Bauen Sie Ihre Muskeln auf, bauen Sie Ihr Gehirn auf

Der Körper wurde entwickelt, um geschoben zu werden, und wenn wir unseren Körper schieben, schieben wir auch unser Gehirn. Lernen und Gedächtnis entwickelten sich im Einklang mit den motorischen Funktionen, die es unseren Vorfahren ermöglichten, Nahrung aufzuspüren. Wenn wir uns nicht bewegen, besteht für unser Gehirn keine wirkliche Notwendigkeit, etwas zu lernen.

Bei der Erforschung von Bewegungs- und Aufmerksamkeitsdefizitstörungen (ADHS oder ADHS) haben wir gelernt, dass Übung das Lernen auf drei Ebenen verbessert: Sie optimiert Ihre Denkweise durch Verbesserung der Wachsamkeit, Aufmerksamkeitund Motivation. Es bereitet Nervenzellen vor und ermutigt sie, sich aneinander zu binden. Dies ist die zelluläre Basis für das Lernen neuer Informationen. Und es spornt die Entwicklung neuer Nervenzellen aus Stammzellen im Hippocampus an, einem Bereich des Gehirns, der mit Gedächtnis und Lernen zusammenhängt.

Mehrere weiterführende Schulen haben mit Übungen experimentiert, um herauszufinden, ob das Training vor dem Unterricht die Lesefähigkeit und die Leistung eines Kindes in anderen Fächern verbessert. Erraten Sie, was? Es tut.

Wir wissen jetzt, dass das Gehirn im Sprachgebrauch der Neurowissenschaftler flexibel oder plastisch ist - mehr Play-Doh als Porzellan. Es ist ein anpassungsfähiges Organ, das durch Eingabe ähnlich wie ein Muskel durch Anheben von Hanteln geformt werden kann. Je öfter Sie es verwenden, desto stärker und flexibler wird es.

Weit davon entfernt, fest verdrahtet zu sein, wie Wissenschaftler es sich einst vorgestellt hatten ADHS-Gehirn wird ständig neu verkabelt. Ich bin hier, um Ihnen beizubringen, wie Sie Ihr eigener Elektriker sein können.

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Übung: Ein Medikament für Ihr Gehirn?

Es geht nur um Kommunikation. Das Gehirn besteht aus hundert Milliarden Neuronen verschiedener Typen, die über Hunderte verschiedener Chemikalien miteinander chatten, um unsere Gedanken und Handlungen zu steuern. Jede Gehirnzelle kann Eingaben von hunderttausend anderen erhalten, bevor sie ihr eigenes Signal abfeuert. Die Verbindung zwischen den Zellästen ist die Synapse, und hier trifft der Gummi auf die Straße. Die Art und Weise, wie es funktioniert, ist, dass ein elektrisches Signal das Axon, den ausgehenden Zweig, bis dahin abschießt erreicht die Synapse, wo ein Neurotransmitter die Nachricht über die synaptische Lücke in der Chemikalie transportiert bilden. Auf der anderen Seite, am Dendriten oder am empfangenden Zweig, wird der Neurotransmitter an einen Rezeptor angeschlossen - wie ein Schlüssel in ein Schloss - und dies öffnet Ionenkanäle in der Zellmembran, um das Signal wieder in zu verwandeln Elektrizität.

Etwa 80 Prozent der Signale im Gehirn werden von zwei Neurotransmittern ausgeführt, die sich gegenseitig ausgleichen Effekt: Glutamat erhöht die Aktivität, um die Signalkaskade zu starten, und Gamma-Aminobuttersäure (GABA) klemmt sich ab Aktivität. Wenn Glutamat ein Signal zwischen zwei Neuronen liefert, die zuvor noch nicht gesprochen haben, aktiviert die Aktivität die Pumpe. Je öfter die Verbindung aktiviert wird, desto stärker wird die Anziehungskraft. Wie das Sprichwort sagt, verdrahten Neuronen, die zusammen feuern, miteinander. Das macht Glutamat zu einem entscheidenden Bestandteil des Lernens.

Die Psychiatrie konzentriert sich mehr auf eine Gruppe von Neurotransmittern, die als Regulatoren fungieren - auf den Signalprozess und auf alles andere, was das Gehirn tut. Dies sind Serotonin, Noradrenalin und Dopamin. Und obwohl die Neuronen, die sie produzieren, nur ein Prozent der hundert Milliarden Zellen des Gehirns ausmachen, üben diese Neurotransmitter einen starken Einfluss aus. Sie könnten ein Neuron anweisen, mehr Glutamat zu produzieren, oder sie könnten das Neuron effizienter machen oder die Empfindlichkeit seiner Rezeptoren verändern. Sie können das „Rauschen“ im Gehirn senken oder umgekehrt diese Signale verstärken.

Ich sage den Leuten, dass ein Lauf wie ein bisschen Prozac und ein bisschen davon ist Ritalin denn wie die Medikamente erhöht Bewegung diese Neurotransmitter. Es ist eine praktische Metapher, um den Punkt zu vermitteln, aber die tiefere Erklärung ist, dass Bewegung die Neurotransmitter ausbalanciert - zusammen mit den übrigen Neurochemikalien im Gehirn.

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Wie das Gehirn lernt und Erinnerungen schafft

So grundlegend die Neurotransmitter auch sind, es gibt eine weitere Klasse von Master-Molekülen, die in den letzten 15 Jahren unser Verständnis der Zusammenhänge im Gehirn dramatisch verändert hat. Ich spreche von einer Familie von Proteinen, die als "Faktoren" bezeichnet werden. Der bekannteste davon ist der aus dem Gehirn stammende neurotrophe Faktor (BDNF). Während Neurotransmitter Signale senden, bauen und pflegen Neurotrophine wie BDNF die Infrastruktur selbst.

Als den Forschern klar wurde, dass BDNF im Hippocampus, dem Bereich des Gehirns, vorhanden war In Bezug auf Gedächtnis und Lernen machten sie sich daran zu testen, ob es eine notwendige Zutat in der Prozess. Lernen erfordert die Stärkung der Affinität zwischen Neuronen durch einen dynamischen Mechanismus, der als Langzeitpotenzierung (LTP) bezeichnet wird. Wenn das Gehirn aufgefordert wird, Informationen aufzunehmen, verursacht die Nachfrage natürlich Aktivität zwischen Neuronen. Je mehr Aktivität vorhanden ist, desto stärker wird die Anziehungskraft und desto leichter kann das Signal ausgelöst und die Verbindung hergestellt werden.

Angenommen, Sie lernen ein französisches Wort. Wenn Sie es zum ersten Mal hören, feuern Nervenzellen, die für einen neuen Kreislauf rekrutiert wurden, ein Glutamatsignal untereinander ab. Wenn Sie das Wort nie wieder üben, nimmt die Anziehungskraft zwischen den beteiligten Synapsen ab und schwächt das Signal. Sie vergessen.

Die Entdeckung, die Gedächtnisforscher in Erstaunen versetzte - und dem Neurowissenschaftler Eric Kandel von der Columbia University einen Anteil an der Nobelpreis 2000 - ist, dass wiederholte Aktivierung oder Übung dazu führt, dass die Synapsen selbst anschwellen und stärker werden Verbindungen. Ein Neuron ist wie ein Baum, der anstelle von Blättern Synapsen entlang seiner dendritischen Zweige hat. Schließlich sprießen neue Zweige und bieten mehr Synapsen, um die Verbindungen weiter zu festigen. Diese Veränderungen werden als synaptische Plastizität bezeichnet, bei der BDNF im Mittelpunkt steht.

Schon früh stellten die Forscher fest, dass die Zellen, wenn sie BDNF in einer Petrischale auf Neuronen streuten, automatisch neue Zweige sprossen und das gleiche strukturelle Wachstum erzeugten, das für das Lernen erforderlich war. Ich nenne BDNF Miracle-Gro für das Gehirn. BDNF bindet auch an Rezeptoren an der Synapse und setzt den Ionenfluss frei, um die Spannung zu erhöhen und die Signalstärke sofort zu verbessern. Innerhalb der Zelle aktiviert BDNF Gene, die die Produktion von mehr BDNF erfordern, sowie Serotonin und Proteine, die die Synapsen aufbauen. BDNF leitet den Verkehr und konstruiert auch die Straßen. Insgesamt verbessert es die Funktion von Neuronen, fördert deren Wachstum und stärkt und schützt sie vor dem natürlichen Prozess des Zelltods

Je mehr Ihr Körper trainiert, desto besser funktioniert Ihr Gehirn

Wie erhöht das Gehirn seine BDNF-Versorgung? Übung. 1995 recherchierte ich für mein Buch, Ein Benutzerhandbuch zum Gehirn, als ich auf einen einseitigen Artikel in der Zeitschrift stieß Natur über Bewegung und BDNF bei Mäusen. Es gab kaum mehr als eine Textspalte, aber sie sagte alles. Laut dem Autor der Studie, Carl Cotman, Direktor der Institut für Gehirnalterung und Demenz An der University of California-Irvine schien Bewegung Miracle-Gro (BDNF) im gesamten Gehirn zu fördern.

Indem Cotman zeigte, dass Übung das Hauptmolekül des Lernprozesses, BDNF, auslöst, stellte er eine biologische Verbindung zwischen Bewegung und kognitiver Funktion her. Er führte ein Experiment durch, um die BDNF-Spiegel im Gehirn von Mäusen zu messen, die trainieren.

Im Gegensatz zu Menschen scheinen Nagetiere körperliche Aktivität zu genießen, und Cotmans Mäuse liefen mehrere Kilometer pro Nacht. Als ihrem Gehirn ein Molekül injiziert wurde, das an BDNF bindet und gescannt wurde, wurden nicht nur die Scans des Laufende Nagetiere zeigen einen Anstieg des BDNF gegenüber Kontrollen, aber je weiter jede Maus lief, desto höher sind die Werte wurden.

Als sich die Geschichten von BDNF und Bewegung gemeinsam entwickelten, wurde klar, dass das Molekül nicht wichtig war nur für das Überleben von Neuronen, aber auch für deren Wachstum (Keimen neuer Zweige) und damit für Lernen. Cotman hat das gezeigt Übung hilft dem Gehirn zu lernen.

"Eines der herausragenden Merkmale von Bewegung, das in Studien manchmal nicht geschätzt wird, ist eine Verbesserung der Lernrate, und ich denke, das ist eine coole Botschaft zum Mitnehmen", sagt Cotman. "Weil es darauf hindeutet, dass Sie, wenn Sie in guter Verfassung sind, möglicherweise effizienter lernen und funktionieren können."

In einer Studie aus dem Jahr 2007 stellten deutsche Forscher fest, dass Menschen Vokabeln 20 Prozent schneller lernen nach dem Training als vor dem Training, und dass die Lernrate direkt mit den Niveaus korrelierte von BDNF. Darüber hinaus haben Menschen mit einer Genvariation, die ihnen ausreichende BDNF-Spiegel nimmt, mit größerer Wahrscheinlichkeit Lernschwächen. Ohne das sogenannte Miracle-Gro schließt sich das Gehirn der Welt.

Das heißt nicht, dass ein Lauf dich zu einem Genie machen wird. "Man kann nicht einfach BDNF injizieren und schlauer sein", betont Cotman. „Beim Lernen muss man auf etwas anders reagieren. Aber das Etwas muss da sein. “ Und ohne Frage, worauf es ankommt.

Entdecken Sie die Kraft, Ihr Gehirn zu verändern

Wissenschaftler bis nach Ramón y Cajal - der 1906 den Nobelpreis für den Vorschlag erhielt, aus dem Zentralnervensystem zu bestehen Einzelne Neuronen, die an sogenannten „polarisierten Übergängen“ kommunizieren, haben die Theorie aufgestellt, dass das Lernen Veränderungen an den Synapsen beinhaltet. Trotz der Auszeichnungen haben die meisten Wissenschaftler es nicht gekauft. Der Psychologe Donald Hebb brauchte, um auf den ersten Hinweis zu stoßen.

Die Laborregeln waren damals locker, und anscheinend dachte Hebb, es wäre in Ordnung, wenn er einige Laborratten als vorübergehende Haustiere für seine Kinder nach Hause bringen würde. Die Anordnung erwies sich als für beide Seiten vorteilhaft: Als er die Ratten ins Labor zurückbrachte, bemerkte Hebb, dass sie sich im Vergleich zu ihren käfiggebundenen Kollegen in Lerntests hervorgetan hatten. Die neuartige Erfahrung, mit ihnen umzugehen und zu spielen, verbesserte irgendwie ihre Lernfähigkeit, was Hebb dahingehend interpretierte, dass sie ihr Gehirn veränderte. In seinem gefeierten Lehrbuch von 1949 Die Organisation des Verhaltens: Eine neuropsychologische Theoriebeschrieb er das Phänomen als "nutzungsabhängige Plastizität". Die Theorie war, dass sich die Synapsen unter der Anregung des Lernens neu ordnen.

Hebbs Arbeit knüpft an Bewegung an, weil körperliche Aktivität als neuartige Erfahrung gilt, zumindest was das Gehirn betrifft. In den 1960er Jahren formalisierte eine Gruppe von Psychologen in Berkeley ein experimentelles Modell namens „Umweltanreicherung“, um die nutzungsabhängige Plastizität zu testen. Anstatt Nagetiere mit nach Hause zu nehmen, rüsteten die Forscher ihre Käfige mit Spielzeug, Hindernissen, verstecktem Essen und Laufrädern aus. Sie gruppierten die Tiere auch, damit sie Kontakte knüpfen und spielen konnten.

Es war jedoch nicht alles Frieden und Liebe, und schließlich wurde das Gehirn der Nagetiere seziert. Die Labortests zeigten, dass das Leben in einer Umgebung mit mehr sensorischen und sozialen Reizen die Struktur und Funktion des Gehirns veränderte. Den Ratten erging es bei Lernaufgaben besser, und ihr Gehirn wog mehr als das, das allein in nackten Käfigen untergebracht war.

In einer wegweisenden Studie verwendete der Neurowissenschaftler William Greenough Anfang der 1970er Jahre ein Elektronenmikroskop, um zu zeigen, dass die Neuronen durch die Anreicherung der Umwelt neue Dendriten sprießen ließen. Die Verzweigung, die durch die Umweltstimulation von Lernen, Bewegung und sozialem Kontakt verursacht wurde, führte dazu, dass die Synapsen mehr Verbindungen bildeten und diese Verbindungen dickere Myelinscheiden hatten.

Jetzt wissen wir, dass ein solches Wachstum BDNF erfordert. Diese Umgestaltung der Synapsen hat einen enormen Einfluss auf die Fähigkeit der Schaltkreise, Informationen zu verarbeiten, was eine zutiefst gute Nachricht ist. Was es bedeutet ist, dass Sie die Kraft haben, Ihr Gehirn zu verändern. Alles was Sie tun müssen, ist Ihre Laufschuhe zu schnüren.

Wie man neue Neuronen wachsen und pflegen kann

Für den größten Teil des 20. Jahrhunderts war das wissenschaftliche Dogma der Ansicht, dass das Gehirn fest verdrahtet war Sobald es in der Jugend vollständig entwickelt war - was bedeutet, dass wir mit all den Neuronen geboren werden, die wir werden bekommen. Wir können nur Neuronen verlieren, wenn das Leben weitergeht.

Erraten Sie, was? Neuronen wachsen zu Tausenden durch einen Prozess nach, der als Neurogenese bezeichnet wird. Sie teilen sich und vermehren sich wie Zellen im Rest des Körpers. Neuronen werden als leere Schieferstammzellen geboren und durchlaufen einen Entwicklungsprozess, in dem sie etwas finden müssen, um zu überleben. Die meisten von ihnen tun es nicht. Es dauert ungefähr 28 Tage, bis eine junge Zelle an ein Netzwerk angeschlossen ist. Wenn wir die neugeborenen Neuronen nicht verwenden, verlieren wir sie. Übung bringt Neuronen hervor, und die Anreicherung der Umwelt hilft diesen Zellen zu überleben.

Die erste feste Verbindung zwischen Neurogenese und Lernen kam von Fred Gage, einem Neurowissenschaftler des Salk Institute, und seiner Kollegin Henriette van Praag. Sie benutzten einen nagetiergroßen Pool, der mit undurchsichtigem Wasser gefüllt war, um eine Plattform direkt unter der Oberfläche in einem Quadranten zu verstecken. Mäuse mögen kein Wasser, daher sollte das Experiment testen, wie gut sie sich von einem früheren Bad an den Ort der Plattform - ihren Fluchtweg - erinnerten. Beim Vergleich inaktiver Mäuse mit anderen Mäusen, die vier Kilometer pro Nacht auf das Laufrad trafen, zeigten die Ergebnisse, dass sich die Läufer daran erinnerten, wo sie schneller Sicherheit finden konnten. Die sitzenden zappelten, bevor sie es herausfanden.

Bei der Präparation der Mäuse hatten die aktiven Mäuse doppelt so viele neue Stammzellen im Hippocampus wie die inaktiven. Gage spricht allgemein über das, was sie gefunden haben: „Es gibt eine signifikante Korrelation zwischen der Gesamtzahl der Zellen und der Fähigkeit einer Maus, eine komplexe Aufgabe auszuführen. Und wenn Sie die Neurogenese blockieren, können Mäuse keine Informationen abrufen. "

Obwohl all diese Forschungen an Nagetieren durchgeführt wurden, können Sie sehen, wie sie sich auf jene fortschrittlichen Schulen auswirken könnten, die Schüler vor Beginn des Unterrichts trainieren: Der Sportunterricht versorgt das Gehirn mit Die richtigen Werkzeuge zum Lernen und die Stimulation in den Klassen der Kinder ermutigen die sich neu entwickelnden Zellen, sich in das Netzwerk einzubinden, wo sie wertvolle Mitglieder der Signalübertragung werden Gemeinschaft. Die Neuronen erhalten eine Mission. Und es scheint, dass Zellen, die während des Trainings entstehen, besser gerüstet sind, um diesen Prozess auszulösen.

Jemand für einen Lauf?

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John Ratey, M.D., ist Mitglied der ADDitude ADHS Medical Review Panel.

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Intelligente Übungen zur Verbesserung des ADHS-Gehirns

• Mach ein aerobe Aktivität regelmäßig - joggen, Fahrrad fahren, eine Sportart ausüben, bei der es um Sprinten oder Laufen geht. Aerobic-Übungen erhöhen die Neurotransmitter, schaffen neue Blutgefäße, die Wachstumsfaktoren einfließen lassen, und bringen neue Zellen im Gehirn hervor. Eine kleine, aber wissenschaftlich fundierte Studie aus Japan hat dies herausgefunden Joggen 30 Minuten nur zwei- oder dreimal pro Woche für 12 Wochen verbesserte die Führungsfunktion.

• Machen Sie auch eine Skill-Aktivität - Klettern, Yoga, Karate, Pilates, Gymnastik, Eiskunstlauf. Komplexe Aktivitäten stärken und erweitern die Netzwerke des Gehirns. Je komplexer die Bewegungen sind, desto komplexer sind die synaptischen Verbindungen. Bonus: Diese neuen, stärkeren Netzwerke sollen Ihnen beim Denken und Lernen helfen.

• Besser noch, mach ein Aktivität das kombiniert aerobe Aktivität mit einer Fähigkeitsaktivität. Tennis ist ein gutes Beispiel - es belastet sowohl das Herz-Kreislauf-System als auch das Gehirn.

• Üben Sie eine Fertigkeitsaktivität, bei der Sie mit einer anderen Person gepaart sind - zum Beispiel Tango oder Walzer lernen oder zäunen. Sie lernen eine neue Bewegung und müssen sich auch an die Bewegungen Ihres Partners anpassen, was weitere Anforderungen an Ihre Aufmerksamkeit und Ihr Urteilsvermögen stellt. Dies erhöht exponentiell die Komplexität der Aktivität, wodurch die Infrastruktur des Gehirns verbessert wird. Fügen Sie den lustigen und sozialen Aspekt der Aktivität hinzu, und Sie aktivieren das Gehirn und die Muskeln im gesamten System.

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Auszug aus Funke, durch JOHN J. RATEY, M.D.und Eric Hagerman. Copyright © 2008 John J. Ratey, M. D. Nachdruck mit Genehmigung von Little, Brown and Company, New York, NY. Alle Rechte vorbehalten.

Aktualisiert am 19. Juni 2019