Brainboost! Effekte von Sport und Bewegung auf unser Gehirn und dessen Lernpotential

Transkript

1 Brainboost! Effekte von Sport und Bewegung auf unser Gehirn und dessen Lernpotential Dr. med. Univ. Heidemarie Zach, Bakk.rer.nat Univ. Klinik für Neurologie, Medizinische Universität Wien Zentrum für Sportwissenschaften, Universität Wien 1

2 Sport ist (k)ein Allheilmittel......aber nahe dran...j Sport ist gesund- Aussage bezüglich Bewegungsapparat, Herz-Kreislaufsystem nachvollziehbar Zahlreiche Studien bei HK Erkrankungen, wenig Studien über neurophysiologische Effekte

3 Ein paar motivierende Studien zum Thema Sport... Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 3

4 U.a. Lebensverlängerung Review 49 RT: Läufer leben im Schnitt 3 Jahre länger Verringertes (CV) Mortalitätsrisiko

5 Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 5

6 U.a. Lebensverlängerung Review 49 RT: Läufer leben im Schnitt 3 Jahre länger Verringertes (CV) Mortalitätsrisiko 1h Laufen verlängert das Leben um 7h! Soviel zur Ausrede "Ich habe keine Zeit für Sport"...

7 Kaffee versus 10 min. Stiegensteigen 18 f, chron. Schlafmangel 10 min Treppensteigen, 1x 50mg Koffeintablette, 1x Placebo meiste Energie nach Treppensteigen berichtet, sowie Verbesserungen im Arbeitsgedächtnis, Aufmerksamkeitsspanne, Motivation 7

8 Oder einfach beides?:-) 20 min. durchgehende Konzentration, 12 trainierte, vs 12 untrainierte: 30 min Bewegung: 1): moderat und 2) erschöpfend kognitive Testung Resultate: Bewegung verbesserte kognitive Tests, unabhängig vom Trainingszustand gekoppelt mit Koffein die besten Effekte 8

9 Neurophysiologische Effekte?

10 Was wissen wir? Kognitive Verbesserung bei Kindern und Erwachsenen durch Sport (viele Studien) Älteren Menschen mit verbesserter: aerobier Fitness-> verbessere: exekutive Funktion (Planung, Inhibition, Arbeitsgedächtnis) Age related decline: Frontallappen-> bessere Fitness: reduzierte Volumsabnahme assoziiert mit besserer exekutiver Funktion und erhöhter Gehrinaktivität in diesen Bereichen (Colcombe 2004)

11 Was wissen wir? Older adults, welche trainieren: bessere räumliche Leistung, mit erhöhtem hippocampalem Volumen assoziiert Auch in jungen Erwachsenen und mid-life, akute und Langzeit Effekte v.a. exekutiv und genereller kognitiver Leistung Maximierung kognitiver Leistungsverbesserung durch körperliche Aktivität am Arbeitsplatz (Produktivitätssteigerung)-> finanzielle Ersparnis für Arbeitgeber

12 Wie kann man das messen und erklären?? 12

13 Buchtipp: 'Spark! How exercise will improve the performance of your brain' von John Ratey Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 13

14 System Ebene Elektrophysiologie, Neuroimaging, neuropsych Studien: neuroelektrische Aktivität Netzwerke (Aufmerksamkeit, Lernen, Gedächtnis) Systems Attention Learning Memory Systems Neurotrophins (BDNF) Growth factors (IGF-1, FGF-2, VEGF) Molekulare Ebene Verfügbarkeit Neurotrophine & Wachstumsfaktoren Cellular Synaptic plasticity Neurogenesis Angiogenesis Zelluläre Ebene Plastizität Neurogenese Angiogenese Ratey, Rev Neurosci. 2011

15 Lernen bei Bewegung

16 Studenten in China n=40 (randomisiert 20/20) 40 Wörter (Englisch)+korrespondierende Bilder 8 Wochen 1x/Woche Lernsession Interventionsgruppe: 60% der max. HR Ergometer, Kontrollgruppe: ruhig sitzend Tests am Ende der Sessions und nach einem Monat Signifikant bessere Ergebnisse der aktiven Gruppe: lexikalisch, semantisch, langfristig Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 16

17 Zirl, Universität Innsbruck Wien, 200 Klassen 2016 Schulversuche "bewegte Klassen- Lernen am Ergometer": Zirl, Innsbruck, Wien (200 klassen 2016), Bremen,...

18 47 Studenten (m) randomisiert Gesichts-Namen und Stroop Test: in Ruhe, dann nach Ausbelastung, nach 3 und 5 Wochen Sign. Verbesserung des "Gesichts/Namen"Tests: akut und nach 5 Wochen, Anstieg BDNF akut und chronisch Organisationseinheit Titel der Präsentation ODER des Vortragenden 18

19 209 Kinder, (7-9 Jahre) 9monatiges Fitnessprogramm (2h/d) Sign. verbesserte Flexibilität, verbesserte Aufmerksamkeit im Vgl. zur Kontrollgruppe

20 fmri: verstärkte Durchblutung im Hippocampus 11 (21-45) Personen, 12 Wochen aerobes Training bis 40min 4x/w Vermehrter Blutfluss selektiv im Gyrus dentatus des Hippocampus Pereireo,

21 Training: Arbeits und spatiales Gedächtnis Evolutionär erklärbar? Physische Aktivität-> Jagen/Sammeln Aktivität möglicherweise mit Kognition verbunden, da wir wissen müssen, wo wir unsere Nahrung finden, wie wir Nahrung jagen (Booth, 2002) Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 21

22 Wachstumsfaktoren BDNF Brain derived neurotrophic factor -> stimuliert die Neurogenese, führen partiell zur Zunahme der Hirnmasse (u.a. Hippocampus) Im Tiermodell: direkt im Hirn, beim Menschen im Serum (CAVE, nicht im Plasma) messbar Dosis Wirkung: vorübergehende Steigerung bei akuter Ausdauerbelastung Regt strukturelle Plastizität an (Winter,2006) Signifikant pos. Zusammenhang zwischen BDNF Konzentration und motorischer Gedächtnisleistung(Skriver, 2014) Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 22

23 Wachstumsfaktoren VEGF vascular endothelial growth factor Wie BDNF: stimuliert Neurogenese Verbesserte synaptische Plastizität Begünstigt neuroprotektive und regenerative Prozesse (Ruiz, 2009) Dosis/Wirkungsprinzip Gefäß-Wachstum durch Belastung erhöht) Verbesserung des Gedächtnisses (Vital, 2014) umgekehrt: VEGF Inhibitoren bei Tumortherapie-> NW kogn. Defizite diskutiert Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 23

24 Wachstumsfaktoren IGF-1 Insulin like growth factor Vermehrt in der Leber Auch ZNS Wirkung Proliferation im Gyrus Dentatus (Mouse Modell) Ausdauer UND bei Krafttraining gesteigert Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 24

25 Strukturelle Veränderungen: Zunahme des Hirnvolumens Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 25

26 6

27 Sign. Hirnvolums-Zunahme bei Tai Chi Gruppe und Walking Gruppe Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 27

28 In eigener Sache Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 28

29 Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 29

30 Erwartete Effekte auf die 3 Säulen der Lebensqualität von Parkinsonpatienten Physisch Psychisch Sozial Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 30

31 Wir brauchen 48 Parkinsonpatienten!J Beginn: Frühjahr 2018, Einschluss: LAUFEND Kontrollierte Studie, 24 Kletterpatienten, 24 "active Lifestyle" Patienten Einschluss: "Jeder, der eine Treppe steigen kann, kann auch Klettern" Titel der Präsentation ODER des Vortragenden Organisationseinheit 31

32 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!