In een oogverblindende demonstratie van de vindingrijkheid van de natuur ontdekten onderzoekers van de Universiteit van Princeton onlangs dat oefening levendige nieuwe hersencellen creëert - en vervolgens afsluit wanneer ze niet in actie zouden moeten zijn.
Sinds enige tijd zijn wetenschappers die oefeningen bestuderen, verbaasd over de twee ogenschijnlijk onverenigbare effecten van fysieke activiteit op de hersenen. Aan de ene kant is er beweging bekend om de creatie van nieuwe en zeer prikkelbare hersencellen aan te moedigen. Tegelijkertijd kan oefening een algemeen patroon van rust in bepaalde delen van de hersenen veroorzaken.
De meesten van ons realiseren zich waarschijnlijk niet dat neuronen geboren worden met bepaalde aanleg voor predispositie. Sommige, vaak de jongere, zijn van nature gemakkelijk opgewonden. Ze schieten met bijna elke provocatie, wat prijzenswaardig is als je het denken en de geheugenvorming wilt versnellen.
Maar dat kenmerk is minder wenselijk in tijden van dagelijkse stress. Als een stressfactor geen beslissing over leven en dood vereist en onmiddellijk fysieke actie vereist, kan het hebben van veel opwindende neuronen die allemaal tegelijk worden geactiveerd contraproductief zijn, waardoor angst ontstaat.
Onderzoek bij dieren heeft aangetoond dat lichaamsbeweging exciteerbare neuronen in overvloed creëert, vooral in de hippocampus, een deel van de hersenen waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij denken en emotionele reacties.
Maar er is ook aangetoond dat beweging de angst vermindert bij zowel mensen als dieren.
Hoe kan een activiteit tegelijkertijd ideale neurologische aandoeningen creëren voor angst en beoefenaars verlaten met een diepgewortelde kalmte, vroegen de onderzoekers van Princeton zich af?
Dus verzamelden ze volwassen muizen, injecteerden ze met een stof die pasgeboren cellen in de hersenen markeert, en gedurende zes weken liet de helft van hen de batterijen draaien op hun kleine wieltjes terwijl de anderen rustig in hun kooien zaten.
Naderhand bepaalden de wetenschappers de basislijn nervositeit van elke groep. Gezien de toegang tot kooien met open, goed verlichte gebieden en schaduwrijke hoeken, waren de lopende muizen meer bereid om voorzichtig te verkennen en tijd door te brengen in open gebieden, een indicatie dat ze meer zelfvertrouwen hadden en minder angstig waren dan de zittende dieren.
De onderzoekers controleerden ook de hersenen van sommige van de hardlopers en de zittende muizen om te bepalen hoeveel en welke variëteiten van nieuwe neuronen ze bevatten.
Zoals verwacht, wemelde het brein van de hardlopers met veel nieuwe, opwindende neuronen. De hersenen van de sedentaire muizen bevatten ook soortgelijke, vluchtige pasgeboren cellen, maar niet in zulke overvloed.
De hersenen van de hardlopers hadden echter ook een opmerkelijk aantal nieuwe neuronen die specifiek zijn ontworpen om de neurotransmitter GABA vrij te maken, die de hersenactiviteit remt, waardoor andere neuronen gemakkelijk kunnen worden afgeschoten. In feite zijn dit nanny-neuronen, ontworpen om de activiteit in de hersenen te dempen en te dempen.
In de hersenen van de hardlopers waren er grote nieuwe populaties van deze cellen in een deel van de hippocampus, het ventrale gebied, geassocieerd met de verwerking van emoties. (De rest van de hippocampus, het dorsale gebied, is meer betrokken bij denken en geheugen.)
Welke rol deze nanny-neuronen speelden in de hersenen van de dieren en het daaropvolgende gedrag was niet helemaal duidelijk.
Dus plaatsten de wetenschappers de resterende muizen voorzichtig vijf minuten in ijskoud water. Muizen houden niet van koud water. Ze vinden onderdompeling stressvol en angst-opwekkend, hoewel het niet levensbedreigend is.
Toen controleerden de wetenschappers de hersenen van deze dieren. Ze waren op zoek naar markers, bekend als 'immediate early genes', die aangeven dat een neuron recentelijk heeft geschoten.
Ze vonden ze in overvloed. In zowel de fysiek fit als de sedentaire muizen hadden grote aantallen van de prikkelbare cellen in reactie op het koude bad gestookt. Emotioneel waren de dieren in brand gestoken door de stress.
Maar met de lopers duurde het niet lang. Hun hersens, in tegenstelling tot die van de sedentaire dieren, toonden bewijs dat de neuronen die in slaap waren gevallen ook in grote aantallen waren geactiveerd, waardoor GABA werd vrijgegeven, de activiteit van de exciteerbare neuronen werd kalmeerd en vermoedelijk onnodige angst op afstand hield.
In feite hadden de hersenen van de hardlopers gereageerd op de relatief lichte stress van een koud bad met een snelle haast van ongerustheid en een bijkomende, overkoepelende kalmte.
Wat dit alles doet vermoeden, zegt Elizabeth Gould, directeur van het Gould Lab in Princeton, die de paper schreef met haar afstuderende student Timothy Schoenfeld, nu bij het National Institute of Mental Health, en anderen, "is dat de hippocampus van hardlopers enorm is anders dan die van sedentaire dieren. Niet alleen zijn er meer excitatorische neuronen en meer exciterende synapsen, maar de remmende neuronen zijn waarschijnlijker geactiveerd, vermoedelijk om de excitatorische neuronen te dempen, als reactie op stress. " bevindingen werden gepubliceerd in The Journal of Neuroscience.
Het is belangrijk om op te merken, voegt ze eraan toe, dat deze studie langetermijn trainingsreacties onderzocht. De wielen van de hardlopers waren gedurende 24 uur voor hun koude bad vergrendeld, zodat ze geen acuut rustgevend effect van oefening zouden krijgen. In plaats daarvan weerspiegelde het verschil in stressrespons tussen de hardlopers en de zittende dieren fundamentele hermodellering van hun hersenen.
Zoals we allemaal weten, zijn muizen natuurlijk geen mannen of vrouwen. Maar, volgens Dr. Gould, laten andere onderzoeken 'zien dat lichaamsbeweging de angst bij mensen vermindert', wat suggereert dat een soortgelijke remodellering plaatsvindt in de hersenen van mensen die trainen.
"Ik denk dat het geen enorm stuk is", concludeert ze, "om te suggereren dat de hippocampi van actieve mensen mogelijk minder gevoelig zijn voor bepaalde ongewenste aspecten van stress dan die van zittende mensen."
;