Übung kann die Anpassungsfähigkeit von Neuronen im visuellen Gehirn verbessern
Neue Forschungsergebnisse liefern Hinweise darauf, dass Bewegung die Plastizität des erwachsenen Gehirns verbessert.
Dies ist wichtig, da Lernen, Gedächtnis und Hirnreparatur von der Plastizität abhängen, der Fähigkeit unserer Neuronen, sich mit der Erfahrung zu verändern und anzupassen.
Die neue Studie, die sich auf den visuellen Kortex konzentrierte, könnte laut Forschern Hoffnung für Menschen mit Erkrankungen wie Amblyopie (manchmal als träges Auge bezeichnet), traumatischer Hirnverletzung und mehr bringen.
"Wir liefern den ersten Nachweis, dass mäßige körperliche Aktivität die Neuroplastizität im visuellen Kortex erwachsener Menschen verbessert", sagte Dr. Claudia Lunghi von der Universität Pisa in Italien.
"Indem wir zeigen, dass mäßige körperliche Aktivität das plastische Potenzial des visuellen Kortex von Erwachsenen steigern kann, ebnen unsere Ergebnisse den Weg für die Entwicklung nicht-invasiver Therapiestrategien, die die intrinsische Plastizität des Gehirns bei erwachsenen Probanden ausnutzen."
Das plastische Potenzial der Großhirnrinde sei zu Beginn des Lebens am größten, wenn das sich entwickelnde Gehirn durch Erfahrung geformt werde, sagte sie und stellte fest, dass die Plastizität des Gehirns im Allgemeinen mit zunehmendem Alter abnimmt. Dieser Rückgang der Flexibilität des Gehirns im Laufe der Zeit ist besonders ausgeprägt im sensorischen Gehirn, das bei Erwachsenen eine weitaus geringere Plastizität aufweist als bei jüngeren Menschen.
Die neuesten Studien basieren auf früheren Studien, die Alessandro Sale, Ph.D., vom Nationalen Forschungsrat Italiens, an Labortieren durchgeführt hat. Diese Studien zeigten, dass Tiere, die körperliche Aktivität ausübten, beispielsweise Ratten, die auf einem Rad liefen, im Vergleich zu sesshafteren Tieren eine erhöhte Plastizität im visuellen Kortex und eine verbesserte Erholung von Amblyopie zeigten.
Um herauszufinden, ob dies auch für Menschen gilt, haben Lunghi und Sale das verbleibende plastische Potenzial des visuellen Kortex von Erwachsenen beim Menschen mithilfe eines Tests der binokularen Rivalität gemessen.
Meistens arbeiten unsere Augen zusammen. Wenn Menschen jedoch für kurze Zeit ein Auge gepatcht haben, wird das geschlossene Auge stärker, wenn das visuelle Gehirn versucht, den Mangel an visuellem Input auszugleichen.
Die Stärke des resultierenden Ungleichgewichts zwischen den Augen ist ein Maß für die visuelle Plastizität des Gehirns und kann getestet werden, indem jedem Auge inkompatible Bilder präsentiert werden, erklärten die Forscher.
In der neuen Studie haben Lunghi und Sale 20 Erwachsene zweimal diesem Test unterzogen. In einem Deprivationstest sahen sich Teilnehmer mit einer Augenklappe einen Film an, während sie sich auf einem Stuhl entspannten. Im anderen Test trainierten Teilnehmer mit einer Augenklappe während des Films 10 Minuten lang auf einem stationären Fahrrad.
Die Ergebnisse waren klar: Die Plastizität des Gehirns wurde durch die Übung verbessert, so die Studie.
„Wir haben festgestellt, dass, wenn das Subjekt während der zwei Stunden des Augenklappens intermittierend zyklisch arbeitet, der Wahrnehmungseffekt des Augenklappens auf die binokulare Rivalität stärker ist als bei einem Zustand, in dem das Subjekt während der zwei Stunden des Patchens einen Film sieht, während es sich umschaut auf einem Stuhl sitzen “, sagten die Forscher in der Studie.
"Das heißt, nach körperlicher Aktivität ist das geflickte Auge stark potenziert, was auf eine erhöhte Plastizität des Gehirns hinweist."
Während weitere Studien erforderlich sind, glauben die Forscher, dass dieser Effekt auf eine Abnahme des inhibitorischen Neurotransmitters GABA bei Belastung zurückzuführen sein könnte. Wenn die Konzentrationen dieses hemmenden Nervenbotenstoffs abnehmen, reagiert das Gehirn schneller.
Unabhängig vom Mechanismus legen die Ergebnisse nahe, dass Bewegung eine wichtige Rolle für die Gesundheit und Erholung des Gehirns spielt. Dies könnte eine besonders gute Nachricht für Menschen mit Amblyopie sein, die bei Erwachsenen allgemein als unbehandelbar angesehen wird.
"Unsere Studie legt nahe, dass körperliche Aktivität, die auch für die allgemeine Gesundheit des Patienten von Vorteil ist, genutzt werden kann, um die Effizienz der Behandlung bei erwachsenen Patienten zu steigern", sagt Lunghi. "Also, wenn du ein faules Auge hast, sei selbst nicht faul!"
Die vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Studie wurde im Cell Press Journal veröffentlicht Aktuelle Biologie.
Quelle: Current Biology, Cell Press
