlled Crossover Studies. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62(46), 11180-11189.
13. Krikorian, R., et al. (2010). Blueberry Supplementation Improves Memory in Older Adults. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(7), 3996–4000.
14. Johnson, E., et al. (2015). Avocado consumption increases neural lutein and improves cognitive function. FASEB Journal, 29 (Suppl. 1): 32.8.
15. Tsolaki, M., Lazarou, E., Kozori, M., Petridou, N., Tabakis, I., Lazarou, I., ... & Magiatis, P. (2020). A randomized clinical trial of greek high phenolic early harvest extra virgin olive oil in mild cognitive impairment: The MICOIL pilot study. Journal of Alzheimer's Disease, 78(2), 801-817.
16. Millman, J. F., Okamoto, S., Teruya, T., Uema, T., Ikematsu, S., Shimabukuro, M., & Masuzaki, H. (2021). Extra-virgin olive oil and the gut-brain axis: Influence on gut microbiota, mucosal immunity, and cardiometabolic and cognitive health. Nutrition reviews, 79(12), 1362-1374.
17. Hasan-Olive, M. M., Lauritzen, K. H., Ali, M., Rasmussen, L. J., Storm-Mathisen, J., & Bergersen, L. H. (2019). A ketogenic diet improves mitochondrial biogenesis and bioenergetics via the PGC1α-SIRT3-UCP2 axis. Neurochemical research, 44, 22-37.
18. Kula, B., Antal, B., Weistuch, C., Gackière, F., Barre, A., Velado, V., ... & Smith, N. A. (2024). D-ꞵ-hydroxybutyrate stabilizes hippocampal CA3-CA1 circuit during acute insulin resistance. PNAS nexus, pgae196.
19. Rae, C. & Digney, A. & McEwan, S. & Bates, T. (2003). Oral creatine monohydrate supplementation improves brain performance: a double-blind, placebo-controlled, cross-over trial. Proceedings Biological Sciences 270 (1529): 2147–2150.
20. Machek, S. B., & Bagley, J. R. (2018). Creatine monohydrate supplementation: considerations for cognitive performance in athletes. Strength & Conditioning Journal, 40(2), 82-93.
21. Giesbrecht, T. & Rycroft, J. & Rowson, M. & De Bruin, E. (2010). The combination of L-theanine and caffeine improves cognitive performance and increases subjective alertness. Nutritional Neuroscience 13 (6): 283–290.
22. Neale, C. & Camfield, D. & Reay, J. & Stough, C. & Scholey, A. (2013). Cognitive effects of two nutraceuticals Ginseng and Bacopa benchmarked against modafinil: a review and comparison of effect sizes. British Journal of Clinical Pharmacology 75 (3): 728–737.
23. Thomas, J. & Lockwood, P. & Singh, A. & Deuster, P. (1999). Tyrosine improves working memory in a multitasking environment. Pharmacology Biochemistry and Behavior 64 (3): 495–500.
24. Glade, M. J., & Smith, K. (2015). Phosphatidylserine and the human brain. Nutrition, 31(6), 781-786.
25. Salehpour, F., Mahmoudi, J., Kamari, F., Sadigh-Eteghad, S., Rasta, S. H., & Hamblin, M. R. (2018). Brain photobiomodulation therapy: a narrative review. Molecular neurobiology, 55, 6601-6636.
26. Begemann, M. J., Brand, B. A., Ćurčić-Blake, B., Aleman, A., & Sommer, I. E. (2020). Efficacy of non-invasive brain stimulation on cognitive functioning in brain disorders: a meta-analysis. Psychological medicine, 50(15), 2465-2486.
27. Mammarella, N. & Fairfield, B. & Cornoldi, C. (2007). Does music enhance cognitive performance in healthy older adults? The Vivaldi effect. Aging Clinical and Experimental Research 19 (5): 394–399.
28. Jenkins, J. S. (2001). The Mozart effect. Journal of the Royal Society of Medicine, 94(4), 170–172.
29. Heinrichs, S. C. (2010). Dietary ω‐3 fatty acid supplementation for optimizing neuronal structure and function. Molecular nutrition & food research, 54(4), 447-456.
30. Blusztajn, J. K., Slack, B. E., & Mellott, T. J. (2017). Neuroprotective actions of dietary choline. Nutrients, 9(8), 815.
    
31. Kirkland, A. E., Sarlo, G. L., & Holton, K. F. (2018). The role of magnesium in neurological disorders. Nutrients, 10(6), 730.
32. Morris, G., Fernandes, B. S., Puri, B. K., Walker, A. J., Carvalho, A. F., & Berk, M. (2018). Leaky brain in neurological and psychiatric disorders: Drivers and consequences. Australian & New Zealand Journal of Psychiatry, 52(10), 924-948.