Aktiver Körper, aktiver Geist

Laut einer neuen Studie könnte das Geheimnis eines jüngeren Gehirns in der Bewegung liegen.

Veröffentlicht in der Zeitschrift NeuroImageDie Studie zeigt einen direkten Zusammenhang zwischen Gehirnaktivität, Gehirnfunktion und körperlicher Fitness bei einer Gruppe älterer japanischer Männer.

Forscher an der Universität von Tsukuba in Japan stellten fest, dass fittere Männer geistig besser abschnitten als weniger fitte Männer, indem sie Teile ihres Gehirns auf die gleiche Weise wie jüngere Menschen verwendeten.

Mit zunehmendem Alter verwenden wir laut den Forschern verschiedene Teile unseres präfrontalen Kortex. Der präfrontale Kortex befindet sich ganz vorne im Gehirn, direkt hinter der Stirn, und spielt eine Rolle bei der Exekutivfunktion, dem Gedächtnis, der Intelligenz, der Sprache und dem Sehen.

Wenn wir jung sind, verwenden wir hauptsächlich die linke Seite unseres präfrontalen Kortex für mentale Aufgaben, die das Kurzzeitgedächtnis betreffen, das Verstehen der Bedeutung von Wörtern und die Fähigkeit, zuvor angetroffene Ereignisse, Objekte oder Personen zu erkennen. Wenn wir älter werden, verwenden wir für diese Aufgaben in der Regel die entsprechenden Teile unseres präfrontalen Kortex auf der rechten Seite des Gehirns.

Bei Aufgaben, die die vorübergehende Speicherung und Manipulation von Gedächtnisgedächtnissen und die hemmende Kontrolle umfassen, bevorzugen junge Erwachsene die rechte Seite des präfrontalen Kortex, während ältere Erwachsene sowohl den rechten als auch den linken präfrontalen Kortex einbeziehen.

Tatsächlich tendieren wir mit zunehmendem Alter dazu, beide Seiten des präfrontalen Kortex bei mentalen Aufgaben zu verwenden und nicht nur eine, stellten die Forscher fest. Dieses Phänomen, das als HAROLD (Hemisphärische Asymmetrie-Reduktion bei älteren Erwachsenen) bezeichnet wurde, spiegelt die Reorganisation des Gehirns wider, da es die verringerte Kapazität und Effizienz des Gehirns aufgrund des altersbedingten strukturellen und physiologischen Rückgangs kompensiert, erklären die Forscher.

Für die neue Studie ließen die Forscher 60 Männer zwischen 64 und 75 Jahren einem Belastungstest unterziehen, um ihre aerobe Fitness zu messen.

Die Männer, deren körperliche Fitness sehr unterschiedlich war, führten dann einen Test durch, um ihre selektive Aufmerksamkeit, Exekutivfunktion und Reaktionszeit zu messen. Sie verwendeten den bekannten Stroop-Test zur Farbwortübereinstimmung, bei dem den Männern Wörter gezeigt wurden, die Farbe bedeuten, wie Blau, Grün, Rot, aber sie wurden gebeten, die Farbe der Buchstaben zu benennen, anstatt das Wort selbst zu lesen.

Dies ist schwieriger als es sich anhört, stellten Forscher fest. Wenn die Farbe der Buchstaben nicht mit dem Wort übereinstimmt, braucht das Gehirn länger, um zu reagieren. Diese Reaktionszeit wird zur Messung der Gehirnfunktion verwendet.

Die Aktivität in der präfrontalen Kortexregion des Gehirns von Männern wurde während des Tests unter Verwendung einer Neuroimaging-Technik gemessen, die als funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) bezeichnet wird. Diese Technik liefert ein Maß für die Blutsauerstoffkonzentration in Oberflächenblutgefäßen, was auf die Aktivität in den äußeren Schichten des Gehirns hinweist.

Dies geschieht durch einen Satz tragbarer Sonden in einer Kappe, die auf dem Kopf platziert ist. Aktive Gehirnzellen benötigen frisches sauerstoffhaltiges Blut, das das sauerstofffreie Blut aus dieser Region entfernt. fNIRS misst die Farbveränderungen zwischen sauerstoffhaltigem rotem Blut und blauem sauerstoffarmem Blut und misst indirekt die Gehirnaktivität.

Anschließend analysierten die Forscher die Ergebnisse aller Tests, um die Zusammenhänge zwischen aerober Fitness, Stroop-Reaktionszeit und Gehirnaktivität während des Stroop-Tests zu untersuchen.

Wie für ältere Erwachsene vorhergesagt, waren während des Stroop-Tests beide Seiten des präfrontalen Kortex aktiv, ohne Unterschied zwischen rechts und links, was das HAROLD-Phänomen bei dieser Gruppe von Männern bestätigte, berichteten die Forscher. Frühere Studien haben gezeigt, dass junge Erwachsene für diese Aufgabe die linke Seite des präfrontalen Kortex bevorzugen.

Die Analyse der Beziehung zwischen Gehirnaktivität und Stroop-Reaktionszeit ergab, dass die Männer, die bei der Durchführung des Stroop-Tests die linke Seite des präfrontalen Kortex bevorzugten, schnellere Reaktionszeiten hatten. Dies deutet darauf hin, dass ältere Erwachsene, die die jugendlichere, aufgabenbezogene Seite des Gehirns nutzen, in diesem Test nach Angaben der Forscher bessere Ergebnisse erzielen.

Als die Forscher den Zusammenhang zwischen aerober Fitness und Stroop-Reaktionszeit analysierten, stellten sie fest, dass die fitteren Männer kürzere Reaktionszeiten hatten.

Basierend auf diesen Befunden sagten die Forscher korrekt voraus, dass eine höhere aerobe Fitness mit einer höheren Aktivität des linken präfrontalen Kortex verbunden sein würde. Mit anderen Worten, fittere Männer tendieren dazu, die jugendlichere Seite ihres Gehirns zu benutzen, zumindest während sie den Stroop-Test durchführen, erklärten sie.

Mithilfe statistischer Tests, die als Mediationsanalysen bezeichnet werden, um die Wechselwirkung zwischen den drei Faktoren in der Studie zu untersuchen - aerobe Fitness, geistige Leistungsfähigkeit und Gehirnaktivierung -, stellten die Forscher fest, dass aerob fitter ältere Männer geistig bessere Leistungen erbringen können als weniger gesunde ältere Männer, indem sie mehr verwenden wichtige Hirnregionen bei Bedarf. Tatsächlich benutzen die fitteren älteren Männer Teile ihres Gehirns auf die gleiche Weise wie in ihrer Jugend, sagten die Forscher. Aber wie?

"Eine mögliche Erklärung, die von der Forschung vorgeschlagen wurde, ist, dass das Volumen und die Integrität der weißen Substanz in dem Teil des Gehirns, der die beiden Seiten verbindet, mit dem Alter abnimmt", sagte Dr. Hideaki Soya, der die Studie leitete. "Es gibt einige Belege für die Theorie, dass fitter Erwachsene diese weiße Substanz besser erhalten können als weniger gesunde Erwachsene, aber weitere Studien sind erforderlich, um diese Theorie zu bestätigen."

Quelle: Universität von Tsukuba