Körperlich gesunde Kinder haben eine kompaktere Gehirnweißsache
Eine neue Studie zeigt, dass neun- und zehnjährige Kinder, die aerober fit sind, mehr faserige und kompakte weiße Substanz im Gehirn haben als Kinder, die weniger fit sind.
Laut Forschern beschreibt weiße Substanz die Axonbündel, die Nervensignale von einer Region des Gehirns zur anderen übertragen. Eine kompaktere weiße Substanz ist mit einer schnelleren und effizienteren Nervenaktivität verbunden, erklären die Forscher.
"Frühere Studien deuten darauf hin, dass Kinder mit einer höheren aeroben Fitness ein größeres Gehirnvolumen in Gehirnregionen der grauen Substanz aufweisen, die für das Gedächtnis und Lernen wichtig sind", sagte Laura Chaddock-Heyman, Ph.D., Postdoktorandin an der Universität von Illinois.
Sie führte die Studie mit dem Professor für Kinesiologie und Gemeindegesundheit Dr. Charles Hillman und dem Psychologieprofessor und Direktor des Beckman-Instituts Dr. Arthur Kramer durch.
"Jetzt haben wir zum ersten Mal untersucht, wie sich aerobe Fitness auf die weiße Substanz im Gehirn von Kindern auswirkt", sagte sie.
Das Team verwendete die Diffusionstensor-Bildgebung (DTI) - auch Diffusions-MRT genannt -, um fünf Trakte der weißen Substanz im Gehirn von 24 Kindern zu untersuchen. DTI analysiert die Wasserdiffusion in Gewebe. Eine geringere Wasserdiffusion in der weißen Substanz bedeutet, dass das Gewebe faseriger und kompakter ist, beides wünschenswerte Merkmale, so die Wissenschaftler.
Die Forscher stellten fest, dass sie verschiedene Variablen wie den sozialen und wirtschaftlichen Status, den Zeitpunkt der Pubertät, den IQ oder die Diagnose von ADHS oder anderen Lernbehinderungen kontrollierten, die möglicherweise zu den Unterschieden im Gehirn beigetragen haben.
Die Analyse ergab signifikante fitnessbedingte Unterschiede in der Integrität mehrerer Trakte der weißen Substanz im Gehirn, einschließlich des Corpus Callosum, der die linke und rechte Gehirnhälfte verbindet. der obere Längsfasciculus, ein Paar von Strukturen, die die Frontal- und Parietallappen verbinden; und die obere Corona radiata, die die Großhirnrinde mit dem Hirnstamm verbindet.
"Es wurde festgestellt, dass all diese Bereiche eine Rolle für die Aufmerksamkeit und das Gedächtnis spielen", sagte Chaddock-Heyman.
Um die Ergebnisse weiter zu verfolgen, befindet sich das Team nun zwei Jahre in einer fünfjährigen randomisierten, kontrollierten Studie, um festzustellen, ob sich die Integrität des Trakts der weißen Substanz bei Kindern verbessert, die eine neue Routine für körperliche Fitness beginnen und diese im Laufe der Zeit beibehalten. Die Forscher suchen nach Veränderungen der aeroben Fitness, der Struktur und Funktion des Gehirns sowie der genetischen Regulation.
"Frühere Arbeiten in unseren Labors haben sowohl kurz- als auch langfristige Unterschiede im Verhältnis der aeroben Fitness zur Gesundheit und Wahrnehmung des Gehirns gezeigt", sagte Hillman. "Unsere derzeitige randomisierte, kontrollierte Studie sollte jedoch die bislang umfassendste Bewertung dieser Beziehung liefern."
"Die neuen Erkenntnisse tragen zum Beweis bei, dass Aerobic-Übungen das Gehirn auf eine Weise verändern, die die kognitiven Funktionen verbessert", sagte Chaddock-Heyman.
"Diese Studie erweitert unsere bisherigen Arbeiten und legt nahe, dass die Struktur der weißen Substanz ein zusätzlicher Mechanismus sein kann, mit dem Kinder mit höherer Passform ihre Altersgenossen mit niedrigerer Passform bei kognitiven Aufgaben und im Klassenzimmer übertreffen", sagte sie.
Die Studie wurde im Open-Access-Journal veröffentlicht Grenzen der menschlichen Neurowissenschaften.
Quelle: Universität von Illinois in Urbana-Champaign
