Νευροεπιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Υγείας και Επιστήμης του Ορεγκον διερεύνησαν τα οφέλη της άσκησης στον εγκέφαλο και βρήκαν πως ακόμη και λίγα χιλιόμετρα τρεξίματος ενισχύουν το σχηματισμό δενδριτικών ακάνθων των νευρώνων στον ιππόκαμπο, μία περιοχή που είναι υπεύθυνη για τη μνήμη και τη μάθηση.
Η βιολογική βάση της άσκησης
Μέχρι τώρα η επιστημονική κοινότητα έχει μελετήσει τις επιδράσεις της άσκησης στην υγεία μας, συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου. Ωστόσο οι έρευνες επικεντρώνονται στο όφελος της παρατεταμένης άσκησης, το οποίο έχει αποδειχθεί να είναι μεγάλο και στον εγκέφαλο. Στην περίπτωση αυτών των μελετών όμως είναι δύσκολο να ξεχωρίσει κανείς πώς ωφελείται ο εγκέφαλος ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα όργανα. Για παράδειγμα, όπως αναφέρουν οι ερευνητές, η παρατεταμένη άσκηση ευνοεί την υγεία του εγκεφάλου, όμως ένας σημαντικός παράγοντας αυτής της βελτίωσης είναι η βελτίωση της υγείας της καρδιάς, η οποία οξυγονώνει καλύτερα τον εγκέφαλο. Επιπλέον, οι επιστήμονες δεν ξέρουν με ακρίβεια μέσω ποιου μηχανισμού επάγονται αλλαγές στον εγκέφαλο με την άσκηση. Ετσι, στη νέα τους δημοσίευση στην επιστημονική επιθεώρηση ανοιχτής πρόσβασης eLife, οι ειδικοί του Πανεπιστημίου Υγείας και Επιστήμης του Ορεγκον υιοθέτησαν μία διαφορετική προσέγγιση, θέτοντας το ερώτημα σχετικά με το ποια γονιδιακή βάση έχουν οι αλλαγές που παρατηρούνται αποκλειστικώς στον εγκέφαλο έπειτα από σωματική άσκηση σύντομης χρονικής διάρκειας. Δηλαδή, ποια είναι τα γονίδια που επάγουν αυτές τις αλλαγές. Μάλιστα, επικέντρωσαν το ενδιαφέρον τους στον ιππόκαμπο, μία περιοχή του εγκεφάλου που εμπλέκεται στη μνήμη και στη διαδικασία της μάθησης.
Γυμνάζοντας τα ποντίκια στη ρόδα
Στο πείραµα που σχεδίασαν οι ερευνητές, επέλεξαν ποντίκια που δεν είχαν επιδοθεί σε κανενός είδους άσκηση. Επειτα, τα έβαλαν να τρέχουν σε µία ρόδα για µικρή χρονική περίοδο. Συνολικά, τα ποντίκια διήνυσαν µία απόσταση δύο χιλιοµέτρων σε διάστηµα δύο ωρών. Αυτή η απόσταση αντιστοιχεί σε 4.000 βήµατα για τον άνθρωπο. Για να βρουν πιθανές αλλαγές που προκαλεί η άσκηση στον ιππόκαµπο του εγκεφάλου, οι ερευνητές χρησιµοποίησαν δύο µεθόδους. Αρχικά, παρατήρησαν τις αλλαγές των νευρώνων σε επίπεδο µακροσκοπικό. Επειτα, χρησιµοποίησαν την τεχνική της αλληλούχησης RNA – µε τη συγκεκριµένη τεχνική, ήταν σε θέση να διερευνήσουν το γονιδιακό προφίλ των κυττάρων, δηλαδή ποια γονίδια εκφράζονται σε µια δεδοµένη χρονική στιγµή. Ο συνδυασµός αυτών των δύο µεθόδων έδωσε ενδιαφέροντα αποτελέσµατα: τρεις ηµέρες µετά το πείραµα, παρατηρήθηκε στον ιππόκαµπο αύξηση των δενδριτικών ακάνθων των νευρώνων, µικροσκοπικών δηλαδή δοµών που συνδέονται µε γειτονικούς νευρώνες και λαµβάνουν σήµατα από αυτούς. Παράλληλα, όπως παρατηρήθηκε, κατά τη διάρκεια της άσκησης η έκφραση του γονιδίου Mtss1L αυξάνεται σηµαντικά. Οι επιστήµονες υπέθεσαν έτσι πως το γονίδιο αυτό ενδέχεται να εµπλέκεται στην ανάπτυξη των συνάψεων που παρατήρησαν µακροσκοπικά στον εγκέφαλο των ποντικιών. Για να επιβεβαιώσουν την υπόθεσή τους αποσιώπησαν το γονίδιο ώστε να δουν εάν αυτή η παρέµβαση θα αποτρέψει την ανάπτυξη των δενδριτικών ακάνθων. Πράγµατι, αποσιωπώντας την έκφραση του γονιδίου η ανάπτυξή τους απετράπη.
Επόµενος στόχος για την ερευνητική οµάδα είναι τώρα να σχεδιάσει συνδυαστικά πειράµατα προκειµένου να κατανοήσει καλύτερα µε ποιον τρόπο η άσκηση επηρεάζει τη µάθηση.
