Av GRETCHEN REYNOLDS, New York Times, oktober 13, 2011
Vetenskapliga upptäckter kan vara serendipitösa, och så var det när Jay L. Alberts, då en Parkinsons sjukdomsforskare vid Emory University i Atlanta, monterade en tandemcykel med Cathy Frazier, en Parkinsons patient. De två åkte på 2003 RAGBRAI-cykeltur över Iowa i hopp om att öka medvetenheten om den neurodegenerativa sjukdomen och "visa människor med Parkinsons att du inte behöver luta dig tillbaka och låta sjukdomen ta över ditt liv", sade Dr. Alberts.
Men något oväntat hände efter den första dagens ridning. Ett av Fröers symtom var mikrografi, ett tillstånd där hennes handskrift, läsbar till en början, snabbt skulle bli mindre, mer spindelaktig och oläslig när hon fortsatte att skriva. Efter en dag med trampa, undertecknade hon dock ett födelsedagskort utan svårigheter, sa hennes signatur "vackert skriven", säger Dr. Hon berättade också för honom att hon kände sig som om hon inte hade Parkinson.
Imponerad, Dr. Alberts, som nu innehar en utbildad forskningstol vid Cleveland Clinic i Ohio, inledde en serie experiment där han fick personer med Parkinsons sjukdom åka tandemcyklar. De preliminära resultaten väcker fascinerande frågor, inte bara om träning kan hjälpa till att bekämpa sjukdomen utan också - och för en bredare import - huruvida intensiva, väsentligen tvingade träningspass påverkar hjärnan annorlunda än mildare aktivitet gör, även hos oss som är friska.
Forskare har visat under en tid att i laboratoriedjur kan tvingad och frivillig träning leda till olika resultat. I allmänhet gillar möss och råttor att springa, så om du sätter ett körhjul i en gnagares bur, kommer det att hoppa ombord och springa. Denna aktivitet är uppenbarligen frivillig. Men om du placerar ett djur på ett löpband och kontrollerar hastigheten så att det måste hålla jämna steg, ofta med hjälp av ett fingeravtryck eller elektrisk chock, tvingas aktiviteten.
Intressant nog är djur effekterna, särskilt på hjärnan, mer gynnsamma efter tvingad träning. I en studie från 2008 tvingades råttor att avvecklas med betydligt fler nya hjärnceller efter åtta veckor än de som sprang när de valde, även om de senare djuren sprang snabbare. Och i ett annat, liknande experiment, möss som var nödvändiga för att träna på löpband fungerade senare bättre på kognitiva tester än de som fick tillgång till körhjul.
Innan Dr. Alberts arbete hade det varit få jämförbara experiment på människor, främst för att ingen hade vetat hur, etiskt, ”tvinga” människor att utöva. Dr. Alberts löste problemet genom att placera frivilliga med Parkinson på baksätet i en tandem, som hade modifierats för att säkerställa att ryggrytaren måste aktivt trampa; han eller hon kunde inte bara passivt låta pedalerna svänga. Först fick han dock varje volontär rida på en solo stationär cykel i sin egen takt. De flesta valde en trampfadens på cirka 60 varv per minut, en otrolig ansträngningsnivå.
Men på tandem hade ryttaren framför sig instruerats att trampa vid en kadens på cirka 90 varv / min och med högre kraftuttag eller effekt än vad patienterna hade producerat på egen hand. Resultatet var att ryttarna i ryggen måste trampa hårdare och snabbare än vad som var bekvämt för dem.
Efter åtta veckors timlånga sessioner med tvingad ridning visade de flesta patienterna i Dr. Alberts studie betydande minskningar av skakningar och bättre kroppskontroll, förbättringar som höll sig kvar i upp till fyra veckor efter att de slutade rida.
Dessa resultat är spännande, säger Dr. Alberts, eftersom de står i kontrast till några tidigare resultat med frivillig träning och Parkinsons patienter. I dessa experiment var aktiviteten användbar, men ofta på ett begränsat, lokalt sätt. Viktträning ledde till exempel till starkare muskler och långsam promenad ökade gånghastigheten och uthålligheten. Men sådana regimer förbättrade vanligtvis inte Parkinsonpatienternas totala motoriska kontroll. "De hjälpte inte människor att binda skorna," säger Dr Alberts.
Den tvingade trampregimen ledde å andra sidan till bättre kontroll av hela kroppsrörelsen och fick Dr Alberts att dra slutsatsen att övningen måste påverka ryttarnas hjärnor, såväl som deras muskler, en teori som bekräftades när han använde funktionella MR-maskiner för att se inuti hans frivilliga skalar. Skanningarna visade att jämfört med Parkinsons patienter som inte hade åkt, var tandemcyklisternas hjärnor mer aktiva.
Varför tvångsövning skulle ha en större effekt på hjärnans funktion än mildare regimer är inte klart. Forskare har spekulerat att i djurförsök kan det att tvingas träna orsaka frisättning av stressbundna hormoner i gnagarnas hjärnor, som sedan får olika reaktioner i cellerna och vävnaderna. Men Dr. Alberts misstänker att svaret kan vara enkel matematik hos Parkinsons patienter. Fler pedalslag per minut orsakar fler muskelsammandragningar än färre pedalslag, vilket följaktligen genererar fler nervsystem-meddelanden till hjärnan. Där tror han att biokemiska reaktioner inträffar som svar på meddelandena, och ju fler meddelanden, desto större är responsen.
Huruvida tvångsövning på liknande sätt skulle påverka friska hjärnor är okänt vid denna tidpunkt, säger han, liksom frågan om att rida på baksidan av en tandem bakom en starkare cyklist är den enda kvalificerade övningen. "Pedalering vid 90 rpm är en ganska intensiv aktivitet," säger han.
”Det verkar troligt,” fortsätter han, att intensiv träning av något slag borde ge jämförbara hjärnreaktioner. "Det finns data som visar att människor som tränar intensivt har mindre risk" för att utveckla Parkinsons och andra neurologiska sjukdomar, säger han. Så kanske, om du inte har tillgång till en tandem (eller ingen mage för att du harangued för att trampa hårdare av ryttaren framför), kan du prova att höja hastigheten på din nästa löpbandssession tills du är utanför din normala körkomfortzon.
Dr. Alberts är dock fortfarande mest entusiastisk över konsekvenserna av hans resultat för personer med Parkinsons och andra hjärnrelaterade tillstånd. Han har samarbetat med KFUM i flera städer för att erbjuda speciella tandemcykelprogram för Parkinsons patienter och hoppas kunna utöka programmet över hela landet. Han planerar också studier med patienter som har drabbats av stroke, i hopp om att hjärnförändringarna efter tvångsövning skulle kunna underlätta utbildning av fysiska färdigheter.
"Detta är inte ett botemedel" mot Parkinsons eller andra hjärnan, varnar han. "Men det verkar hjälpa avsevärt" med skakningar och andra symtom, "och det ger människor en chans att vara aktiva deltagare i sin egen behandling."
Han planerar att återvända till Iowa-cykelevenemang nästa sommar, som en representant för ett program som han grundade, Pedaling for Parkinson, och förväntar sig, säger han, att gå med av Frözier, som fortfarande ofta rider en tandem och undertecknar hennes namn läsligt
;
