Ein 15-minütiges Training kann optimale Gehirnzustände fördern

Ein einziger Anfall von aerobem Training kann die Leistungsfähigkeit und Konnektivität des Gehirns verbessern.

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Zum ersten Mal berichtet eine neue Studie der McGill University, dass ein einziger fünfzehnminütiger Herz-Kreislauf-Test die Konnektivität und Effizienz des Gehirns optimieren kann. Genauer gesagt stellten die Forscher fest, dass 15 Minuten Aerobic-Training auf einem stationären Fahrrad unmittelbar nach dem Üben einer komplexen visuomotorischen Fähigkeit einen optimalen Gehirnzustand für die Langzeitgedächtnis-Konsolidierung der Aufgabe schuf. Die Ergebnisse dieser Studie wurden kürzlich in der Zeitschrift NeuroImage veröffentlicht .

In früheren Untersuchungen stellte Senior Autor Marc Roig fest, dass ein einzelner Anfall von Aerobic-Übungen innerhalb eines engen Zeitfensters, nachdem er neuen Informationen ausgesetzt war, die Fähigkeit verbesserte, sich an explizites Wissen mit deklarativem Gedächtnis zu erinnern. Roig et al. Fassen Sie diese Ergebnisse zusammen: “Wenn sie in enger zeitlicher Nähe zur Gedächtniskodierung durchgeführt werden, kann ein einziger Trainingsschritt die langfristige Speicherung von Informationen erleichtern.”

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Andere Untersuchungen über den Zusammenhang zwischen Aerobic-Übungen und Gedächtniskonsolidierung von Roig haben gezeigt, dass kardiovaskuläre Übungen auch dazu beitragen, implizite motorische Fähigkeiten Erinnerungen zu konsolidieren, wenn und wenn das 15-minütige Aerobic-Training bald nach dem Üben einer bestimmten motorischen Fähigkeiten durchgeführt wird.

Für die neueste McGill-basierte Forschung über die Korrelation zwischen Gedächtniskonsolidierung und einem einzigen 15-minütigen Anfall von Aerobic-Übungen, arbeitete der Erstautor Fabien Del Maso mit Roig zusammen, um zu untersuchen, was während dieses Prozesses im Gehirn vor sich ging.

Um Unterschiede in der Gehirnaktivität während des motorischen Aufgabenlernens entweder mit oder ohne anschließendes aerobes Training zu testen, ließen die Forscher Studienteilnehmer ein “Pinch-Test” -Videospiel spielen, bei dem ein Dynamometer mit unterschiedlichem Intensitätsgrad gegriffen wurde, um einen Cursor präzise über den Computerbildschirm zu bewegen während der Überwachung mit Elektroenzephalographie (EEG) und Elektromyographie (EMG).

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Die Teilnehmer der Studie wurden in diejenigen aufgeteilt, die nach einer ersten Aufnahme einer neuen motorischen Fähigkeiten ausruhten, und diejenigen, die für 15 Minuten ein Heimtrainer fuhren. Bei der Aufforderung, die gleiche Aufgabe 24 Stunden später zu wiederholen, nutzten diejenigen, die trainiert hatten, viel weniger Gehirnressourcen.

Quelle: McGill Universität

Unmittelbar nach dem ersten Pinch-Task-Training fuhren die Teilnehmer entweder 15 Minuten lang mit einem stationären Fahrrad oder saßen still. Dann wurden die Teilnehmer gebeten, die Handgriff-Aufgabe erneut in Intervallen von 30, 60 und 90 Minuten durchzuführen, während die Forscher die Gehirnaktivität bewerteten. Die nächste Phase des Tests fand 8 Stunden nach dem anfänglichen Lernen der motorischen Fähigkeiten statt und 24 Stunden später, als die Forscher Veränderungen der Gehirnaktivität, -effizienz und -konnektivität beobachteten.

Bemerkenswerterweise waren Studienteilnehmer, die 15 Minuten Aerobic-Training absolviert hatten, nachdem sie die Fähigkeit des Dynamometer-Handgriffs gelernt hatten, in der Lage, die komplexe “Pinch-Aufgabe” 24 Stunden nach dem Erlernen der Aufgabe mit weniger Gehirnressourcen und besserer interhemisphärischer Effizienz durchzuführen.

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Als die Forscher die Gehirndaten analysierten, um die differenzierenden Faktoren zwischen den “Übungs” – und “Nichtübungs” -Gruppen aufzudecken, fanden sie heraus, dass neuronale Verbindungen zwischen und innerhalb der Gehirnhemisphären bei denjenigen, die 15 Minuten nach der ersten motorischen Anstrengung arbeiteten, effizienter geworden waren Lernen war aufgetreten.

“Da die neurale Aktivierung in den Gehirnen von denen, die trainiert hatten, viel niedriger war, konnten die neuralen Ressourcen dann anderen Aufgaben zugewiesen werden. Übung kann dazu beitragen, einen Teil Ihres Gehirns für andere Dinge frei zu machen “, sagte Fabien Dal Maso in einer Erklärung.

Schlaf spielt eine entscheidende Rolle bei der Speicherkonsolidierung

Ein besonders interessanter Aspekt dieser Studie ist, dass 8 Stunden nach dem Erlernen einer neuen motorischen Fähigkeit relativ wenig Unterschied in der Fähigkeitserhaltung zwischen den Übungs- und Nicht-Übungsgruppen bestand. Nachdem jedoch 24 Stunden vergangen waren und beide Gruppen schlafen konnten, zeigte die Übungsgruppe eine starke Verbesserung der Pinch-Aufgabe, während sie weniger Gehirnressourcen verwendete.

“Was uns dies nahelegt, und das ist, wo wir als nächstes mit unserer Forschung gehen, ist, dass Schlaf mit Bewegung interagieren kann, um die Konsolidierung von motorischen Erinnerungen zu optimieren”, sagte Marc Roig in einer Stellungnahme. “Es ist sehr aufregend, gerade jetzt in diesem Bereich zu arbeiten, denn es gibt noch so viel zu lernen und die Forschung öffnet Türen für Gesundheitsmaßnahmen, die für das Leben der Menschen einen großen Unterschied machen können.”

Die neuesten Erkenntnisse von McGill sind eine wertvolle evidenzbasierte Ergänzung zu früheren Hypothesen über einen möglichen Zusammenhang zwischen Schlaf, Aerobic-Übungen und der Beherrschung neuer Fähigkeiten. Vor mehr als zehn Jahren gab es erste empirische Belege dafür, dass Schlaf eine wichtige Rolle bei der Konsolidierung des impliziten prozeduralen Gedächtnisses gespielt hat, und einige Spekulationen, dass Sport diesen Prozess optimieren könnte. Zum Beispiel schrieb ich im Kapitel “The Sleep Remedy” von The Athlete’s Way (2007),

“Bewegung und Schlaf machen einen perfekten Kreis. Trainieren hilft den Menschen, besser zu schlafen, und das Schlafen hilft den Athleten, besser zu arbeiten. Üben, üben, üben sollte eigentlich Übung sein – schlafen, üben – schlafen, üben – schlafen. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass das Gehirn einen Schlaf verwendet, um die Erinnerungen, Handlungen und Fähigkeiten, die während des Tages gelernt wurden, zu konsolidieren. Robert Stickgold hat sein Leben der Erforschung des Schlafes in Bezug auf Gedächtnis und Lernen gewidmet. Er erklärt: “Angenommen, Sie versuchen, eine Passage in einer Chopin-Etüde zu lernen, und Sie können es einfach nicht verstehen. Sie gehen weg und am nächsten Tag (nach einer guten Nacht), der erste Versuch, Sie haben es perfekt. Wir sehen das mit Musikern und mit Turnern. Es geht darum, motorische Aktivitätsmuster zu lernen, komplexe Bewegungen: Sie scheinen von selbst besser zu werden. “Wenn Sie im Sport besser werden wollen, müssen Sie viel Schlaf bekommen. Schlaf konsolidiert Erinnerungen, so dass dein Gehirn gestrafft und wie ein gut abgestimmter Motor betrieben werden kann. ”

Eine Sache, die die neueste Studie von McGill im Jahr 2018 einzigartig und potenziell wegweisend macht, ist, dass diese Ergebnisse helfen können, ein praktisches Rezept dafür festzulegen, wie und wann eine bestimmte Dosis von aerobem Training einen optimalen Gehirnzustand für die Gedächtniskonsolidierung schafft.

Die neuesten neurowissenschaftlichen Untersuchungen legen nahe, dass 15 Minuten Aerobic-Training kurz nach dem Training einer neuen motorischen Fähigkeit – gefolgt von einer guten Nachtruhe – ideal für die Förderung funktioneller Veränderungen im Gehirn sein können, die eine optimale Konsolidierung der motorischen Gedächtnisleistung ermöglichen. Diese Entdeckung hat das Potenzial, Patienten zu helfen, die einen Schlaganfall erlitten haben, oder Personen, die nach einer Verletzung an Mobilitätsproblemen leiden, um ihre motorischen Fähigkeiten zu verbessern.

Verweise

Fabien Dal Maso, Bennet Desormeau, Marie-Hélène Boudrias, Marc Roig. “Akute kardiovaskuläre Übung fördert funktionelle Veränderungen in kortiko-motorischen Netzwerken während der frühen Stadien der motorischen Gedächtniskonsolidierung.” NeuroImage (Veröffentlichungsdatum: 1. Juli 2018) DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2018.03.029

Marc Roig, Kasper Skriver, Jesper Lundby-Jensen, Bente Kiens, Jens Bo Nielsen. “Eine einzelne Übung steigert das motorische Gedächtnis.” PlosOne (2012) DOI: 10.1371 / journal.pone.0044594

Marc Roig, Richard Thomas, Cameron S. Mang, Nicholas J. Snow, Fatemeh Ostadan, Lara A. Boyd und Jesper Lundbye-Jensen “Zeitabhängige Effekte der kardiovaskulären Übung auf das Gedächtnis” Übungen und Sportwissenschaften Reviews (2016) DOI : 10.1249 / JES.0000000000000078