Warum verbessert körperliche Aktivität die kognitive Flexibilität?

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Lange vor dem Aufkommen der bildgebenden Technologie des Gehirns sagte Henry David Thoreau: "Die Oberfläche der Erde ist weich und durch die Füße der Menschen beeinflussbar, und so auch mit den Pfaden, die der Geist zurücklegt. Wie abgenutzt und staubig müssen dann die Autobahnen der Welt sein, wie tief die Furchen von Tradition und Konformität! "

Ich liebe dieses Zitat, weil es die Prinzipien der Plastizität des Gehirns und der Kraft körperlicher Aktivität einfängt, um die kognitive Flexibilität sowie die Fähigkeit eines Menschen, originell zu sein und über den Tellerrand hinaus zu denken, zu verbessern. Eine Vielzahl neuer Studien hat eine Verbindung zwischen Bewegung und Kreativität gefunden.

Eine neue Studie der Universität von Illinois in Urbana-Champaign hat herausgefunden, dass ältere Erwachsene, die regelmäßig moderate bis starke körperliche Aktivität ausüben, tendenziell eine bessere Gehirnfunktion und größere Integrität der weißen Substanz haben als ihre weniger gut sitzenden Altersgenossen. Sie haben auch die kognitive Flexibilität erhöht. Kognitive Flexibilität repräsentiert die Fähigkeit einer Person, zwischen Denkweisen zu wechseln und gleichzeitig über mehrere Konzepte nachzudenken.

Die August-2015-Studie "Die körperliche Aktivität ist mit einer größeren Moment-zu-Moment-Variabilität der spontanen Hirnaktivität bei älteren Erwachsenen verbunden" wurde in der Zeitschrift PLOS ONE veröffentlicht . Anstatt sich auf die Gehirnstruktur zu konzentrieren, verfolgten die Forscher Veränderungen der Blut-Sauerstoff-Konzentration im Laufe der Zeit, um die kognitive Flexibilität und körperliche Gesundheit im Zusammenhang mit dem Altern und der Gehirnfunktion vorherzusagen.

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Das Forscherteam des Beckman Institute for Advanced Science and Technology fand heraus, dass Menschen, die regelmäßig aktiv sind, in ihrer Ruhephase mehr variable Gehirntätigkeit haben als ihre weniger trainierten Altersgenossen. Diese Unterschiede in der Gehirnstruktur sind mit einer verbesserten Gehirnfunktion verbunden, was sich in einer verbesserten kognitiven Flexibilität niederschlägt.

In früheren Blogposts von Psychology Today habe ich über die bahnbrechenden Forschungen geschrieben, die Arthur Kramer, Direktor des Beckman Institute, und seine Kollegen durchgeführt haben, wie körperliche Aktivität die Gehirnstruktur und -funktion während der Lebensspanne eines Menschen verbessert. Letzte Woche schrieb ich einen Blogbeitrag "Warum haben Aerobic-Fit-Kinder bessere Mathefähigkeiten?" Basierend auf Forschungen von Kramer und seinen Kollegen.

Als ich letztes Jahr mit Art Kramer sprach, sagte er, dass eine Grundübung die Integrität der weißen Substanz verbessern könnte, ist, dass körperliche Aktivität das Blut durch das Gehirn pumpt und die Vaskularisierung dieser Kapillaren verbessert. Diese neue Studie scheint diese Hypothese zu bestätigen.

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Für die aktuelle Studie, die von Kramer und der Postdoktorandin Agnieszka Burzynska, PhD, geleitet wurde, nahmen die Forscher 100 Erwachsene im Alter zwischen 60 und 80 Jahren auf und verwendeten Beschleunigungsmesser, um ihre körperliche Aktivität über eine Woche objektiv zu messen. Dann nutzten sie die funktionelle MRI-Bildgebung (fMRT), um Veränderungen der Blutsauerstoffwerte im Laufe der Zeit zu beobachten, die sich in der Ruhephase des jeweiligen Patienten widerspiegeln.

Struktur der weißen Substanz des menschlichen Gehirns (aufgenommen mit MRI).

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Die Forscher bewerteten auch die Integrität der weißen Substanzfasern jeder Person, die eine Kommunikation zwischen Gehirnregionen ermöglichen, und fanden heraus, dass ältere Erwachsene, die aktiver waren, im Durchschnitt eine bessere Struktur weißer Blutkörperchen hatten als ihre weniger aktiven Kollegen. Die graue Substanz beherbergt die Neuronen in bestimmten Hirnregionen. Weiße Materie schafft Kommunikationslinien zwischen verschiedenen Gehirnregionen.

Interessanterweise stellte das Team fest, dass die spontane Hirnaktivität – die mit der kognitiven Flexibilität korreliert ist – durch mehr Moment-zu-Moment-Fluktuationen in einer fMRT widergespiegelt wird. Diese Schwankungen traten häufiger bei Erwachsenen auf, die regelmäßig aktiv waren. In einer früheren Studie stellte das Team fest, dass die gleichen Hirnregionen, die mit der kognitiven Flexibilität in einer fMRT assoziiert sind, auch mit einer besseren Leistung bei komplexen kognitiven Aufgaben verbunden sind.

Schlussfolgerung: Körperliche Aktivität und Fitness verbessern die kognitive Flexibilität

Die Forscher schlussfolgern: "Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Beteiligung an körperlicher Aktivität mit höherer Intensität schützende Auswirkungen auf die neurale Verarbeitung im Alter haben kann." Genauer gesagt, fanden die Forscher heraus, dass ältere Erwachsene, die verschiedenen Intensitäten körperlicher Aktivität ausgesetzt waren, eine höhere Blutoxygenierung aufwiesen Signale, von denen bekannt ist, dass sie mit zunehmendem Alter besser kognitiv funktionieren.

In einer Pressemitteilung kam Art Kramer zu folgendem Schluss: "Unsere Studie zeigt, dass im Zusammenhang mit früheren Studien, die die Verhaltensvariabilität bei kognitiven Aufgaben untersucht haben, ältere ältere Erwachsene sowohl kognitiv als auch hinsichtlich der Gehirnfunktion flexibler sind als ihre weniger ausgeglichenen Kollegen. "

In Zukunft werden die laufenden Longitudinal- und Interventionsstudien am Beckman Institute mehr Aufschluss über den möglichen Einsatz von Neuroimaging geben, um den Nutzen körperlicher Aktivität in Verbindung mit verbesserter Gehirnfunktion, kognitiver Flexibilität und mentaler Leistungsfähigkeit zu erkennen. Bleib dran!

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