Low-Intensity Aerobic-Übung hat überraschende Vorteile für das Gehirn

Nerven des Auges und des visuellen Kortex.

Quelle: CLIPAREA l Benutzerdefinierte Medien / Shutterstock

Aerobes Training mit niedriger Intensität weckt Nervenzellen im visuellen Kortex und verbessert das menschliche Sehen effektiver als hochintensives Training, so eine neue Studie von Forschern der Universität von Kalifornien, Santa Barbara. (Der visuelle Kortex ist eine Hirnregion innerhalb der Großhirnrinde, die eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung visueller Informationen spielt.)

Die im Februar 2017 veröffentlichte Studie "Akute Übung moduliert funktionsspezifische Reaktionen im menschlichen Cortex" wurde gestern im Journal of Cognitive Neuroscience veröffentlicht .

Der aktuelle Verhaltenszustand eines Organismus beeinflusst die Gehirnaktivität und die Wahrnehmung der Umwelt. Aber wie beeinflussen verschiedene Intensitäten körperlicher Aktivität das menschliche Gehirn? Ist moderate bis starke körperliche Aktivität (MVPA) immer der effektivste Weg, um die Gehirnvorteile von Bewegung zu dynamisieren? Oder hat Übung mit geringer Intensität auch signifikante Vorteile für das Gehirn?

Wegen der präskriptiven Wichtigkeit, diese Fragen zu beantworten, setzt die neurowissenschaftliche Forschung fort, Fortschritte zu machen, um klare Hirn Vorteile von verschiedenen Intensitäten von Aerobic-Übungen zu ermitteln. Interessanterweise haben in der vergangenen Woche zwei verschiedene Studien gezeigt, dass körperliche Aktivität mit geringer Intensität offenbar spezifische Vorteile im Gehirn hat, die bis jetzt unter dem Radar verschwunden sind.

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Anfang dieser Woche berichteten Forscher in Dänemark, dass körperliche Aktivitäten mit geringerer Intensität die Mathematikleistung für Erstklässler verbessern, wenn motorangereichertes Lernen in den Klassenraum integriert wird. Im Gegensatz zu früheren Hypothesen haben die dänischen Forscher herausgefunden, dass Übungen mit geringer Intensität für akademisches Lernen vorteilhafter sein können als hochintensive aerobe Aktivitäten für einige Kinder.

In der oben erwähnten Studie zur visuellen Verarbeitung rekrutierten die UC Santa Barbara Psychologie und die Hirnforscher Barry Giesbrecht und Tom Bullock vom UCSB Attention Lab 18 Freiwillige, um den Zusammenhang zwischen verschiedenen Intensitäten von körperlicher Aktivität und Gehirnaktivität zu testen.

Während des Experiments fuhren die Teilnehmer ein stationäres Fahrrad mit unterschiedlichen aeroben Intensitäten, während sie eine EEG-Kappe trugen, um die Gehirnaktivität zu überwachen, während sie eine Vielzahl visueller Diskriminierungsaufgaben erfüllten. Visuelle Aufgaben wurden während des Ruhens und während der Fahrradintervalle sowohl bei niedriger als auch bei hoher Intensität ausgeführt.

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Wie bereits erwähnt, reagierten Nervenzellen im visuellen Kortex am empfindlichsten auf visuelle Reize während der Trainingsbedingungen mit niedriger Intensität im Vergleich zu beiden anderen Bedingungen.

Fortbewegung verbessert die visuelle Wahrnehmung über Arten hinweg, einschließlich Menschen

Quelle: Chetty Thomas / Shutterstock

Frühere Untersuchungen an Mäusen und Fliegen haben gezeigt, dass körperliche Aktivität die Neuronenauslösungsraten in Gehirnbereichen erhöht, die mit visueller Verarbeitung verbunden sind. Die wissenschaftliche Forschung über die Auswirkungen aerober Aktivität auf die visuelle Verarbeitung von Menschen ist bisher jedoch kaum erforscht. Daher waren Giesbrecht und Bullock neugierig, ob körperliche Aktivität die visuelle Verarbeitung im menschlichen Gehirn durch erhöhte Neuronenzündungsraten im visuellen Kortex verstärkt.

Eine Vielzahl früherer Studien hat gezeigt, dass es bei jeder Art von Fortbewegung zu einem Anstieg neuronaler Reaktionen im sensorischen Kortex von Wirbellosen und nichtmenschlichen Säugetieren kommt.

Obwohl es signifikante Unterschiede in der Struktur visueller Signalwege bei verschiedenen Spezies gibt, liefert diese UCSB-Studie empirische Belege dafür, dass neurale Mechanismen im menschlichen visuellen Kortex durch Lokomotivverhalten stimuliert werden. Übung-induzierte Verbesserung der visuellen Verarbeitung scheint über Arten, einschließlich Menschen auftreten.

Basierend auf unseren evolutionären und neurobiologischen Wurzeln, würde es Sinn machen, dass unsere Jäger-Sammler-Vorfahren auf eine verbesserte visuelle Verarbeitung während aller Arten der Fortbewegung angewiesen waren, während sie verschiedene Landschaften durchsuchten, auf Beutejagd und Futtersuche.

In einer Stellungnahme ging Co-Autor Barry Giesbrecht, Professor an der UCSB-Abteilung für Psychologische und Neurowissenschaften, auf die evolutionären Wurzeln ein, die Fortbewegung und verbesserte visuelle Verarbeitung verbinden.

"Es gibt eine interessante speziesübergreifende Verbindung, die zeigt, dass diese Auswirkungen der Erregung ähnliche Konsequenzen für die Verarbeitung visueller Informationen haben können. Das bedeutet die Entwicklung von etwas, das auf irgendeine Weise einen Wettbewerbsvorteil bieten könnte. "

Die neueste Forschung aus dem Attention Lab von UCSB unterstreicht die Wichtigkeit körperlicher Aktivität in einem neuen Licht. Giesbrecht folgerte: "Die Vorteile von kurzen Trainingseinheiten könnten eine bessere und leichter zu handhabende Möglichkeit bieten, die Informationsverarbeitung zu beeinflussen – im Gegensatz zu Gehirntrainingsspielen oder Meditation – und zwar auf eine Art und Weise, die nicht an eine bestimmte Aufgabe gebunden ist."

In den letzten Jahren haben zahllose Studien die weitverbreiteten Hirnvorteile moderater bis starker körperlicher Aktivität beleuchtet. Inzwischen gibt es zunehmend Hinweise darauf, dass körperliche Aktivitäten mit geringer Intensität auch signifikante Vorteile für das Gehirn haben, die weitere Untersuchungen erfordern.

Die nächste Grenze der wissenschaftlichen Forschung über die Vorteile der körperlichen Aktivität im Gehirn wird sich darauf konzentrieren, spezifische Dosis-Reaktionen auf verschiedene aerobe Intensitäten und optimale Trainingszeiten zu bestimmen, um gezielte Ergebnisse zu erzielen. Bleiben Sie dran für zukünftige Forschung zu diesem Thema.