Gehirnveränderungen können erklären, warum Bewegung Autismus bei Mäusen lindert
Sport scheint das Gehirn auf eine Weise zu verändern, die einige der Merkmale von Autismus bei Mäusen reduzieren kann.
Bei Mäusen, die zur Modellierung der Autismus-Spektrum-Störung (ASD) gezüchtet wurden, stellten Wissenschaftler der Universität Tokio in Japan fest, dass körperliche Betätigung die Beseitigung überschüssiger Verbindungen in Gehirnkreisläufen und ein vermindertes autismusähnliches Verhalten anspornte.
In einem Zellenberichte In einem Artikel über ihre Arbeit erklären sie, wie sie gezeigt haben, dass „freiwilliges Radlaufen die Anomalien in Bezug auf Geselligkeit, Wiederholbarkeit und Angst verbessert“ bei ASD-Mäusen.
Die Ergebnisse bestätigen die Idee, dass es möglich sein könnte, einige der Verhaltensmerkmale von ASD umzukehren.
Die leitende Studienautorin Ryuta Koyama, eine außerordentliche Professorin an der Graduiertenschule für Pharmazeutische Wissenschaften der Universität Tokio, weist darauf hin, dass sie die Mäuse nicht zum Sport gezwungen habe; Der freiwillige Charakter der körperlichen Aktivität war ein wichtiges Merkmal der Studie.
Darüber hinaus untersuchten die Forscher nicht verschiedene Arten von Übungen und schlagen nicht vor, dass Menschen jetzt anfangen sollten, Übungen zur Behandlung von ASD zu verwenden.
"Wenn Kinder interessiert sind", sagt Koyama, "sollten sie ermutigt werden, jede gewünschte Übung zu machen, aber diese Forschung zeigt nicht, wie unterschiedliche Aktivitäten das Gehirn von Kindern mit ASD beeinflussen können."
ASD, Gehirnkonnektivität und Bewegung
ASD umfasst eine Vielzahl von Untertypen, die einige gemeinsame Merkmale in unterschiedlichem Maße gemeinsam haben. Zu diesen Merkmalen gehören sich wiederholendes Verhalten und Schwierigkeiten bei der verbalen und nonverbalen Kommunikation sowie bei der sozialen Interaktion.
Keine zwei Personen im Autismus-Spektrum haben die gleiche Kombination oder den gleichen Grad an Symptomen. Jeder wird eine einzigartige Reihe von Herausforderungen und Stärken besitzen. Einige Menschen mit ASD können unabhängig leben, während andere viel Hilfe im täglichen Leben benötigen.
Nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) leidet in den USA etwa 1 von 59 Kindern an ASD, wobei Jungen viermal häufiger an ASD leiden als Mädchen.
Überschüssige Verbindungen zwischen Nervenzellen oder Neuronen im Gehirn sind ein Kennzeichen von ASD.
Das Gehirn entfernt auf natürliche Weise überschüssige Verbindungen zwischen Neuronen während der Kindheit. Kinder mit ASD haben jedoch einen Überschuss.
Eine Fülle von Untersuchungen hat gezeigt, dass körperliche Aktivität bei gesunden Menschen zu einer signifikanten Veränderung des Gehirns führen und sogar einen Teil der mit dem Altern einhergehenden Degeneration des Gehirns verzögern kann.
Wissenschaftler, die kleine Studien mit Kindern mit ASD durchführen, haben auch festgestellt, dass Bewegung das sich wiederholende Verhalten und die Schwierigkeiten bei der sozialen Interaktion zu verringern scheint.
In jüngerer Zeit fanden Forscher heraus, dass Verbindungen in Gehirnkreisläufen bei Menschen mit ASD länger bestehen als bei Menschen ohne Störung. Außerdem scheint der Schweregrad der Symptome mit der Dauer der Verbindung zu steigen.
Übung und Beseitigung schwacher Verbindungen
Die neue Studie aus Japan legt nun nahe, dass durch das Auslösen der Entfernung redundanter Verbindungen durch Bewegung eine gewisse „Feinabstimmung“ des Gehirns bei ASD gefördert werden könnte.
Koyama spekuliert über die Ergebnisse, die sie bei den ASD-Mäusen gefunden haben, und schlägt vor: „Durch Bewegung wurde wahrscheinlich der Kontrast zwischen aktiven und inaktiven neuronalen Verbindungen verbessert, sodass die schwachen Verbindungen leichter entfernt werden können.“
Mäuse, die als Modell für ASD gezüchtet wurden, weisen viele der dauerhaften Eigenschaften der Erkrankung auf. Zum Beispiel interagieren sie nicht so viel mit Mäusen, die sie zuvor noch nicht getroffen haben, und sie pflegen sich wiederholt. Sie zeigen auch Anzeichen von Angst, wie z. B. die Verzögerung des Essens, wenn sie sich in einer neuen Umgebung befinden.
Für die neue Studie setzte das Team Laufräder in die Käfige von 4 Wochen alten Mäusen mit ASD. Sie beobachteten sie dann, bis die Mäuse im Alter von 8 Wochen das Erwachsenenalter erreichten.
Koyama sagt, dass einige der Mäuse "sehr intensiv trainiert" haben, während andere "nur ein wenig trainiert haben".
Das Team stellte fest, dass das Verhalten von trainierten ASD-Mäusen nach nur 30 Tagen dem von gesunden Mäusen ohne ASD ähnlich war.
Die Forscher untersuchten dann das Gehirn der Mäuse mit ASD. Sie achteten besonders auf bestimmte Strukturen im Hippocampus, einem Bereich, der für das Gedächtnis und die Bildung neuer Nervenzellen im erwachsenen Gehirn wichtig ist.
Sie fanden Hinweise darauf, dass Mikroglia, Immunzellen, die tote Zellen und andere Abfallstoffe im Gehirn entfernen, die weniger aktiven Verbindungen zwischen Nervenzellen beseitigt hatten, während die aktiven intakt blieben.
Um zu zeigen, dass es die Mikroglia waren, die den Schnitt durchführten, testete das Team dann die Wirkung der Verhinderung der Mikroglia-Aktivität bei unreifen Mäusen ohne ASD. Nach nur 5 Tagen ohne Mikroglia-Aktivität unterschied sich die Dichte der Gehirnverbindungen von der von Mäusen mit intakter Mikroglia-Aktivität.
"Freiwillige Bewegung kann ein sicherer und drogenfreier Weg sein, um die allgemeine Gesundheit zu verbessern, und jetzt haben wir ein besseres Verständnis dafür, wie Bewegung die Gehirnstruktur bei ASD positiv verändern kann."
Ryuta Koyama
