Visar inlägg med etikett neurogenesis. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett neurogenesis. Visa alla inlägg

tisdag 10 oktober 2017

Hjärnfysikbloggen: Löpning ger dig en bättre hjärna på sju dagar

Om du springer idag är din hjärna bättre inom en vecka. En ny studie visar nämligen att fysisk aktivitet inte bara ökar antalet nya nervceller i hjärnan, det förändrar också formen och funktionen på dessa nervceller. Det kan i sin tur påverka minne och fördröja demens. Och det går fort. Redan sju dagar efter en löprunda springer nervcellerna av sig själva.

Hjärnan vilar aldrig. Den är alltid på. Den uppdaterar ständigt dina mentala modeller av världen så att du ska kunna bete dig på ett sätt som ökar din chans att överleva. För att hänga med skapar hjärnan nya nervceller, nya kopplingar och förbättrar kvaliteten på signalerna. Man vet att denna process går mer än dubbelt så fort om du springer.

Men är det skillnad nya nervceller som skapas hos någon som springer ...


Läs fortsättningen på Hjärnfysikbloggen.


onsdag 28 oktober 2015

Hjärnan älskar löpning

De senaste åren har det kommit massor av forskning som visar att löpning förbättrar hjärnans funktion. Hjärnan älskar helt enkelt löpning. Företag som ligger i framkant, som t ex Google, utnyttjar redan denna kunskap. Google är beroende av fungerande hjärnor för sin framgång och uppmuntrar därför de anställda att springa. Det är inte i första hand friskvård, utan företagsutbildning och företagsförädling.


Det allra bästa är att springa ...



onsdag 6 mars 2013

Vila lagom

I förra inlägget berörde jag riskerna med att vila för mycket. Vila och återhämtning är viktigt, men alltför mycket vila är självklart inte bra. Någonstans finns en individuell gräns där man bör ligga för att prestera både fysiskt och mentalt optimalt. Själv misstänker jag att jag haft för lite återhämtning under vintern. Jag har vilat för lite. Jag tror att jag var starkast i januari då jag slog alla mina personbästa i skidor, sedan kände jag mig lite hängig, trött och jag fick sämre kilometertider. Nu har jag tagit det lugnare ett tag och förhoppningsvis är jag starkare igen. Men jag är fortfarande lite besviken på min insats i Stafettvasan. Fast när var jag å andra sidan nöjd med någonting senast? Jag tror nästan mitt missnöje är min viktigaste drivkraft.

Tappa inte förståndet
Man vet sedan flera år att motion stärker olika funktioner i hjärnan. Studier på råttor och människor har visat att redan efter några månaders löpning bildas nya hjärnceller i hjärnan och humör, minne och tänkande förbättras. Löpning frisätter BDNF (brain-derived neutrophic factor)  i hjärnan som göder och löder samman de nya hjärncellerna, så att vi kan ta in och lagra nya minnen. Men är dessa förändringar permanenta? Skrynklar hjärnan ihop, ungefär som musklerna förtvinar, om man slutar träna? Det verkar faktiskt så.

Två nya studier tyder på att man bör träna kroppen för att inte tappa förståndet. Det är en tillspetsad formulering, men studier på råttor visar att de faktiskt tappar det förstånd de fått genom att motionera om de slutar träna. Och det går fort. Redan efter tre veckor är råttorna tillbaka på samma intellektuella nivå som innan de började springa. Förmodligen gäller det också andra däggdjur, som t ex människor. 


En äkta gymråtta. Smarta råttor hittar nya användningsområden.
I den ena studien lät man hälften av en grupp råttor springa i ett motionshjul i en vecka. Sedan undersökte man om det fanns några nya hjärnceller i hippocampus, ett område i hjärnan där minnen lagras.

Därefter låstes motionshjulen och råttorna kunde inte springa längre. Det fanns också en kontrollgrupp av råttor som satt i burar utan motionshjul. Efter ytterligare en vecka fick några av råttorna i de båda grupperna göra ett minnestest. I testet lades råttorna i en vattenpool med en plattform under ytan på andra sidan. Efter några dopp lärde sig råttorna var plattformen fanns och simmade rakt mot den. Hos smarta råttor går denna inlärning snabbare än hos mindre begåvade råttor. 


Ett gäng lättlurade råttor som inte tränar.
Resten av råttorna i de båda grupperna gjorde samma minnestest efter antingen tre veckor eller sex veckor av inaktivitet. Sedan jämförde forskarna hur råttorna presterade på minnestestet med hur många nya hjärnceller de fått i hippocampus.

Det visade sig att efter en veckas vila var de råttor som sprungit i hjulet dubbelt så snabba på att hitta till plattformen och de hade dessutom dubbelt så många nya hjärnceller, som de råttor som inte sprang. Men detta försprång åts upp fort. De råttor som varit inaktiva i tre veckor - och i ännu högre grad de som vilat i sex veckor - hade betydligt färre nya hjärnceller i hjärnan. Dessutom var de mycket sämre på att hitta plattformen, jämfört med råttorna som bara varit inaktiva en vecka. Deras minne var lika dåligt som hos råttorna i den inaktiva kontrollgruppen. Allt hjärnkraft de byggt upp i motionshjulen försvann på sex veckor. Träning ger bara en tillfällig förstärkning av hjärnan. De framsteg som råttorna gjorde under träningsperioden är dock till stor del bestående. Om råttorna hade pluggat glosor under träningsperioden hade de haft kvar fler av dessa i minnet, jämfört med en grupp råttor som inte tränat medan de pluggade glosor.
För en vältränad råtta finns inga omöjliga uppdrag.
I den andra studien undersökte man om träningens positiva effekter på humöret avklingade på samma sätt som effekten på förståndet klingade av med tiden. Från tidigare studier visste man att råttor som får tillgång till en stimulerande miljö använder serotonin mer effektivt. Råttorna blev mindre oroliga och mer motståndskraftiga mot stress. Serotonin är en signalsubstans som ytterst bedömer om man befinner sig i en gynnsam eller en ogynnsam miljö och denna substans påverkar hur vi mår. Men om råttorna istället placerades i en trist, steril miljö blev de nervösa och stressade.

I den här studien lät man först råttorna springa i tio veckor, sedan följde tre veckor utan aktivitet. Det visade sig att nivåerna av serotonin var jämförbara med nivåerna hos råttor som aldrig tränade efter att de tre veckorna hade gått. Motståndskraften mot stress och depression sjönk snabbt. Om råttor inte springer, blir de snabbt stressade och deprimerade.

Sluta aldrig träna
Dessa studier visar att motion är en färskvara inte bara för kroppen utan också för vår mentala förmåga och hälsa. Effekterna avklingar redan efter tre veckor, åtminstone för råttor och de är ganska lika oss. Jag har inte haft ett så långt träningsuppehåll som tre veckor på sex år, men jag tror att jag skulle börja må dåligt efter 2-3 veckor utan träning. Jag hoppas det inte händer på länge än. Men det krävs inte mycket. Ett fall från en cykel, ett virus eller en isklump som ramlar från ett hustak.

Den sista vilan
Slumpen kan man inte påverka, men man kan fortsätta springa och inte stanna upp alltför länge. Om vi slutar motionera och anstränga oss, betyder det att vi inte längre är på jakt, att vi inte längre strävar efter att överleva. Då har hjärnan gett upp och gått in i ett strömsparläge. Sakta skruvar hjärnan ner livet, ett steg i taget. Tills det blir så tyst att man inte kan höra en kropp falla och så mörkt att man inte kan skilja natt från dag.

Vila får man göra när man dör, sägs det. Det är inte riktigt sant. De döda varken springer eller vilar. De döda kan inte välja. Det kan jag, så jag kilar vidare men jag ska bli bättre på att vila emellanåt. Jag ska inte skjuta upp vilan till morgondagen. Det är knappast en slump att en av mänsklighetens äldsta lagar betonar vilodagen. Vi ska tänka på den och helga den. Människan kan inte arbeta i sitt anletes svett sju dagar i veckan, det lärde vi oss för länge sedan av erfarenhet. T o m den allsmäktiga Guden vilade på den sjunde dagen.


söndag 2 oktober 2011

Hjärnan är nästan som en muskel

När man springer ökar man samtidigt antalet nervceller i hjärnan. Det kallas för neurogenes och är en av de viktigaste upptäckterna inom hjärnforskningen på senare år. Men vad händer med de existerande nervcellerna när man springer? Hur påverkas de av att hjärtat pumpar och musklerna jobbar?

Löpning ökar antalet mitokondrier i cellerna
I en ny stor amerikansk studie följde man 24 000 personer från 45 år och uppåt och det visade sig att 8% utvecklade kognitiva nedsättningar under de fyra år som studien pågick. Personernas medelålder var 64 och de var helt friska när studien startade. Forskarna fann en signifikant skillnad mellan norra och södra USA. Personer från södern hade 18 % större risk att drabbas av de små, tysta strokeattacker som på ett subtilt sätt får hjärnan att degenerara. I södra USA äter de sämre mat och de rör sig mindre än jänkarna i norr. Det tycks alltså som att kost och motion påverkar hur snabbt hjärnan förfaller. Kan det t o m vara så enkelt att några löpturer i veckan förstärker de hjärnceller som man redan har?


En annan forskargrupp testade denna hypotes genom att låta ett gäng möss springa i ett hjul och ett annat gäng fick inte springa. Man vet att muskler (ordet muskel kommer förresten från latinska ordet för liten mus, musculus) påverkas av fysisk träning. De blir starkare och uthålligare. Till viss del beror det på att antalet mitokondrier ökar. Mitokondrierna är små kraftverk som flyter runt i cellerna och producerar energi med hjälp av fettsyror, kolhydrater och syre. Ju fler mitokondrier, desto starkare cell. Cellerna pumpar in syre och skyfflar in kol i mitokondriernas citronsyracykel som i sin tur stansar ATP - kroppens energivaluta - och avger koldioxid och vatten som restprodukter. Allt vi gör drivs av ATP: varje löpsteg, varje tanke och varje dröm.

Tidigare forskning har visat att träning ökar antalet mitokondrier i muskelcellerna och det i sin tur har kopplats till ökad livslängd och minskad risk för fetma, diabetes och hjärtproblem. Ökningen sker i de muskler som används, vilket för löpare betyder att benmusklerna ökar antalet mitokondrier. Det såg man också hos mössen. 
Efter två månaders träning orkade mössen som tränat springa 126 minuter, jämfört med de otränade mössen som bara orkade 74 minuter. Men det intressanta var vad man såg i deras hjärnor.

Hjärnan är som en muskel
Som läsare av den här bloggen kanske har förstått så är det inte bara musklerna som jobbar när man springer utan även hjärnan arbetar för att hålla kroppen i rörelse och den övervakar alla system så att inget hotar kroppens homeostas. Forskarna i musstudien kunde se att den metabola aktiviteten ökade i hjärnan när mössen sprang och det tycks som att hjärnan anpassar sig till denna ökade aktivitet, bl a genom att tillverka fler mitokondrier i nervcellerna. Redan efter två månaders träning ökar produktionen av mitokondrier, så kallad biogenes, i hjärnan. Det har man inte sett tidigare, kanske för att man inte har tittat efter.

Eftersom mitokondriell dysfunktion kopplats till neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimer och Parkinson så borde löpning kunna ge skydd mot dessa. Professor Mark Davis, som ledde studien, tror även att uthållighetsträning kan minska mental trötthet och skärpa tankeförmågan redan när man är ung och frisk. Man kan säga att fler mitokondrier i hjärnan både ökar vår viljestyrka och vår förmåga att koncentrera oss.

Hjärnan sätter sig själv först och främst
Det viktigaste är att hjärnan alltid har tillgång till energi, musklerna kommer i andra hand. När man springer och anstränger sig hårt används mycket av den tillgängliga energin av muskler och för att hjärnan inte ska bli utan börjar den därför att sprida en känsla av trötthet när jämvikten hotas. Hjärnan rekryterar färre muskelfibrer och man orkar inte lika mycket. Man försöker springa fortare, men det går inte. Det kände jag sista milen på Lidingöloppet. Jag försökte öka tempot, men hjärnan tillät inte att jag sprang fortare. Det var först när jag närmade mig målet som hjärnan vågade släppa tyglarna och låta mig springa så fort jag ville.


Fler mitokondrier i hjärnan ökar hjärnans effektivitet och den tillåter att man använder lite mer energi till löpningen. Nervcellerna blir också mer uthålliga och eftersom hjärnan avgör hur trött man känner sig, kan uthålligare hjärnceller få oss att orka mer i en självförstärkande loop.

Det krävdes inte mycket träning för att se denna tillväxt. Mössen i experimentet sprang motsvarande en joggingtur på 30 minuter ett par dagar i veckan under två månader. Det klarar nästan vem som helst om man börjar lugnt och metodiskt och inte stressar fram löparen inom sig. Det är ju ingenting. Det är märkligt att det är så tomt på vägarna på kvällarna. Om folk bara visste, skulle de då inte ut och springa?

Min hjärna
Jag är nog mer rädd om hjärnan än om hjärtat. Hellre ett hjärta som slår några extra slag eller smärta i bröstet, än att det skulle bli något fel på min hjärna som innebär att jag slutar vara jag. Ett hjärta kan lagas, ersättas eller så går det fort. Ett fel på hjärnan kan man leva med i åratal. Häromnatten drömde jag att en stor mask grävde sig genom hjärnan så att skallen såg ut som en schweizerost och när jag vaknade var kudden helt indränkt av blod. Jag skrek till och rusade upp ur sängen. Ett ögonblick senare vaknade jag igen och då var blodet borta … Just innan jag somnade låg jag och lyssnade på min puls som dunkade i örat och andra underliga ljud i skallen och det gav tydligen ingredienser till en läskig mardröm.

Jag gjorde nyligen ett hörseltest och hade hörsel som en välartad 20-åring. Kanske jag har för bra hörsel så att jag hör sådant som man inte ska höra i min ålder, som att hjärnan håller på att falla sönder;)

Det är nog bäst att jag fortsätter att springa. Idag sprang jag flera mil i lugnt tempo. Jag har tagit ett långt sikte på ultraloppet nästa år. Hoppas hjärnan håller ihop till dess.

torsdag 18 augusti 2011

Löpning bakom hjärntillväxt

Enligt en ny studie av antropologen David Raichlen finns det ett samband mellan däggdjurens uthållighet och storleken på deras hjärnor. Eftersom jag är ett slags däggdjur tyckte jag att det lät intressant.

När det gäller hjärnan är inte storleken avgörande, det är snarare hur hjärnan är organiserad som avgör nivån på intelligensen. Men storleken är inte oviktig. Däggdjurens hjärnor har vuxit och överlagrat den gamla kräldjurshjärnan och människans hjärna har vuxit rejält sedan vi skakades ner från träden. Det är framför allt de yttersta skrynkliga lagren av hjärnbarken som vuxit.

Raichlens hypotes är att hjärnan vuxit på grund av löpning, inte på grund av någon form av tankeverksamhet i sig. Uthållighetslöpning har visat sig öka nivåerna av olika kemiska budbärare som främjar tillväxt och omorganisation - plasticitet - i hjärnan. Det är därför möjligt att djur som springer långa sträckor också har fått förstärkta hjärnor, vilket ger dem ytterligare fördelar. Forskarna kunde visa att de djur inom en art som var uthålligast också hade de största hjärnorna. Om uthållighet är en fördel i kampen för överlevnad, så följer att de individer som har de största hjärnorna lyckas överleva bättre än sina mindre uthålliga kamrater.

Den största hjärnan (8 kg) har kaskeloten. Scarred Giant av Chris Harman 
David Raichlen och hans kollegor grävde sig genom flera lager av publicerade vetenskapliga artiklar för att finna sambandet mellan hjärnvolym och uthållighet bland däggdjuren, från möss till elefanter. Även efter justering för kroppsstorlek, tycktes det som att hjärnans storlek i sig förutspådde hur pass uthålligt djuret var.

Huruvida det stämmer på människor också, vågar inte forskarna spekulera om. Men människan är uthållig och nog verkar löpare lite klipskare än andra ;)

Löpning får hjärnan att växa
Löpning frigör tillväxtfaktorer som BDNF, VEGF och IGF i hjärnan. BDNF (Brain-derived neurotrophic factor) är ett av hjärnans viktigaste "näringsämnen", det får hjärnceller att gro och växa. Dessa ämnen kanske frigörs för att hjärnan ska anpassa sig till nya upplevelser. När man springer förändras omgivningen och nya hjärnceller och nya bindningar hjälper oss att integrera det nya med det gamla. Den som lever sitt liv i ett rum med fyra väggar klarar sig bra utan att lära sig något nytt. Växter klarar sig bra utan nervsystem. De litar på bin och andra pollinerares nervsystem.

Rörelse och nervsystem är intimt sammankopplade. Det kan man se hos sjöpungen. Sjöpungen är ett manteldjur och kanske ryggradsdjurens närmaste släkting. Deras larver liknar små grodyngel och de har en liten nervknut i huvudet laddad med endast 300 nervceller. Det är tillräckligt för att den inom ett dygn ska hitta en klippa att haka fast vid. Den behöver en liten hjärna för att skapa rörelse och för att förutsäga resultatet av rörelsen. När sjöpungen rotat sig börjar den "äta" upp sin hjärna och sina muskler. Sjöpungen genomgår en fullständig metamorfos och lever ett liv som en växt efter det korta, intensiva livet som larv.

En sjöpung. Av Silke Baron (originally posted to Flickr as Sea Squirt) [CC-BY-2.0 (www.creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons
Vi kan springa tack vare  hjärnan och människan utvecklades till löpare på savannen på jakt efter mat. För att jaga krävs förutsägelser, strategier och kunskap om yttervärlden. Hjärnan har blivit allt bättre på att göra förutsägelser - att gissa - och att utarbeta strategier och att lagra minnen.

När man springer fylls hjärnan med signalsubstanser för vakenhet, uppmärksamhet och motivation. Nervcellerna förbereds och uppmuntras att lödas ihop, vilket är den cellulära basen för att logga information, d v s minnas var bytet fanns och hur man bar sig åt för att döda bytet. Att springa är egentligen en form av jakt. Ett maraton kan kanske ses som en omedveten symbolisk hyllning till jakten. När vi springer bildas nya, färska nervceller. Att springa är att vara människa och kanske det också var löpningen som gav oss vår stora hjärna och våra stora tankar.

Barfota Roberto och dubbla pass
Paolo Roberto springer barfota i TV-inlaget nedan. En dag glömde Paleo Roberto löparskorna och han märkte snart att han fick mindre ont i knät och mindre ont i ryggen. Löpning är den bästa träningen, tycker han. Jag håller med.

F%C3%B6rsta%20steget%20-%20Paolo%20Roberto

Igår körde jag styrketräning på lunchen, sedan sprang jag barfota rakt ut i skogen - 10 km terräng - på kvällen. Jag sprang längs smala stigar. Fötterna parerade rötter och stenar, huggormar och skorpioner. Det är rätt jobbigt för nervsystemet och jag sov ganska bra på natten tack vare det.


tisdag 1 februari 2011

Hjärntillväxt, vitamin D och omega 3

En färsk studie visar att redan efter ett år med måttlig fysisk aktivitet ökar storleken på hjärnans hippocampus hos äldre personer och denna tillväxt förbättrar deras minne. Det tyder på att hjärnan är anpassningsbar. Den anpassar sig till den verklighet som den lever i och den verkligheten skapar vi i stor utsträckning själva.

Studien omfattade 120 äldre med begynnande atrofi - förtvining - i hippocampus, den del av hjärnan som ansvarar för nya minnen och förmågan att orientera sig i rummet. Försökspersonerna delades in i två grupper: en grupp som började ett träningsprogram genom att promenera 40 minuter tre dagar i veckan (aerob träning) och en grupp som ägnade sig åt stretching och stärkande övningar under samma tid. Forskarna tog bilder på försökspersonernas hjärnor med hjälp av magnetresonans vid tre tillfällen: i början, i mitten och i slutet av den ett år långa studien.

Den grupp som tränade aerobt ökade volymen av hippocampus med mellan 1,97 procent och 2,12 procent. För den andra gruppen minskade volymen med mellan 1,40 och 1,43 procent. Det tycks alltså som att de stretchande åldringarnas hjärnor bara fortsatte att förtvina, medan de som ägnade sig åt aerob träning stoppade förfallet och återvann delar av hjärnan.

De som tränade aerobt förbättrade också sitt minne, vilket forskarna kopplar till den ökade volymen på hippocampus. Forskarna undersökte också flera biomarkörer associerade med hjärnhälsa, inklusive BDNF (Brain-derived neurotrophic factor), en liten supermolekyl som är inblandad i inlärning och minne och som man tidigare uppmärksammat för dess roll i neurogenes och löpning.

"We think of the atrophy of the hippocampus in later life as almost inevitable," säger Kirk Erickson, professor i psykologi vid University of Pittsburgh. "But we've shown that even moderate exercise for one year can increase the size of that structure. The brain at that stage remains modifiable."

Hjärnan är flexibel och anpassar sig till förändrade livsvanor långt upp i åren, även om man sätter in insatser efter att hjärnan drabbats av atrofi. Det är aldrig för sent att börja träna och även måttfull träning gör underverk - så kanske man kan sammanfatta denna studie. En hjärna som hela tiden tvingas att anpassa sig har inte tid med att hålla på att dö.

Nya uppdaterade råd om vitamin D
De flesta amerikaner upp till 70 års ålder behöver mer än 600 internationella enheter (IE) av D-vitamin per dag för att bibehålla hälsan, och de som är äldre kan behöva så mycket som 800 IE, står det i en ny rapport från amerikanska Institute of Medicine. Rapporten bygger på nästan 1000 olika studier och kan alltså betecknas som gedigen. Den angav också ett övre säkert tak för intag av vitamin D: 2500 IE per dag för barn i åldrarna 1 till 3, 3000 IE dagligen för barn 4 till 8 år, och 4000 IE dagligen för alla andra. 40 IE motsvarar 1 mikrogram. Apotekets D-vitamin innehåller 400 IE per tablett, medan Holistic D-vitamin innehåller 2000 IE.



Det kommer ständigt nya forskarrapporter om vitamin D. Nyligen upptäckte forskare i Australien att brist på vitamin D hos unga möss påverkar lungornas funktion och struktur. Mössen med vitaminbrist fick mindre lungvolym och de hade svårare att andas, än möss som inte hade brist på vitamin D. Det är första gången man ser en sådan koppling. Vitamin D finns i fet fisk, men under sommarhalvåret bildas det framför allt i huden när den utsätts för soljus.

Vitamin D finns i ägg

Och i fet fisk
Omega 3
Låga nivåer av omega-3 har negativa konsekvenser för hjärnan, enligt en studie som finns att läsa online på Nature Neuroscience. Under 1900-talet har balansen mellan omega 3 och omega 6 förändras kraftigt så att vi äter många gånger mer omega 6 än omega 3. Båda dessa fettsyror är essentiella, vilket betyder att kroppen inte själv kan framställa dem. Vi måste få i oss dem genom kosten och det är viktigt för att bibehålla en frisk och fungerande hjärna. Under stenåldern tror forskarna att balansen mellan omega 3 och omega 6 låg någonstans mellan 1:1 och 1:2, men i modern västerlandsdiet ligger kvoten närmare 1:10-1:15. Omega-3 finns framför allt i fet fisk, medan den viktigaste källan till omega 6 är olika fröoljor. Lite frön är bra, men inte för mycket. Människan har inte utvecklat en näbb.


I den nya studien undersökte forskarna om kronisk brist på omega 3 påverkar känslomässigt beteende (t.ex. depression, ångest) i vuxen ålder. De undersökta mössen åt en kost bestående av mycket mer omega 6 än omega 3 och de fann att framför allt brist på omega 3 påverkade hjärnorna. När det gäller cannabinoidreceptorerna så förlorade de sin funktion helt och hållet. Dessa receptorer är viktiga för hjärnans plasticitet och det var framför allt områden i prefrontala cortex och accumbenskärnan (nucleus accumbens), de två strukturer som är involverade i belöning, motivation och känslomässig reglering, som påverkades. Detta tycktes göra mössen deprimerade. Kanske ligger brist på omega 3 bakom en del av ökningen i antalet depressioner i västvärlden, spekulerar forskarna. 


torsdag 20 januari 2011

Den smidiga hjärnan

I början av året är gymmen fulla av folk som lovat att starta ett nytt liv genom att träna sin kropp. Det är inte lika vanligt att folk lovar att stärka sina hjärnor, trots att hjärnor precis som kroppar kan stärkas av träning. Det är ganska ny kunskap och man vet inte lika mycket om hjärnträning som man vet om muskelträning. Inte än. Men man vet ganska mycket.

Kognitiv fitness
Hjärnan blir bättre av att användas och är på så sätt lik en muskel. Den är plastisk, d v s den förändrar sig efter omständigheterna. Om vi plötsligt bestämmer oss för att spela piano, börjar hjärnan direkt dra om kopplingar för att hantera denna nya erfarenhet. Ju mer vi tränar desto bättre blir vi och när vi börjar drömma om det vi tränar kan vi vara säkra på att hjärnan håller på att lagra minnen. Att träna fysiskt är också att träna sin hjärna, varje muskel har sin upprinnelse i hjärnan. Det är hjärnan som drar i trådarna som om vi vore en spratteldocka. En del saker sitter djupt i hjärnan och de föds vi med, medan andra områden kan programmeras om och anpassas till nya krav högt upp i ålderdomen, framför allt i hjärnbarken där de högre kognitiva förmågorna sitter men även motoriska och sensoriska förmågor.




I en nyårskrönika skriver den kända författaren och neurologen Oliver Sacks om hur han i sitt arbete med människor som förlorat syn eller hörsel hela tiden förvånas över hur fantastisk hjärnan är på att anpassa sig och förändra sig till en ny verklighet. Han berättar om en flicka som blev döv vid 9 års ålder, men som nu var så duktig på att läsa läppar att hon glömde bort att hon var döv. En gång då han talade med ryggen mot henne sa hon att hon inte kunde höra honom.

"Du menar att du inte längre kan se mig", sa Sacks.
"Du kan kalla det att se", svarade flickan," men jag upplever det som att jag hör. "
Läpprörelserna översattes direkt till hörande för henne. Hennes hjärna gjorde om synintryck till hörselintryck. På ett liknande sätt kan synskadade ofta hitta nya sätt att se. De områden som vanligtvis används i seendet skolas om och placerar sig i andra sinnens tjänst. Det finns t ex helt en helt blind biolog som använder känsel för att identifiera nya blötdjursarter genom att känna på skalet. Ett annat exempel är killen som använder klickande ljud ungefär som en delfin för att bygga upp en värld av ekon. Han "ser" med ljud, vilket jag skrev om i ett tidigare inlägg. Här är en lite längre filmsekvens om denna otroliga kille:





Smid medan hjärnan är varm
Vi har lättast att lära oss när vi är unga. Vi föds med en ganska liten och outvecklad hjärna, den är precis så stor som bäckenet tillåter. Sedan växer hjärnan och suger åt sig kunskap som en svamp de första åren. Länge trodde man att hjärnan var färdig någongång i 20-årsåldern, men nu vet neuroforskarna att hjärnan inte slutar växa och anpassa sig. Den anpassar sig hela livet och ju mer varierat och krävande liv, desto mer anpassningar. Varje gång vi tränar en gammal kunskap eller lär oss något nytt så förstärks befintliga förbindelser och nervceller skapar fler kopplingar till andra nervceller.

Sedan ungefär tio år tillbaka vet vi också att vi kan frambringa nya hjärnceller, så kallad neurogenes. Förr trodde man att man föddes med ett visst antal hjärnceller, men det stämmer inte alls. Ett sätt att öka antalet hjärnceller är att springa. När vi rör oss möts vi av nya intryck och hjärnan reagerar på detta genom att öka antalet nya hjärnceller i hippocampus, ett viktigt område för minnet. Utvecklingen av ett nervsystem var också från början ett sätt att koordinera rörelse och orientera sig i miljön och anpassa sig till förändringar. Stillastående växter behövde inget nervsystem.

Hjärnceller kopplas hela tiden om, de svajar och växer och slingrar sig runt för att i realtid motsvara världen utanför. Det är elektriska och kemiska impulser som programmeras om och det är nya kommunikationsvägar som byggs. När du läser detta inlägg så programmerar du samtidigt om din hjärna. Faktum är att varje gång det sker något nytt, till exempel om du träffar en ny människa eller lär dig ett nytt begrepp, så måste det till nya kopplingar i hjärnan för att skapa minnen och igenkänning. Det märker man inte minst om man tillbringat en dag med helt nya människor i en ny stad. Man är fruktansvärt trött, hjärnan har arbetat för högtryck och det tar tid att "smälta" minnena. Om detta bara sker en gång är kopplingarna svaga och vi glömmer människorna så småningom, men om man upprepar mötena med samma människor kommer hjärnan att förändras permanent.

Utmaningar och bekräftelse går hand i hand
Hjärnan är utvecklad för att utvecklas och vi mår därför bra av utmaningar och när vi klarat av något har vi dessutom ett inbyggt belöningssystem som får oss att må bra. Extra mycket glädje får man av en svår utmaning, som att utmana sig själv att springa ett maratonlopp eller att lära sig spela piano.

De bästa utmaningarna är ändå de man inte känner till, ungefär som barns lust att leka. De uppfinner hela tiden nya världar i sina dynamiska hjärnor. Ju äldre man blir desto fler vanor bygger man upp och vanorna formar den man är och det skapar en viss trygghet, samtidigt begränsar vanorna våra hjärnor. Det är otryggt att gå utanför de upptrampade stigarna där man saknar kunskap och verktyg. Det kan vara jobbigt, vilket är ett kvitto på att man anstränger sin hjärna. Ett stort mått av ödmjukhet är bra när man ger sig ut i det okända. Även om man inte lär sig behärska det nya så ger det nya perspektiv på det välkända när man återvänder till tryggheten. Den finns ju oftast kvar.


onsdag 1 september 2010

Notiser och vetenskapsnyheter v 35

Fet fisk till små barn
Små barn behöver omega 3 som finns i fet fisk av två skäl: dels för att växa och utvecklas, dels för att smakpreferenserna i stort sett är färdigutvecklade när de är fem år och då är det bra om barnet fått smak för fisk eftersom få vuxna äter tillräckligt med fet fisk. Omega-3 i fisk skiljer sig från omega-3 i växter genom att de innehåller omega-3 fettsyrorna EPA och DHA och det är framför allt dessa fettsyror som kopplats till hälsoeffekter.

Mer att läsa här.

Maratonlöpning är förmodligen ofarligt för hjärtat
En studie som presenterades i Stockholm visar att riskerna med maratonlöpning förmodligen har överdrivits. Det känns ju också märkligt om något som vi människor alltid gjort skulle vara farligt för oss. I studien följde man 167 löpare med en medelålder på 50 år. Forskarna tog prov på löparna just innan ett maratonlopp och sedan två veckor efteråt. Resultatet var att det man såg vissa förändringar just efter loppet, men löparna var tillbaka till normalläge redan efter två veckor.

Forskningsledaren Doktor Fabian Knebel: “The concerns people have about marathon running causing sustained damage to the heart appear to be unfounded. Our study looked at amateur runners with an average age of 50 – not elite athletes – and it showed that two weeks after a marathon, the key parameters were all back to normal levels.”

Studiens slutsats är att äldre amatörlöpare kan fortsätta tävla i maratonlopp utan risk för hjärtat ska ta skada.

Det mesta sitter i pannbenet
När man sänker farten är det ett beslut som fattas av hjärnan, medvetet eller omedvetet. Vi "väljer" att ge upp. Det visas nu i ännu en studie.

I denna studie skulle tio vältränade män cykla så länge som möjligt med 80% av maximalt syreupptag. I snitt höll de 242 watt och de orkade trampa i ca 10 minuter. Innan de gjorde testet hade man mätt deras maxeffekt och den var i genomsnitt 1075 watt. När försökspersonerna kände sig utmattade lättade belastningen och de fick öka kadensen och man gjorde sedan direkt ett nytt maxeffekttest. Trots att försökspersonerna nu var utmattade lyckades de komma upp i hela 731 watt. Därmed kan man dra slutsatsen att det finns gott om krafter kvar när man upplever sig vara utmattad. Utmattningen sitter i hjärnan, inte i muskler och cirkulationssystem.

Det tidigare träningsparadigmet som mer eller mindre bortsåg från att vi hade en hjärna ledde till utveckling av pulsmätare, kolhydratladdning och bloddopning och dessa tekniker har trots allt varit effektiva, säger forskarrapportens upphovsman Sam Marcora, "but we now have a new theoretical model of endurance performance and this in turn will lead to further techniques and coaching strategies to help endurance athletes to improve their performance."

Länk till The limit to exercise tolerance in humans: mind over muscle?

Motion skapar mättnadskänsla
En intressant brasiliansk studie visar att träning skapar mättnadskänsla. Motion både bränner kalorier och gör oss känsligare för mättnad. Det är en mycket viktig upptäckt eftersom det är aptiten i högre grad än förbränning som leder till övervikt. Det är hypothalamus som man ska rikta in sig på och det här är kanske första gången man kan visa på en sådan koppling.

Aptiten styrs av flera system med syfte att behålla en jämvikt med lite felmarginal så att man inte svälter ihjäl, vilket jag skrev om här. I studien fann man att träning ökade IL-6 och IL-10-nivåerna i hypotalamus och dessa molekyler är avgörande för att öka känsligheten hos de kanske viktigaste aptithormonerna leptin och insulin. Tack vare denna studie går det lättare att begripa varför man går ner i vikt när man tränar. Det tycks som om hypothalamus korrigerande födointag inte motsvarar den ökade förbränningen.

Nya hjärnceller viktiga för minnet
Bildandet av nya hjärnceller är kopplat till lärande och minne, enligt en ny studie. Upptäckten är den första som ser denna koppling hos människan. Jag skrev ett långt inlägg om bildandet av nya hjärnceller när man springer och dess koppling till lärande och minne och det här är en viktig upptäckt. Snart kanske man kan ta ett piller mot dåligt minne, men jag tror det är bättre att springa. Det ska bli spännande att följa den här forskningen.

Gå hjärnan större
Det finns hopp även för "professionella soffpotatisar", som en forskare kallar dem. En studie har visat att man inte nödvändigtvis måste springa för att förbättra hjärnan, även måttlig motion - i detta fall gå i egen takt i 40 minuter tre gånger i veckan - kan förbättra kopplingarna i hjärnan och fördröja försämringar p g a åldrande och leda till att man presterar bättre på kognitiva uppgifter.

Grönsaker och frukt mot cancer
I en stor studie omfattande nästan en halv miljon människor har man funnit att grönsaker och frukt minskar risken för lungcancer. Att sluta röka är mest effektivt, men särskilt för rökare är det viktigt att äta grönsaker. Ju större variation i intaget desto bättre effekt. Olika grönsaker har olika bioaktiva ingredienser och blandar man dem får man en bättre effekt.

torsdag 15 juli 2010

Spring din hjärna större

Förr sa man att vi skulle vara rädda om våra hjärnceller, att vi föddes med ett visst antal och att det aldrig bildades nya. Men det stämmer inte. En av de viktigaste upptäckterna de senaste åren är att det utvecklas nya hjärnceller. Och den goda nyheten för oss löpare är att de bildas i massor när man springer. Genom att springa aktiverar man hjärnan och kan väcka lusten att lära sig och engagera sig. Det bästa är att denna process håller igång hela livet, så länge man rör sig och engagerar sig. Slutar man att röra sig och slutar man att engagera sin hjärna med nya utmaningar då är man döende, åtminstone ur hjärnans synvinkel.


Spring ut ur rummet
Det här är en viktig bild. Den visar vad som händer när man springer. Bilden visar neurogenesis, tillväxt av hjärnceller. Den nyheten borde varit förstasida på varje löpartidning och varje kvällstidning också för den delen.
Dessa nya hjärnceller föds som stamceller och vandrar ut i hjärnan för att fylla en uppgift. Används de inte inom 28 dagar dör de. Rörelse och lärande är hårdkodade till varandra. När man springer tränger tillväxtfaktorer som BDNF, VEGF och IGF in i hjärnan. Troligtvis sker detta för att hjärnan ska kunna anpassa sig till nya upplevelser. När man springer förändras omgivningen och nya hjärnceller hjälper oss att integrera det nya med det gamla. Om vi inte sprang, om vi inte rörde oss, då skulle inga nya hjärnceller behövas. Den som lever sitt liv i ett rum med fyra väggar behöver aldrig lära sig något. Hjärnan kan rummets fyra väggar och det är allt den behöver kunna för att överleva. Det är därför en växt i en kruka klarar sig bra utan ett nervsystem.

Den som lämnat rummet och rör sig utanför väggarna möter hela tiden nya miljöer som hjärnan måste lära sig för att överleva. Det är därför det bildas nya hjärnceller när du springer. Men det är bråttom. Använder du inte din hjärna dör dessa celler. De föds redo för nya uppgifter, men ger vi inte dem några nya uppgifter att börja jobba med tynar de bort och dör.

Djuret som äter upp sin hjärna och blir en växt
Växter och encelliga organismer behöver ingen hjärna. De föds och de dör på samma plats och de var en gång en dominerande livsform. Det fanns arter som sjöliljor, armfotingar och sjögurkor som filtrerade föda, men för 250 miljoner år sedan dog 90 % av allt liv ut och de som inte kunde anpassa sig, de som inte kunde röra sig, klarade sig sämre än djur som kunde fly och anpassa sig till nya miljöer. Tack vare detta massutdöende dök färggranna blommor och frukter upp som utnyttjade den nya sköna värld där rörligt liv dominerade.

Det finns ett manteldjur (sjöpung) som lever som en växt, men som nyfödd larv lever djuret fritt simmande utrustad med en primitiv hjärna för att kunna orientera sig i omgivningen. Den har ett dygn på sig att hitta ett ställe att bosätta sig på, annars dör den. Det är ett 24-timmars lopp på liv och död. Den föds med en hjärna laddad med 300 nervceller och hjärnans enda syfte är att inom 24 timmar aktivera muskler, förutsäga resultatet och orientera sig så att den kan hitta en klippa där den kan haka fast kroppen. När manteldjuret väl rotat sig börjar den "äta" upp sin egen hjärna och sina muskler. Som fastsittande organism behövs varken hjärna eller muskler, den behöver bara en mun som filtrerar vatten efter föda. Så förvandlas det rörliga hjärnutrustade djuret till en stillasittande hjärndöd växt. Det påminner om hur många människor i medelåldern förvandlas till vegetativa tevetittare fast förankrade i tevesoffan.
Exemplet med manteldjuret visar hur viktig hjärnan är för rörelse. Om vi inte rör oss behöver vi ingen hjärna och eftersom vi inte rör oss förtvinar hjärnan och vi utnyttjar inte dess fulla potential.

Hjärnan - ett prognosinstitut
Vi har en hjärna för att kunna röra på oss och vi rör på oss för att hitta föda, för att undvika att själva bli någons föda och för att fortplanta oss. För detta krävs förutsägelser, strategier och kunskap om yttervärlden. Vi som är utrustade med hjärnor måste förutsäga det framtida resultatet av en rörelse. Såtillvida är det att ständigt göra förutsägelser av rörelser och handlingar som är hjärnans viktigaste funktion.

I takt med att människan har utvecklats från enkla livsformer som manteldjuret, så har förmågan att orientera sig utvecklats till abstrakta förmågor att förutsäga, uppskatta, och planera handlingar. Vi tränar, observerar oss själva, gör bedömningar, rättar till misstag, ändrar taktik, och minns sedan allt vi gjorde så att vi ökar vår chans att överleva. Allt detta är kopplat till rörelse som är hårdkopplat till inlärning. En del av dessa förutsägelser är medvetna, men förutsägelserna är till allra största delen omedvetna.

Vår hjärna är så inriktad på att göra förutsägelser att den t o m gör det när vi sover. Om vi ska ut och resa drömmer vi ofta om resan och olika katastrofscenarion som att vi glömmer passet. Det kan vara så att dessa drömmar gör oss på alerten. Vi blir fokuserade på att komma ihåg att ta med passet när vi vaknar.

Nya hjärnceller
Träning öppnar möjligheterna till inlärning och möjliggör nybildande av neuroner. Men det innebär ju inte att det är fritt fram att supa sig full och döda sina hjärnceller. Men det finns hopp för oss som tog ihjäl ett antal när vi var unga.

När man springer laddas hjärnan med signalsubstanser för vakenhet, uppmärksamhet och motivation. Nervcellerna förbereds och uppmuntras att lödas ihop, vilket är den cellulära basen för att logga information, d v s minnas var bytet fanns och hur man bar sig åt för att döda bytet. Dessutom skapas och utvecklas nya nervceller från stamceller i hippocampus, nya fräscha nervceller som är beredda att fånga upp ny kunskap om världen.

Åldrande innebär att denna inlärningsprocess saktar ner. Även under depression och kronisk stress saktar inlärningsprocesserna ner. Men eftersom träning kan påverka processen, kan vi också kontrollera vår hjärna. Kroppen är gjord för påfrestning och hjärnan likaså - lärande och rörelse utvecklades parallellt och hjälpte våra förfäder att överleva. När det gäller vår hjärna fungerar det alltså så, att om vi inte rör oss så finns det heller inget egentligt behov av att lära oss någonting. Och när vi inte behöver lära oss något mer börjar vi förfalla både fysiskt och mentalt. Så länge vi springer och lär oss nya saker skjuter vi upp vårt åldrande. Löpning motverkar åldrande eftersom en kropp som är sysselsatt med att leva och lära inte har tid att hålla på att dö.

Hur påverkas hjärnan av löpning?
Under själva träningen kan man inte lära sig svåra saker p g a att blod tas från den tänkande delen av hjärnan, som kallas prefrontala cortex. Men efter träningen strömmar blodet tillbaka och då är hjärnan maximalt fokuserad för skarp och komplex analys.

Studier tyder på att det krävs minst 30 minuters joggning 2-3 gånger i veckan för att hålla hjärnan någorlunda skarp. Men det är viktigt att lägga in annan träning som är mer komplex än löpning. När man jämförde möss som enbart sprang med möss som både sprang och samtidigt balanserade på rep och instabila objekt, såg man att den senare gruppen hade ökat sin kapacitet i cerebellum med 35 % jämfört med gruppen som bara sprang. Vi är inte möss, men träning bör nog kompletteras med mer komplexa övningar; klättra i berg, dansa, utöva karate, springa i svår terräng o s v är ett bra komplement. På samma sätt bör den som bara spelar tennis lägga in ett löppass som uppvärmning.

Om löpning har effekt på signalsubstansers och neuroners tillväxt, så leder komplexa motoriska övningar och hjärngympa till att allt detta används och därmed stärks det växande nätverket. Ju mer komplicerad rörelse, desto mer komplexa synapsiska kopplingar och dessa kan sedan användas i vårt tänkande. Det är därför flera undersökningar har visat på ett samband mellan pianolektioner och bra betyg i matematik. Musik är ett bra exempel på komplex motorik. Kom ihåg att ju svårare det är för dig, desto bättre är det för din hjärna. Även ett komplext dataspel förbättrar hjärnan. I början fumlar du med tangenterna, men efter någon månad har prefrontala cortex släppt kontrollen och fingrarna löper automatiskt och avatarerna fungerar som en förlängning av ditt eget jag. Kunskapen är långtidslagrad och tar inte dyrbar plats i prefrontala cortex.

Allt som är svårare än att gå måste läras in och är därför en utmaning för hjärnan. Den som aldrig gjort en armhävning tycker att det är jättesvårt. Den som aldrig åkt skidor kan inte hålla balansen för nervkopplingarna saknas och det är prefrontala cortex som nätt och jämnt håller samman ekipaget. Det är alltid lika kul att se nybörjare i backen och i spåret.

Peter Forsbergs hjärna
Repetition är kunskapens moder sa man redan under antiken och hade helt rätt i det. Faktum är att övning i form av repetition gör nervfibrerna tjockare vilket förbättrar kvaliteten och hastigheten på signalen. Repetition är således grunden för kunskap och när den nya kunskapen är internaliserad kan den användas för att reagera på nya komplexa situationer. Peter Forsberg är ett bra exempel på det. Jag kan inte begripa hur han hittar dessa passningar, men själv tycker han inte att det är märkvärdigt. Åratal av träning har lagt passningarna på en omedveten nivå.

Det är samma sak med löpning. Ju mer man springer desto starkare blir signalerna mellan hjärncellerna. Det kallas för myelinisering. Myelin är de isolerande gliaceller som viras runt axonerna, hjärncellernas nervtrådar. Tjockare isolering gör nervsignalerna snabbare och starkare. Det är kanske därför som återhämtningspass mellan hårda pass är så viktiga. Det gäller att få ihop många kilometer eftersom varje steg spinner myelin runt nervfibrerna och gör kommunikationen mellan hjärna och fot bättre och bättre.

Om jag verkligen vill lära mig något som står i en artikel läser jag om den efter en vecka och sedan igen efter någon månad. Efter tre genomläsningar brukar innehållet i artikeln ha fogats samman med annan kunskap i min hjärna. Det har skapats kopplingar till andra kunskapsområden. Plötsligt finns associationer som inte fanns innan, de kanske dyker upp när jag springer. Nätverket har förstärkts.

Lagom löpning för hjärnan
De förhistoriska rytmer som kodats in i vårt DNA kan delas in i gång, joggning, löpning och sprint. Vi har fyra växlar och vi bör använda alla. Ett bra råd är att gå eller jogga varje dag, springa två till tre gånger i veckan varav ett riktigt långt pass och kanske en gång i veckan springa allt vad man kan i korta spurter. Spurten motsvarar sista fasen i en jakt. Den sista högintensiva nivån är plågsam men kanske den som är mest givande.

Den första växeln är gång. När man går används mest fett som energikälla och därför kan man gå långa sträckor utan att bli trött. Nästa växel är joggning. Då förbränns både fett och kolhydrater och muskelvävnaden utsätts för viss stress som tvingar cellerna att anpassa sig. När man går från gående till löpare är joggingen ett mellansteg. Jogging är också ett sätt att värma upp och växla ned inför och efter löpningen. Den tredje växeln är löpning i 75-90% av maxpulsen. Det är den växeln man använder mest. Det sista steget är sprint. Jag brukar köra hårda intervaller en gång i veckan. Det är slitsamt, man befinner sig på gränsen till vad man klarar och kroppen pressas till det yttersta.

När jag kör intervallspurter och när jag springer riktigt långt kan jag ibland känna en euforisk respons från hjärnan. Jag kommer in i "andra andningen". Det är en blandning av extrema nivåer av olika ämnen som pumpas genom hjärnan. Jag tror det är hjärnans sätt att blockera allt annat så att jag ska ta mig genom smärtan för att döda bytet eller orka springa ifrån den sabeltandade tigern.

Kör hårt - ibland
Högintensiv intervallträning är jobbigt men belöningen är stor: hjärnan börjar tillverka tillväxthormon, som också brukar kallas ungdomens källa. Halterna av tillväxthormon minskar naturligt när vi åldras och höga halter av kortisol, insulin och fett minskar dem ytterligare. Tillväxthormon har dramatiska effekter, det bränner bukfett, bygger muskler och ökar hjärnvolymen. Det är ett slags naturlig dopning som snabbt bygger upp muskler, som i sin tur ökar metabolismen, vilket ökar förbränningen av fett på lång sikt. Tillväxthormonet brukar stanna i blodet i bara några minuter, men efter ett hårt löppass/intervallpass kan halterna vara förhöjda i upp till 4 timmar. Eftersom tillväxthormon balanserar signalsubstanserna och ökar tillväxten av en rad tillväxtfaktorer, ger detta en ordentlig skjuts till nybildning av neuroner vilket hjälper till att underlätta inlärning. Det betyder att efter en språngmarsch som avslutats med några spurter, vilket historiskt motsvaras av uthållighetsjakt, är hjärnan optimerad att logga information om hur, var och när. Det finns studier som visar att studenter efter sådana träningspass lär sig glosor 20 procent bättre. Högintensiv intervallträning är dock påfrestande och man bör ha tränat minst i ett halvår innan man ger sig på det.

Hitta din inre löpare
Vi är födda till att springa som jag skrev i ett tidigare inlägg. Men vi är också programmerade att hushålla med energin. Finns det mat ska vi ta det lugnt och ladda inför det oundvikliga samlandet och jagandet. Nu lever vi i ett överflöd av mat och signalen från hjärnan är att vi ska ta det lugnt och bygga upp fettdepåerna så att vi klarar av en period av svält. Därför krävs det en viljeakt att börja träna. Läs artikeln om hur man finner sin inre löpare genom en gradvis ökning av dosen, en försiktig upptrappning genom att följa de rytmer som lagts ned i vårt DNA. Redan efter första träningen ökar nivåerna av dopamin och om man ger träningen den tid som krävs kommer antalet dopaminreceptorer att öka. Träningen blir på så vis sin egen belöning, men det kanske viktigaste är att hjärnan frambringar en massa nya hjärnceller som kan ta sig an nya, helst helt nya, spännande kunskapsområden och projekt.