Angesichts der steigenden Lebenserwartung und der zunehmenden Herausforderungen durch Demenzerkrankungen gewinnt die Prävention immer mehr an Bedeutung. Dabei rückt das Zusammenspiel von Gehirn und Körper in den Fokus wissenschaftlicher Studien. Körperliche Aktivität und Fitness scheinen hierbei eine wichtige Rolle für die Gesundheit des Gehirns zu spielen.
Körperliche Fitness und Hirnvolumen: Eine Studie aus Greifswald
Eine Studie des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und der Universitätsmedizin Greifswald (UMG) untersuchte den Zusammenhang zwischen körperlicher Fitness und Hirnvolumen bei über 2.000 Erwachsenen. Die Forschenden analysierten Daten der SHIP-Studie (Study of Health in Pomerania), die sich mit Faktoren für Gesundheit und Krankheit in der Bevölkerung befasst.
Die Ergebnisse zeigten einen positiven Zusammenhang: Je besser die körperliche Fitness der Teilnehmenden, desto größer war ihr Hirnvolumen. Dieser Effekt betraf nicht nur das Gesamtvolumen des Gehirns, sondern auch spezifische Hirnbereiche, die für das Gedächtnis, emotionale Prozesse und belohnungsbezogenes Verhalten wichtig sind. Besonders hervorzuheben ist der Hippocampus, eine Hirnregion, die bei der Alzheimer-Erkrankung eine zentrale Rolle spielt.
Zur Bestimmung der körperlichen Fitness absolvierten die Probanden einen Belastungstest auf dem Fahrrad-Ergometer. Dabei wurde die maximale Sauerstoffaufnahme gemessen, welche Auskunft über den Trainingszustand des Herz-Kreislauf-Systems gibt. Diese Messwerte wurden zusammen mit MRT-Daten in einer statistischen Analyse ausgewertet.
Prävention durch körperliche Aktivität: Empfehlungen der Forschenden
Die Studienautoren betonen, dass körperliche Aktivität dringend empfohlen wird, um die kardiorespiratorische Fitness zu verbessern und einen gesunden Lebensstil zu fördern. Prof. Hans Jörgen Grabe rät, körperliche Aktivität in Präventionsprogramme zu integrieren.
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Allerdings weisen die Forschenden auch darauf hin, dass die Ergebnisse keinen direkten Beweis dafür liefern, dass Sport das Hirnvolumen tatsächlich vergrößert. Es besteht die Möglichkeit, dass die Größe bestimmter Hirnareale die Motivation beeinflusst, Sport zu treiben. Zukünftige Studien sollten daher auch die sportlichen Aktivitäten der Teilnehmenden erfassen und untersuchen, ob sich das Hirnvolumen durch Training über längere Zeiträume verändert.
Trotz dieser Einschränkungen deuten andere Studien darauf hin, dass regelmäßiges körperliches Training das Hirnvolumen vergrößern kann. Sport setzt körpereigene Substanzen frei, die dem Verlust von Nervenzellen entgegenwirken und die Neubildung von Nervenzellen anregen können.
Die Rolle der Blut-Hirn-Schranke: Einblicke aus dem Projekt WATCH
Ein weiteres Forschungsprojekt, WATCH (Well-Aging and the Tanycytic Control of Health), beschäftigt sich mit der Funktion spezialisierter Gehirnzellen im Bereich der Blut-Hirn-Schranke. Dieses von der EU geförderte Projekt unter der Leitung von Prof. Markus Schwaninger untersucht die Rolle von Tanyzyten, speziellen Gliazellen im Hypothalamus, bei der Kontrolle und dem Transport von Botenstoffen und Stoffwechselsignalen über die Blut-Hirn-Schranke.
Ein funktionierender Austausch von Botenstoffen über die Blut-Hirn-Schranke ist essenziell für die Regulation vieler Körperfunktionen. Störungen in diesem Bereich spielen bei Erkrankungen wie Alzheimer, Übergewicht, Diabetes oder auch COVID-19 eine Rolle. Das Forschungsteam konnte zeigen, dass Tanyzyten im Hypothalamus das aus Fettzellen stammende Hormon Leptin ins Gehirn transportieren und darüber die Nahrungsaufnahme, Fettsäuresynthese und den Insulinmetabolismus steuern.
In Bezug auf COVID-19 konnte das Team zeigen, dass SARS-CoV-2 die Endothelzellen des Gehirns infizieren und die Blut-Hirn-Schranke schädigen kann. Die SARS-CoV-2 Hauptprotease schaltet dabei das Protein NEMO aus, was zum Absterben der Hirnendothelzellen und zu Gefäßanomalien führt.
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Dynamische Prozesse im Gehirn bei Stress: Erkenntnisse aus Tübingen
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie (MPI) und der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Universitätsklinikums Tübingen haben die dynamischen Prozesse im Gehirn bei akutem Stress untersucht. Die Probanden sollten im Magnetresonanztomographen unter Zeitdruck Matheaufgaben lösen und erhielten dabei negatives Feedback.
Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Kommunikation zwischen verschiedenen Hirnregionen im Laufe der Stresssituation veränderte. Die Wissenschaftler konnten diese Veränderungen mit der Ängstlichkeit oder Niedergeschlagenheit der Teilnehmenden in Verbindung bringen.
Die veränderte Kommunikation zwischen den Gehirnarealen stützt die These, dass psychische Störungen Netzwerk-Erkrankungen sind, bei denen das Zusammenwirken von neuronalen Einheiten gestört ist. Diese Erkenntnisse könnten für die Entwicklung individuellerer Diagnosen und personalisierter Therapien wichtig sein.
Die Verbindung von Gehirn und Immunsystem: Neue Therapieansätze
Forschende suchen nach neuen Wegen, Herzinfarkte zu behandeln, indem sie das Gehirn stimulieren. Hedva Haykin vom Technion Israel Institute of Technology in Haifa versucht nachzuweisen, dass die Stimulation einer bestimmten Hirnregion die Heilung des Herzens beschleunigen kann.
Ihre Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Aktivierung des ventralen tegmentalen Areals (VTA), eines Teils des Belohnungssystems, das Immunsystem dazu gebracht hatte, das Narbengewebe im Herzen abzubauen. Diese Arbeit ist von Forschungsergebnissen der vergangenen Jahrzehnte inspiriert, die nahelegen, dass die psychische Verfassung eines Menschen zur Herzgesundheit beitragen kann.
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Asya Rolls, Haykins Mentorin, betont, dass diese Entdeckungen, wenn sie sich erhärten, weitreichende Konsequenzen haben könnten. Sie könnten eine Erklärung für das Phänomen liefern, dass psychische Zustände tief greifend beeinflussen, wie krank wir werden - und wie gut wir uns erholen. Einmal verstanden, könnten sich Ärzte diese Interaktion von Hirn und Immunsystem zu Nutze machen.
Es gibt viele bekannte Kommunikationswege zwischen Nerven- und Immunsystem, von kleinen lokalen Schaltkreisen in Organen wie der Haut bis hin zu größeren, die ihren Ursprung im Gehirn selbst haben. Bei einer Vielzahl von Krankheiten, von Autoimmunerkrankungen bis hin zu Krebs, spielen diese Schaltkreise eine entscheidende Rolle.
Exergames für gesundes Altern: Sportliche Aktivitäten vor dem Bildschirm
Exergames, interaktive Videospiele, die körperliche Bewegung mit spielerischen Elementen kombinieren, fördern die Fitness und trainieren kognitive Fähigkeiten. Prof. Dr. Sebastian Baumeister erklärt, dass Studien deutliche kortikale Aktivitäten bei der Nutzung von Exergames belegen. Die Gehirnströme von älteren Personen zwischen 70 und 84 Jahren wurden mithilfe der Elektroenzephalografie (EEG) gemessen und signifikante Aktivierungen - in erster Linie im frontalen Gehirnbereich - beobachtet.
Mit steigendem Schwierigkeitsgrad der Spiele wurde eine signifikante Abnahme der körperlichen Aktivität beobachtet. Baumeister legt nahe, dass sich Exergaming als wertvolles Werkzeug für gesundes Altern erweisen könnte, da es ältere Menschen zur Bewegung motiviert und gleichzeitig eine sichere Umgebung bietet.
Das Somato-Cognitive Action Network (SCAN): Eine Verbindung von Körper und Geist im Gehirn
Ein US-amerikanisches Forschungsteam hat ein bisher unbekanntes System in dem Bereich der Hirnrinde entdeckt, der für die Steuerung von Bewegungen zuständig ist: das Somato-Cognitive Action Network (SCAN). Dieses System verbindet abstrakte Pläne, Gedanken und Motivation mit tatsächlichen Bewegungen und unserer Physiologie.
Das SCAN befindet sich zwischen einzelnen Bereichen, von denen schon lange bekannt ist, dass sie die Bewegungen unserer Hände, unserer Füße und unseres Gesichts steuern. Es wird zum Beispiel dann aktiv, wenn wir an Bewegungen denken. Darüber hinaus steht es in Verbindung mit einem Netzwerk, das an zahlreichen anderen Prozessen beteiligt ist: am Denken und Planen, am Schmerzempfinden, an der Kontrolle von inneren Organen und an Funktionen wie Blutdruck und Puls.
Die Entdeckung des SCAN könnte eine Erklärung dafür liefern, warum unser Puls steigt, wenn wir nur an eine schwierige Aufgabe denken, oder warum bestimmte Atemübungen helfen, nicht nur den Körper, sondern auch den Geist zu beruhigen.
Die Feldenkrais-Methode: Bewegungstraining für Körperwahrnehmung und Schmerzlinderung
Die Feldenkrais-Methode ist ein Bewegungstraining, das sanft, aber nachhaltig gegen Schmerzen helfen kann und die Körperwahrnehmung verbessert. Ihr Begründer Moshé Feldenkrais erkannte das Zusammenspiel von Bewegung, Geist, Gefühl und Seele und beobachtete, dass ein bewusster Umgang mit dem Körper und eine bessere physische Haltung Auswirkungen auf fast alle anderen Lebensbereiche hatten.
Feldenkrais entwickelte die Idee, Bewegungen in neue, ungewohnte Kontexte und Positionen zu bringen, um eingeschliffene Prozesse und unbewusste Routinen aufzulösen. Die verschiedenen Bewegungsvariationen sollen dem im Nervensystem abgespeicherten Bewegungsprogramm neue Impulse setzen, was dazu führt, alte Verhaltens- und Haltungsmuster nachhaltig zu verändern.
Geübt wird dabei nicht nur die Bewegung selbst, sondern vor allem die Wahrnehmung der Bewegung. Feldenkrais sprach von »kinästhetischer Bewusstheit«, also der Wahrnehmung von Körperbewegung und -lage im Raum.
Angst und ihre körperlichen Reaktionen: Forschung am Uniklinikum Würzburg
Das Defense Circuits Lab am Universitätsklinikum Würzburg beschäftigt sich mit dem Angstzustand und dem Zusammenspiel von Verhalten und körperlichen Anpassungen. Die Forschenden haben ein Rahmenkonzept erstellt, um die Ausprägung von Verhalten und körperlichen Anpassungen inklusive ihrer komplexen Dynamik zu charakterisieren und so die Gehirnaktivität bei Angst besser zu verstehen.
In der Tat hat das Team im Institut für klinische Neurobiologie bei Mäusen mit identischem Angstverhalten grundsätzlich verschiedene Herzraten beobachtet - mal waren sie erhöht, mal erniedrigt, mal unverändert. Diese zunächst scheinbar widersprüchlichen kardialen Reaktionen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun in einem Rahmenkonzept zusammengefasst, welches die Einflüsse übergeordneter Zustände, sogenannter „Macrostates“ beschreibt und damit die unterschiedlichen Herzaktivitäten erklärbar macht.
Letztendlich könne diese präzise Charakterisierung von verschiedenen Ausprägungen von Angstzuständen dazu beitragen, Gehirnnetzwerke, die für die Entstehung von Angstzuständen wichtig sind, besser zu verstehen.
Ganzheitliches Verständnis von Körper und Geist: Ein Beitrag zur psychosomatischen Medizin
Alan Fogel liefert einen Beitrag zur Wiedergewinnung des Verständnisses einer ganzheitlichen Betrachtung der menschlichen Existenz, indem er das inzwischen angesammelte Wissen aus der neurobiologischen Hirnforschung zusammenträgt und die seelisch-geistigen mit den körperlichen Funktionen in einem ganzheitlichen Verständnis zusammenführt.
Fogel legt die neurophysiologischen Prozesse dar, welche die Wirksamkeit körpertherapeutischer Interventionen belegen. Dies ist nicht nur hinsichtlich der Akzeptanz körpertherapeutischer Verfahren vonseiten der Krankenkassen von Interesse, sondern grundsätzlich für das Verständnis des gesamtorganismischen Zusammenwirkens von Geist und Körper.
Fogel leistet einen wichtigen Beitrag, das seit Wilhelm Reich in der Körperpsychotherapie angesammelte Wissen mit dem der Neurophysiologie und Traumaforschung zusammenzuführen, womit er einen interessanten Ansatz zur Aufhebung der Parzellierung verkörperter menschlicher Existenz liefert.
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