Die Verbindung zwischen Übung und Gedächtnis (und Schlaf?)

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Bewegung das Gehirn für die Gedächtniskonsolidierung optimiert.

Übung verbessert die Konnektivität im Gehirn und steigert das Gedächtnis.

Quelle: iStock / Uberimages

Bewegung ist gut für das Gehirn. Ihre regelmäßige Jog- oder Spin-Klasse kommt der Gedächtnis- und Exekutivfunktion zugute. Wenn Sie es drei- oder viermal pro Woche machen, verbessert Übung auch Ihre motorischen Fähigkeiten – alles, was Bewegung und Muskeln erfordert. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass der Zeitpunkt der Übung beeinflusst, wie gut es hilft, Erinnerungen niederzulegen.

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Aber niemand wusste sehr viel darüber, warum das so sein sollte. Jetzt zeigt eine neue Studie zum ersten Mal, wie Bewegung das Gehirn so verändert, dass es für die Gedächtniskonsolidierung hilfreich sein könnte. “Ihr Gehirn wird effizienter”, sagt Marc Roig, Neurowissenschaftler und Physiotherapeut an der McGill Universität in Montreal, der leitende Autor des Artikels. Roig zufolge deuten die Ergebnisse darauf hin, dass eine gute Nachtruhe ein wichtiger Teil des Prozesses sein könnte.

Die Arbeit, die in NeuroImage veröffentlicht wurde und von Fabien Dal Maso, Bennet Desormeau und Marie-Hélène Boudrias verfasst wurde, konzentriert sich auf motorisches Lernen und Gedächtnis. Roig und seine Kollegen arbeiten mit Rehabilitationspatienten, vor allem denen, die einen Schlaganfall erlitten haben. “Die Idee ist, zu versuchen, Übung in Verbindung mit motorischem Lernen zu verwenden, um die Erhaltung motorischer Fähigkeiten bei Patienten zu verbessern”, sagt Roig. Aber ihre Ergebnisse könnten auch für Sporttraining gelten. Und da Übung gefunden wurde, um andere Arten des Gedächtnisses zu verbessern, wie visuelles oder verbales Gedächtnis, kann die Studie weitere Implikationen haben.

Im ersten Teil der Studie bestätigten Roig und seine Kollegen etwas, das sie zuvor gefunden hatten. Eine akute Übung unmittelbar nach dem Training einer motorischen Aufgabe verbesserte die Retention 24 Stunden später. “Es scheint, als ob Sie ein Fenster der Plastizität des Gehirns öffnen, und das hilft, was Sie lernen, effektiver konsolidiert zu werden”, sagt Roig.

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Um dies zu demonstrieren, baten sie zunächst zwei Gruppen junger Erwachsener, etwas zu lernen, das im Wesentlichen ein muskulöses Videospiel war. Die Teilnehmer manipulierten einen Joystick, der in der Lage war, die Kraft ihres Griffs zu messen, und sie mussten einen Cursor auf einen Computerbildschirm bewegen, um ihn in bestimmte Ziele zu bringen. Unmittelbar nach der Aufgabe trainierte eine Gruppe fünfzehn Minuten lang ein stationäres Fahrrad. Die andere Gruppe hat nicht trainiert. Sie saßen einfach auf dem Fahrrad ohne zu treten.

Um die Gehirnaktivität zu untersuchen, fügten die Forscher eine einfache motorische Aufgabe hinzu, ganz ähnlich den Muskelbewegungen, die das Spiel benötigt hatte. Nach dem Training oder nicht, mussten die Freiwilligen einfach einen Joystick greifen und eine gewisse Kraft anwenden. Während sie das taten, maßen die Forscher die elektrische Aktivität in ihren Gehirnen während der folgenden zwei Stunden. “Die zwei Stunden danach sind entscheidend für die Konsolidierung einer Erinnerung”, sagt Roig. “In dieser Zeit wird dein Gehirn entscheiden, ob es diese Informationen behalten will oder nicht.”

Schließlich baten sie alle, 8 Stunden und 24 Stunden später zurückzukehren, um das Spiel erneut zu spielen. “Dies ist nur um die Erinnerung zu messen”, sagt Roig. Die gesamte Übung ähnelt der Aufforderung, sich einen Absatz einzuprägen und dann den Absatz acht und 24 Stunden später zu wiederholen, um zu sehen, an wie viele Wörter Sie sich erinnern. “Das ist genau dasselbe, aber in diesem Fall ist es eine motorische Aufgabe, es ist kein Absatz”, erklärt Roig.

“Was wir fanden, war, dass, als sie die einfachere motorische Aufgabe machten, die Gehirnaktivität viel niedriger war und die Konnektivität zwischen verschiedenen Gehirnbereichen viel höher war [in der Übungsgruppe]”, sagt Roig. Konkret fanden sie eine Zunahme der Konnektivität innerhalb und zwischen Gehirnhemisphären und vor allem in motorischen Sinnesbereichen, die für die Ausführung und Planung von Bewegungen zuständig sind. Darüber hinaus “waren diese geringere Aktivität und höhere Konnektivität korreliert damit, wie gut sie sich an die motorische Aufgabe erinnerten.”

Roig und sein Kollege vermuten, dass Übung die Arbeit rationalisiert, die das Gehirn tun muss, um sich an etwas zu erinnern. “Was Übung zu tun scheint, ist die Verringerung der Anforderungen des Gehirns, so dass Erinnerungen effizienter konsolidiert werden können, weil es eine viel bessere Verbindung der verschiedenen Teile des Gehirns gibt.”

Auch die Übung unmittelbar vor dem motorischen Lernen kann übrigens funktionieren. Aber auf diese Weise muss die Übung moderater sein oder es besteht die Gefahr, die Leute so sehr zu ermüden, dass sie sich nicht um das Lernen kümmern können. Wenn Roig das motorische Lernen und das Training um zwei Stunden oder mehr getrennt hat, verschwinden die positiven Auswirkungen auf die Retention.

Die mögliche Bedeutung von Schlaf zeigt sich in der letzten Phase der Studie. Wenn die Teilnehmer acht Stunden später das Spiel spielen, scheint die Übungsgruppe nicht besser zu sein als die Kontrollgruppe. In der Tat ist niemand sehr gut. Das ist ein Befund, der sich auch in Roigs früheren Studien gezeigt hat. Aber am nächsten Tag, 24 Stunden nach dem ersten Lernen, zeigte die Gruppe, die trainierte, signifikant mehr Gedächtnis der Fähigkeiten als die Kontrollgruppe. “Meine Hypothese ist, dass es eine Interaktion zwischen Sport und Schlaf gibt”, sagt Roig. “Wir wissen, dass Schlaf für die Gedächtniskonsolidierung relevant ist, und wir wissen, dass Bewegung die mentale Konsolidierung verbessern kann. Aber was wir in meinen Studien sehen, ist, dass Sie, wenn Sie nicht schlafen, nicht von den Auswirkungen von Bewegung profitieren.”

Was Roig “das Dreieck” aus Bewegung, Schlaf und Gedächtnis nennt, ist relativ unerforscht. Aber nicht lange. Er hat gerade eine neue Reihe von Studien begonnen, die die Überwachung der Teilnehmer während des Schlafs beinhalten. “Ich denke, dass Bewegung die Gehirnarchitektur verändert, um das Gedächtnis zu verbessern, aber wenn du nicht schläfst, siehst du diese Verbesserung nicht.”

Er wird nicht in der Lage sein, sicher zu sagen, bis diese nächsten Studien abgeschlossen sind, aber das nächste Mal, wenn Sie eine neue Fähigkeit lernen wollen, warum planen Sie nicht danach etwas Übung und eine gute Nacht Schlaf? Es könnte nicht wehtun.

Copyright: Lydia Denworth 2018.

Verweise

Dal Maso, Fabien, et al. “Akutes kardiovaskuläres Training fördert funktionelle Veränderungen in kortiko-motorischen Netzwerken während der frühen Stadien der motorischen Gedächtniskonsolidierung.” NeuroImage 174 (2018): 380-392.