التغذية والإدراك

أثناء عملية الهضم، تُفكك الكربوهيدرات الغذائية وتتحول إلى جلوكوز ، وهو المصدر الوحيد للطاقة للدماغ. ^{[ 5 ] [ 8 ] [ 11 ]} يعتمد الأداء الأمثل للدماغ على استهلاك كميات كافية من الكربوهيدرات، لأنها تُعدّ أسرع مصدر للجلوكوز للدماغ. ^{[ 12 ]} يؤدي نقص الجلوكوز، مثل نقص سكر الدم، إلى تقليل الطاقة المتاحة للدماغ وإضعاف جميع العمليات الإدراكية والأداء. ^{[ 8 ] [ 12 ] [ 13 ]} بالإضافة إلى ذلك، فإن المواقف التي تتطلب جهدًا إدراكيًا عاليًا، مثل تعلم مهمة جديدة، تزيد من استهلاك الدماغ للجلوكوز، مما يؤدي إلى استنزاف مخزون الجلوكوز في الدم، وبالتالي الحاجة إلى تناول مكملات الجلوكوز. ^{[ 8 ]}

ترتبط الكربوهيدرات المعقدة ، وخاصة تلك الغنية بالألياف الغذائية ، بتحسين الأداء المعرفي ووظائف الذاكرة. ^{[ 4 ]} ويعود ذلك إلى أن الألياف تنظم استقلاب الجلوكوز، مما يبطئ إفراز الأنسولين ويحافظ على حساسية الأنسولين . ^{[ 4 ]} يُعدّ خلل استقلاب الجلوكوز والأنسولين آلية رئيسية للاضطرابات المعرفية ، واختلال وظائف التمثيل الغذائي بشكل عام ، إذ يمكن أن يُسبب التهابًا وإجهادًا تأكسديًا في الدماغ، مما قد يؤدي إلى التنكس العصبي . ^{[ 4 ]} لذلك، يمكن للكربوهيدرات المعقدة الغنية بالألياف أن تُحسّن استقلاب الجلوكوز والأنسولين، مما يُقلل الالتهاب والإجهاد التأكسدي، ويؤدي إلى تحسين صحة الدماغ مع التقدم في العمر، كما يتضح من انخفاض معدلات الإعاقة والاكتئاب والأمراض المزمنة ، وانخفاض التدهور المعرفي . ^{[ 4 ]}

ترتبط الكربوهيدرات البسيطة بانخفاض الأداء المعرفي العام. ^{[ 4 ]} تؤثر الكربوهيدرات البسيطة سلبًا على العديد من العمليات المعرفية الأساسية، بما في ذلك الانتباه والذاكرة وسرعة رد الفعل والمعالجة البصرية المكانية وسرعة المعالجة الذهنية والوظائف التنفيذية . ^{[ 4 ]} تُضعف الكربوهيدرات البسيطة الإدراك من خلال خلل في استقلاب الجلوكوز والأنسولين، بالإضافة إلى التسبب في التهاب وإجهاد تأكسدي داخل الدماغ. ^{[ 4 ]} لذلك، يرتبط الاستهلاك المفرط أو المزمن للكربوهيدرات البسيطة بالإجماع بعواقب صحية سلبية. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 11 ]}

أثناء عملية الهضم ، تتحلل البروتينات الغذائية إلى أحماض أمينية منفردة ، ثم تُمتص في الدم. ^{[ 4 ] [ 5 ]} يُعدّ كلٌّ من التيروسين والتريبتوفان، وهما من الأحماض الأمينية الأساسية، موادًا أولية للناقلات العصبية الدوبامين والسيروتونين والنورأدرينالين ، وهذه المواد الكيميائية تُنظّم النشاط العصبي وتؤثر على الوظائف الإدراكية. ^{[ 4 ] [ 13 ]}

يمكن للبروتين الغذائي أن يُحسّن الإدراك عن طريق زيادة سرعة رد الفعل والتحكم في الانفعالات خلال المواقف التي تتطلب جهدًا ذهنيًا كبيرًا وإجهادًا بدنيًا، حيث يعمل التيروسين والتريبتوفان على تجديد مستويات النواقل العصبية المستنفدة. ^{[ 4 ] [ 8 ] [ 13 ] [ 14 ]} بالإضافة إلى ذلك، يرتبط الاستهلاك الكافي والمنتظم للتيروسين والتريبتوفان بتحسين وظائف الذاكرة. ^{[ 4 ] [ 14 ]} كما ثبت أن التيروسين يُحسّن عمليات التفكير التقاربي من خلال زيادة التحكم المعرفي . ^{[ 15 ]}

أثناء عملية الهضم، تتحلل الدهون الغذائية إلى أحماض دهنية فردية ليتم استخدامها. تُصنف الأحماض الدهنية إلى مشبعة ، ومتحولة ، وأحادية غير مشبعة ، ومتعددة غير مشبعة ، وكوليسترول . لكل فئة تأثيرات مميزة على الوظائف الإدراكية والصحة. ^{[ 4 ]} تُعد أحماض أوميغا-3 الدهنية المتعددة غير المشبعة ذات أهمية خاصة لأنها مكونات أساسية لأغشية الخلايا والبنية الخلوية للدماغ. ^{[ 1 ] [ 4 ] [ 12 ]}

الكوليسترول هو كحول غير مشبع يوجد عادةً في البيض واللحوم ومنتجات الألبان. وقد أشارت الدراسات التي تناولت الكوليسترول الغذائي إلى آثار إيجابية وسلبية على الوظائف الإدراكية العامة. ^{[ 4 ]} ومع ذلك، يبدو أن الآثار الإدراكية السلبية لاستهلاك الكوليسترول تقل عند اقترانه بالنشاط البدني، الذي يؤثر على توازن الطاقة ومرونة المشابك العصبية. ^{[ 4 ]}

تكون الأحماض الدهنية المشبعة صلبة عادةً في درجة حرارة الغرفة، ومن مصادرها الشائعة الزبدة والجبن واللحوم. أما الأحماض الدهنية المتحولة فتوجد طبيعياً في بعض اللحوم ومنتجات الألبان، إلا أن معظمها يُصنع صناعياً عن طريق هدرجة الزيوت النباتية ، وتوجد في العديد من الأطعمة المصنعة . تُضعف الأحماض الدهنية المشبعة والمتحولة الوظائف الإدراكية، وتؤثر بشكل خاص على الذاكرة والقدرة على التعلم. ^{[ 1 ] [ 4 ]}

الكولين عنصر غذائي أساسي ، ووظيفته الرئيسية في جسم الإنسان هي بناء أغشية الخلايا ، ^{[ 16 ]} مع أنه يؤدي وظائف أخرى أيضًا. وهو جزيء طليعي للناقل العصبي أستيل كولين، الذي يؤدي مجموعة واسعة من الوظائف، بما في ذلك التحكم الحركي والذاكرة. قد يرتبط نقص الكولين ببعض اضطرابات الكبد والجهاز العصبي . ^{[ 17 ]} نظرًا لدوره في بناء الخلايا، يُعد الكولين عنصرًا غذائيًا مهمًا خلال فترة ما قبل الولادة ومراحل النمو المبكرة بعد الولادة، حيث يُساهم في نمو الدماغ. ^{[ 16 ]} قد يكون تناول الكولين من الطعام لدى الرجال والنساء والأطفال أقل من المستويات الكافية . ^{[ 17 ]} النساء، وخاصة الحوامل والمرضعات، وكبار السن، والرضع، معرضون لخطر نقص الكولين. ^{[ 17 ]} يُعد كبد البقر وجنين القمح وصفار البيض من الأطعمة الشائعة التي تُوفر الكولين. ^{[ 16 ]}

فيتامينات ب ، والمعروفة أيضًا باسم مجموعة فيتامينات ب، هي مجموعة مترابطة من العناصر الغذائية التي غالبًا ما تتواجد معًا في الطعام. تتكون هذه المجموعة من: الثيامين (ب ₁ )، والريبوفلافين (ب ₂ )، والنياسين (ب ₃ )، وحمض البانتوثينيك (ب ₅ )، والبيريدوكسين (ب ₆ )، وحمض الفوليك (ب ₉ )، والكوبالامين (ب ₁₂ )، والبيوتين . ^{[ 18 ]} لا يُصنّع الجسم فيتامينات ب، وبالتالي يجب الحصول عليها من الطعام. فيتامينات ب المركبة هي فيتامينات قابلة للذوبان في الماء، مما يعني أنها لا تُخزّن في الجسم. ونتيجة لذلك، تحتاج فيتامينات ب إلى تجديد مستمر. ^{[ 19 ]} من الممكن تحديد تأثيرات معرفية واسعة النطاق لبعض فيتامينات ب، لأنها تشارك في العديد من العمليات الأيضية الهامة في الدماغ. ^{[ 2 ]}

يُعدّ هذا الفيتامين ضروريًا لتسهيل استخدام الجلوكوز، مما يضمن إنتاج الطاقة للدماغ، ^{[ 2 ]} وللأداء الطبيعي للجهاز العصبي والعضلات والقلب. ^{[ 19 ]} يتواجد الثيامين في جميع أنحاء الأنسجة العصبية للثدييات، بما في ذلك الدماغ والحبل الشوكي . تشير عملية استقلاب الفيتامين ووظيفته كإنزيم مساعد إلى دور مميز للثيامين داخل الجهاز العصبي . ^{[ 20 ]}

يحتوي فيتامين ب ₃ ، المعروف أيضاً باسم النياسين، على كلٍ من النيكوتيناميد وحمض النيكوتينيك ، وكلاهما يؤدي دوراً هاماً في العديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال البيولوجية داخل الجسم. يشارك النياسين في تخليق الأحماض الدهنية والكوليسترول ، وهما وسيطان معروفان في كيمياء الدماغ، وبالتالي في الوظائف الإدراكية. ^{[ 21 ]}

يلعب حمض الفوليك وفيتامين ب ₁₂ دورًا حيويًا في تخليق S-أدينوسيل ميثيونين ، وهو عنصر أساسي في صيانة وإصلاح جميع الخلايا، بما في ذلك الخلايا العصبية. ^{[ 22 ]} بالإضافة إلى ذلك، يرتبط حمض الفوليك بالحفاظ على مستويات كافية من العوامل المساعدة في الدماغ، وهي ضرورية للتفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى تخليق الناقلات العصبية السيروتونين والكاتيكولامينات. ^{[ 23 ]} توجد علاقة عكسية بين تركيز حمض الفوليك في بلازما الدم وتركيز الهوموسيستين ، حيث أن زيادة تناول حمض الفوليك في النظام الغذائي تُقلل من تركيز الهوموسيستين. وبالتالي، يُعد تناول حمض الفوليك في النظام الغذائي عاملًا رئيسيًا في تحديد مستويات الهوموسيستين في الجسم. ^{[ 24 ]}

لا يُعدّ الارتباط بين مستويات حمض الفوليك واضطراب الوظائف العقلية قويًا، ولكنه كافٍ للإشارة إلى وجود علاقة سببية. ^{[ 23 ]} قد يؤدي نقص حمض الفوليك إلى ارتفاع مستوى الهوموسيستين في الدم، ^{[ 24 ]} إذ يتطلب التخلص من الهوموسيستين نشاطًا إنزيميًا يعتمد على حمض الفوليك، وبدرجة أقل، على فيتاميني ب ₆ وب ₁₂ . وقد ارتبط ارتفاع مستوى الهوموسيستين بزيادة خطر الإصابة بأمراض الأوعية الدموية ، بالإضافة إلى الخرف. ^{[ 25 ]}

يرتبط نقص فيتامين الفولات بضعف التعلم والذاكرة، خاصةً لدى كبار السن. ^{[ 23 ]} قد يعاني كبار السن المصابون بنقص الفولات من صعوبات في التذكر الحر والتعرف على المعلومات، مما يشير إلى أن مستويات الفولات قد تكون مرتبطة بكفاءة الذاكرة العرضية. ^{[ 26 ]} ولأن تكوين الأنبوب العصبي قد يكتمل قبل حدوث الحمل، يُنصح النساء القادرات على الحمل بتناول حوالي 400  ميكروغرام من حمض الفوليك يوميًا من الأطعمة المدعمة أو المكملات الغذائية أو كليهما لتقليل خطر الإصابة بعيوب الأنبوب العصبي. ^{[ 23 ]} يمكن تقليل هذه التشوهات الرئيسية في الجهاز العصبي بنسبة 85% من خلال تناول مكملات الفولات بانتظام قبل الحمل. ^{[ 27 ]} يرتبط انتشار مرض الزهايمر وأمراض الإدراك الأخرى بشكل غير مباشر بنقص الفولات. يُنصح كبار السن بتناول الفولات من خلال الطعام، سواء كان مدعمًا أم لا، والمكملات الغذائية لتقليل خطر الإصابة بهذه الأمراض. ^{[ 22 ]}

_{يُعرف فيتامين ب 12} أيضًا باسم الكوبالامين، وهو ضروري للحفاظ على وظائف الجهاز العصبي. ^{[ 28 ]} غالبًا ما ينتج نقص فيتامين ب _{12 ، المعروف أيضًا باسم} نقص الكوبالامين في الدم ، عن مضاعفات تتعلق بامتصاصه في الجسم. ^{[ 29 ]} يمكن ملاحظة مجموعة متنوعة من التأثيرات العصبية لدى 75-90% من الأفراد من جميع الأعمار الذين يعانون من نقص فيتامين ب ₁₂ القابل للملاحظة سريريًا . تظهر أعراض نقص الكوبالامين في تشوهات الحبل الشوكي والأعصاب الطرفية والأعصاب البصرية والمخ .

People who are deficient in B₁₂ despite normal absorption functionality may be treated through oral administration of at least 6 μg/day of the vitamin in pill form. People who suffer from irreversible causes of deficiency, such as pernicious anemia or old age, will need lifelong treatment with pharmacological doses of B₁₂. Strategy for treatment is dependent on the person's level of deficiency as well as their level of cognitive functioning.^[29] Treatment for those with severe deficiency involves 1000 μg of B₁₂ administered intramuscularly daily for one week, weekly for one month, then monthly for the rest of the person's life. The progression of neurological manifestations of cobalamin deficiency is generally gradual. As a result, early diagnosis is important or else irreversible damage may occur.^[28] People who become demented usually show little to no cognitive improvement with the administration of B₁₂. There is risk that folic acid administered to those with B₁₂ deficiency may mask anemic symptoms without solving the issue at hand. In this case, people would still be at risk for neurological deficits associated with B₁₂ deficiency-related anemia, which are not associated with anemia related to folate deficiency.^[30]

Vitamin A is an essential nutrient for mammals which takes form in either retinol or the provitaminbeta-Carotene. It helps regulation of cell division, cell function, genetic regulation, helps enhance the immune system, and is required for brain function, chemical balance, growth and development of the central nervous system and vision.

يُعدّ نقل الأكسجين، وتخليق الحمض النووي، وتخليق الميالين، والفسفرة التأكسدية، وتخليق النواقل العصبية واستقلابها، جميعها عمليات بيولوجية تتطلب الحديد؛ إلا أن اختلال توازن الحديد قد يؤدي إلى سمية عصبية تُسبب أكسدة وتعديل الدهون والبروتينات والكربوهيدرات والحمض النووي. ^{[ 31 ]} وقد تُسبب حالات نقص الأكسجين لدى الأفراد المصابين بفقر دم حاد تلفًا في الدماغ، مما يؤدي إلى ضعف إدراكي. ^{[ 32 ]} وعندما تختل مستويات الحديد في الدماغ، تتأثر الآليات العصبية الفيزيولوجية والإدراك، مما قد يُؤدي إلى تغيرات سلوكية طويلة الأمد، وقد يؤثر على مدى الانتباه والذكاء ووظائف الإدراك الحسي والمزاج والسلوك. ^{[ 33 ] [ 34 ]} وتُلاحظ اعتلالات عصبية مثل اضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط، والتوحد، والاكتئاب، والقلق، والفصام، والاضطراب ثنائي القطب لدى الأفراد الذين يعانون من نقص الحديد. ومع ذلك، يُمكن ملاحظة تراكم مفرط للحديد في الأمراض التنكسية العصبية، بما في ذلك مرض الزهايمر ومرض هنتنغتون. ^{[ 31 ]} يُعدّ الحديد ضروريًا لنمو الجهاز العصبي المركزي، وجهاز الغدد الصماء، وجهاز المناعة الذاتية، والدماغ. ويشارك الحديد في نمو ووظائف أنظمة النواقل العصبية المختلفة، كما أن كميات كبيرة منه مطلوبة لتكوين غمد الميالين في المادة البيضاء للدماغ. وقد يرتبط خلل تكوين غمد الميالين في المادة البيضاء، الناتج عن نقص الحديد خلال النمو، بظهور اضطرابات نفسية لدى المراهقين. ^{[ 34 ]} ويؤدي انخفاض تركيز الحديد إلى انخفاض مستويات النواقل العصبية، مما يُفضي بدوره إلى ضعف تكوين غمد الميالين وتأخر النضج العصبي. ^{[ 32 ]}