Den plastiska hjärnan

Förändring är knepigt, för det som förändras är ju inte detsamma och alla människor har en stark känsla av att vara desamma. Redan de gamla grekerna hade problem med förändring. Några "bevisade" att ingenting förändras, medan andra påstod att allting förändras. Till slut tänkte de ut idévärldar och atomer, som logiskt kunde koppla det oföränderliga med det föränderliga. Några greker hävdade också att människan utvecklats från enklare varelser, men ända till för några hundra år sedan trodde de flesta att alla arter var statiska. De hade skapats några tusen år tidigare och världen var till brädden full av oföränderliga djur och växter. Under upplysningen började dessa tankar ifrågasättas och 1859 framförde Charles Darwin och Alfred Wallace evolutionsteorin. Sedan dess har det kommit starka bevis för att skapelsen är en pågående process, inte en händelse bortom logik och vetenskap.

Men idéer om det statiska och oföränderliga dröjde sig kvar inom hjärnforskningen. De senaste 50 åren har det dock kommit övertygande bevis om att hjärnan är föränderlig och anpassningsbar - det som med ett finare ord kallas plasticitet. Hjärnan förändrar sig hela tiden. Man vet att det skapas tusentals nya hjärnceller (neuroner) varje dag och att vi genom vårt beteende kan påverka denna skapelseprocess.

Vad är hjärnplasticitet?
Med hjärnplasticitet avses minne och de processer som hjärnan använder för att lagra nya minnen. Det är det som händer när man lär sig nya färdigheter, som ett språk, en sport eller ett instrument. Plasticitet är hur hjärnan återhämtar sig efter en stroke. Kort sagt är det hjärnans anpassning till förändring. Denna anpassning kan sammanfattas med uttrycket: "Neurons that fire together wire together”, d v s att hjärnceller som aktiveras samtidigt också binds samman med varandra. Genom att läsa den här texten, förändras din hjärna för alltid och det sker just precis nu. Det tycker jag är en fascinerande tanke.

Neuroner som aktiveras tillsammans, binds samman.

Ett exempel på plasticitet är minnet. Minnet av t ex en mormor är inte ett mormorsneuron någonstans i hjärnan, utan ett aktivitetsmönster av flera neuroner som signalerar samtidigt. När du tänker på din mormor, aktiveras olika områden i hjärnan. Minnet är utspritt och består av doftminnen djupt inne i hjärnan (viktiga lukter minns man länge, kanske hela livet), en bild av ett ansikte i visuella hjärnbarken, röster i hörselbarken, smaker, känslor och platser. Att minnas är att återskapa detta signalmönster från ett fragment, t ex en kaka som mormor alltid bjöd på. Denna kaka aktiverar de andra platserna i hjärnan som du aktiverade när du var tillsammans med din mormor. De bands samman under flera år: ljud, dofter och smaker. Kakan får hjärnan att spraka mormor.

Varje gång man återskapar ett minne, förändras det litegrann. Det betyder att minnet av mormor förändras med tiden och att syskon kan ha helt olika minnen av samma episod, eftersom olika hjärnor beter sig olika. Hjärnan är inte en hårddisk som spelar in minnen, utan en levande, blöt, elektrisk klump av proteiner och fett. Om man öppnar hjärnan är det som att titta in i en burk skivade champinjoner som någon hällt vaniljsås på.

Grekerna trodde inte att hjärnan var centrum för tankeförmågan och det skulle inte heller jag tro, om jag inte läst böcker om den. Kött som tänker, är nästan som science fiction, om man tänker efter.

Minnen och synapser
När en hjärncell aktiveras skickas en elektrisk impuls till en annan hjärncell. Denna impuls kan vara stärkande eller hämmande. En hjärncell kan ta emot hundratals olika impulser från andra hjärnceller och om summan av stärkande och hämmande impulser överstiger ett tröskelvärde, skickar hjärncellen i sin tur en impuls till nästa hjärncell via en koppling som kallas för synaps. Denna koppling är egentligen en liten klyfta, ett mellanrum mellan hjärncellerna. När den elektriska impulsen når slutet av hjärncellen, aktiveras små säckar med kemiska signalsubstanser som knuffas ut i synapsklyftan; dessa signalsubstanser fångas sedan upp av receptorer på den mottagande hjärncellen, som eventuellt återskapar den elektriska signalen. De flesta receptorer är linjära, så att en liten dos kemisk signalsubstans ger en svag respons och mycket signalsubstans ger en stark respons (AMPA-receptor). Andra receptorer (NMDA-receptor) aktiveras inte alls av svaga kemiska signaler, men ger en mycket stark respons på starka signaler som - via ett komplext biokemiskt maskineri - i sin tur ökar antalet linjära receptorer, vilket stärker synapsen. Därmed har kopplingen mellan hjärncellerna blivit starkare. Starka signaler ger således starka minnen. Varje gång man aktiverar synapsen, blir den lite starkare. Synapser som inte aktiveras blir svagare. Man glömmer. Till slut kanske man glömmer Iprenmelodin ... Fast genom att jag tänkte att jag skulle glömma iprenlåten, stärkte jag den synaps som jag ville försvaga. Suck ...

En synaps. Källa (med bra animation)

Tredubbla antalet hjärnceller
Ett område i hjärnan som heter hippocampus är särskilt viktigt för minnet. Alla de olika aktivitetsområdena som är minnet av mormor knyts samman av hippocampus. Neuroner kan inte föröka sig genom delning. Däremot kan det skapas nya hjärnceller av stamceller. Dessa stamceller kravlar iväg till hippocampus och om de används bildar de nya, friska hjärnceller, redo att minnas nya intryck och binda samman nya färdigheter. Långa nervceller, som kan sträcka sig ända ner till tårna, kan dock inte ersättas. De måste man ha från födseln.

Bilden B till höger visar röda nya neuroner i hippocampus efter löpning, jämfört med en hippocampus som inte sprungit i bild A. Källa.

Tidigare trodde man att man föddes med de hjärnceller man skulle ha resten av livet. Nu vet man att det bildas tusentals nya neuroner (neurogenes) varje dag och att denna volym kan tredubblas med träning. Det är framför allt i hippocampus som denna neurogenes äger rum. Sudoko, att umgås, äta bra, att lösa korsord, är bra, men inget är så bra som ett träningspass. Det bästa tror jag är att träna och sedan aktivera de nya hjärncellerna genom att utmana hjärnan på olika sätt. 

När vi springer frigörs tillväxtfaktorerna BDNF och VEGF och synaptiska receptorer, som ökar plasticiteten. I en studie följde man äldre personer som antingen stretchade eller tränade, och man såg att hippocampus växte hos de personer som tränade, medan hippocampus sakta krympte med åldern för kontrollgruppen som stretchade. Studier tyder också på att hjärnan är förberedd att lära sig efter träning, som om den gjorde sig redo att minnas alla detaljer från löppasset som rent evolutionärt är detsamma som en jakt efter ett byte. Under nattens drömmar återskapar sedan hjärnan det som är viktigt för vår överlevnad och förstärker minnena av dessa och sorterar bort det som inte är lika viktigt. Det är därför sömn är så viktigt för den plastiska hjärnan.

Tyvärr tränger också reklamsnuttar in i minnet. Det beror förmodligen på att reklamen är utformad för att fungera som virus i våra hjärnor, vilket i sig är så pass intressant att jag skulle vilja skriva ett inlägg om det.

Om nedtrappning
Det lutar dock åt att jag skriver om nedtrappning i nästa inlägg, för just nu trappar jag ner träningen inför årets första löpartävling om nio dagar. I början på veckan sprang jag 4x4-intervaller med några löparvänner. Det kändes riktigt, riktigt bra. Formen är på god väg. Igår provsprang jag och några vänner milbanan på Drakloppet. Det var brant och tufft. Själva Drakloppet går den 13 augusti och det sägs att det är ett av Emelie Forsbergs favoritlopp i världen. Det skulle vara kul att vara med, men frågan är om jag återhämtat mig efter Swiss redan efter två veckor? Jag hoppas det, men jag tror inte att jag tror det.

Upptrappning från Drakloppet 2013. Källa.

Men nu är det fokus på jobbklassikern. Tävlingen går den 9 maj och jag ska springa ett tempopass på 5 kilometer samt korta intervaller, typ 4 x 400 meter och 8 x 100 meter i tävlingstempo och lite lugn joggning, fram till dess. Träningsdosen blir i stort sett halverad. 

Jag tror alla trappar ner på olika sätt, för vi är olika och man kör på det som man vet fungerar av erfarenhet. Men jag skulle vilja pröva något annat till nästa lopp (nästa korta lopp blir troligtvis E4-loppet), för jag gillar att testa mig själv och se om utfallet förändras. Jag läste nyligen om ett nytt sätt att trappa ned på som baserades på hjärnans plasticitet. Men det skriver jag nog mer om i nästa inlägg, så att jag har tillräcklig kunskap att antingen implementera eller förkasta det nya sättet till nästa tävling.