Warum Schwimmen Ihrem Gehirn einen Schub gibt

Warum Schwimmen Ihrem Gehirn einen Schub gibt
Schwimmen hat viele positive Auswirkungen auf das Gehirn. Stanislaw Pytel/Stone über Getty Images

Es ist kein Geheimnis, dass Aerobic-Übungen können helfen absperren einige der Verwüstungen of Altern. Aber a wachsender Forschungsbereich schlägt vor, dass Schwimmen einen einzigartigen Schub für die Gesundheit des Gehirns bieten könnte.

Regelmäßiges Schwimmen hat sich nachweislich verbessert Erinnerung, kognitive Funktion, Immunantwort und Stimmung. Schwimmen kann auch helfen, Schäden durch Stress zu reparieren und neue neuronale Verbindungen schmieden im Gehirn.

Wissenschaftler versuchen jedoch immer noch herauszufinden, wie und warum insbesondere Schwimmen diese hirnverbessernden Effekte hervorruft.

Als ein Neurobiologe mit Ausbildung in Hirnphysiologie, Fitnessbegeisterte und Mutter, verbringe ich im Sommer stundenlang im örtlichen Schwimmbad. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Kinder fröhlich planschen und schwimmen, während ihre Eltern sich aus der Ferne sonnen – und ich war einer dieser Eltern, die oft vom Pool aus zuschauten. Aber wenn mehr Erwachsene die kognitiven und psychischen Vorteile des Schwimmens erkennen, könnten sie eher dazu neigen, zusammen mit ihren Kindern in den Pool zu springen.

Neue und verbesserte Gehirnzellen und Verbindungen

Bis in die 1960er Jahre glaubten Wissenschaftler, dass die Anzahl der Neuronen und synaptischen Verbindungen im menschlichen Gehirn waren endlich und dass diese Gehirnzellen, wenn sie einmal beschädigt sind, nicht ersetzt werden können. Aber diese Idee wurde entlarvt, als Forscher begannen, zahlreiche Beweise für die Geburt von Neuronen zu sehen, oder Neurogenese, in erwachsenen Gehirnen von Menschen und andere Tiere.

Nun gibt es klare Beweise dafür, dass Aerobic-Übungen kann zur Neurogenese beitragen und eine Schlüsselrolle bei der Umkehrung oder Reparatur spielen Schädigung von Neuronen und ihren Verbindungen sowohl bei Säugetieren als auch bei Fischen.

Die Forschung zeigt, dass eine der wichtigsten Ursachen für diese Veränderungen als Reaktion auf das Training der erhöhte Spiegel eines Proteins ist, das als bezeichnet wird Gehirn-abgeleiteten neurotrophischen Faktor. Die neuronale Plastizität oder die Fähigkeit des Gehirns, sich zu verändern, die dieses Protein stimuliert, erhöht nachweislich kognitive Funktioneinschließlich Lernen und Gedächtnis.

Warum Schwimmen Ihrem Gehirn einen Schub gibt
Es ist verlockend für Erwachsene, Kinder vom Pool aus planschen zu sehen, aber Untersuchungen zeigen, dass es sich lohnt, neben ihnen einzuspringen. Povozniuk/iStock über Getty Images Plus

Studien an Menschen haben eine starke Beziehung zwischen Konzentrationen des vom Gehirn abgeleiteten neurotrophen Faktors Zirkulation im Gehirn und eine Vergrößerung des Hippocampus, die Gehirnregion verantwortlich für Lernen und Gedächtnis. Es wurde auch gezeigt, dass erhöhte Spiegel des vom Gehirn abgeleiteten neurotrophen Faktors kognitive Leistungsfähigkeit schärfen und zu helfen Angst zu reduzieren und Depression. Im Gegensatz dazu beobachteten Forscher Stimmungsstörungen bei Patienten mit niedrigere Konzentrationen des vom Gehirn abgeleiteten neurotrophen Faktors.


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Aerobes Training fördert auch die Freisetzung von spezifische chemische Botenstoffe, sogenannte Neurotransmitter. Eines davon ist Serotonin, das – wenn es in erhöhten Konzentrationen vorhanden ist – ist bekannt zu reduzieren Depression und Angst und Verbesserung der Stimmung.

In Studien in Fischen, haben Wissenschaftler Veränderungen in den Genen beobachtet, die für die Erhöhung des Niveaus der vom Gehirn abgeleiteten neurotrophen Faktoren verantwortlich sind, sowie eine verbesserte Entwicklung der dendritischen Stacheln – Vorsprünge auf den Dendriten oder verlängerte Teile von Nervenzellen – nach acht Wochen Training im Vergleich zu Kontrollen. Dies ergänzt Studien an Säugetieren wo vom Gehirn abgeleiteter neurotropher Faktor ist dafür bekannt, die Dichte der neuronalen Wirbelsäule zu erhöhen. Diese Änderungen tragen nachweislich zu verbessertes Gedächtnis, Stimmung und verbesserte Kognition bei Säugetieren. Die größere Wirbelsäulendichte hilft Neuronen, neue Verbindungen aufzubauen und mehr Signale an andere Nervenzellen zu senden. Durch die Wiederholung von Signalen können Verbindungen stärker werden.

Aber was ist das Besondere am Schwimmen?

Die Forscher wissen noch nicht, was die geheime Soße des Schwimmens sein könnte. Aber sie kommen dem Verständnis immer näher.

Schwimmen ist seit langem bekannt für seine kardiovaskuläre Vorteile. Da beim Schwimmen alle wichtigen Muskelgruppen beteiligt sind, Herz muss hart arbeiten, Die erhöht die Durchblutung Durch den Körper. Dies führt zum Bildung neuer Blutgefäße, ein Prozess namens Angiogenese. Der stärkere Blutfluss kann auch zu einem große Freisetzung von Endorphinen – Hormone, die im ganzen Körper als natürlicher Schmerzlinderer wirken. Dieser Anstieg führt zu einem Gefühl der Euphorie, das oft auf das Training folgt.

Die meisten Untersuchungen, um zu verstehen, wie sich Schwimmen auf das Gehirn auswirkt, wurden bei Ratten durchgeführt. Ratten sind ein gutes Labormodell wegen ihrer genetische und anatomische Ähnlichkeit mit dem Menschen.

In einer Studie an Ratten wurde gezeigt, dass Schwimmen stimulieren die Gehirnwege die Entzündungen im Hippocampus unterdrücken und die Apoptose oder den Zelltod hemmen. Die Studie zeigte auch, dass Schwimmen helfen kann, das Überleben von Neuronen zu unterstützen und die kognitiven Auswirkungen des Alterns zu reduzieren. Obwohl Forscher noch keine Möglichkeit haben, Apoptose und neuronales Überleben beim Menschen zu visualisieren, beobachten sie ähnliche kognitive Ergebnisse.

Eine der verlockenderen Fragen ist, wie insbesondere Schwimmen das Kurz- und Langzeitgedächtnis verbessert. Um festzustellen, wie lange die wohltuende Wirkung anhält, Forscher trainierten Ratten an fünf Tagen pro Woche 60 Minuten täglich zu schwimmen. Das Team testete dann das Gedächtnis der Ratten, indem es sie durch ein Wasserlabyrinth mit radialen Armen schwimmen ließ, das sechs Arme enthielt, darunter einen mit einer versteckten Plattform.

Ratten hatten sechs Versuche, frei zu schwimmen und die versteckte Plattform zu finden. Nach nur sieben Tagen Schwimmtraining sahen die Forscher Verbesserungen sowohl im Kurz- als auch im Langzeitgedächtnis, basierend auf einer Verringerung der Fehler, die Ratten jeden Tag machten. Die Forscher schlugen vor, dass diese Steigerung der kognitiven Funktion eine Grundlage dafür bieten könnte, Schwimmen als eine Möglichkeit zu verwenden, um Lern- und Gedächtnisschäden zu reparieren, die durch neuropsychiatrische Erkrankungen beim Menschen verursacht wurden.

Obwohl der Sprung von Studien an Ratten zu Menschen beträchtlich ist, bringt die Forschung am Menschen ähnliche Ergebnisse das suggeriert a klarer kognitiver Nutzen vom Schwimmen über alle Altersgruppen hinweg. In einer Studie, in der die Auswirkungen des Schwimmens auf die geistige Schärfe älterer Menschen untersucht wurden, kamen die Forscher beispielsweise zu dem Schluss, dass Schwimmer verbesserte mentale Geschwindigkeit und Aufmerksamkeit im Vergleich zu Nichtschwimmern. Diese Studie ist jedoch in ihrem Forschungsdesign eingeschränkt, da die Teilnehmer nicht randomisiert wurden und daher diejenigen, die vor der Studie Schwimmer waren, möglicherweise einen unfairen Vorteil hatten.

Eine andere Studie verglich die Kognition zwischen Landsportlern und Schwimmern im jungen Erwachsenenalter. Während das Eintauchen ins Wasser selbst keinen Unterschied machte, fanden die Forscher heraus, dass 20 Minuten Brustschwimmen mit mittlerer Intensität verbesserte kognitive Funktion in beiden Gruppen.

Auch Kinder werden vom Schwimmen gestärkt

Die hirnfördernden Vorteile des Schwimmens scheinen auch das Lernen bei Kindern zu fördern.

Eine andere Forschungsgruppe untersuchte kürzlich den Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität und wie Kinder neue Vokabeln lernen. Forscher brachten Kindern im Alter von 6 bis 12 Jahren die Namen unbekannter Objekte bei. Dann testeten sie ihre Genauigkeit beim Erkennen dieser Wörter nach drei Aktivitäten: Malen (Ruheaktivität), Schwimmen (aerobe Aktivität) und einer CrossFit-ähnlichen Übung (anaerobe Aktivität) für drei Minuten.

Sie fanden heraus, dass die Genauigkeit der Kinder bei Wörtern, die nach dem Schwimmen gelernt wurden, viel höher war als beim Malen und beim CrossFit, was zu demselben Erinnerungsniveau führte. Dies zeigt einen klaren kognitiven Vorteil von Schwimmen gegenüber anaeroben Übungen, obwohl die Studie Schwimmen nicht mit anderen aeroben Übungen vergleicht. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass selbst kurzes Schwimmen für junge, sich entwickelnde Gehirne sehr vorteilhaft ist.

Die Details der benötigten Zeit oder Runden, der Schwimmstil und welche kognitiven Anpassungen und Bahnen durch das Schwimmen aktiviert werden, werden noch ausgearbeitet. Aber Neurowissenschaftler kommen der Zusammenstellung aller Hinweise viel näher.

Seit Jahrhunderten sind die Menschen auf der Suche nach einem Jungbrunnen. Schwimmen ist vielleicht das nächste, was wir erreichen können.

Über den Autor

Seena Mathew, Assistenzprofessorin für Biologie, University of Mary Hardin-Baylor

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Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch

 

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