Übung fördert geistige "Zeitreise"

Wendy Suzuki ist Professor der neuralen Wissenschaft und Psychologie an der New York University (NYU) des Center for Neural Science. Eine gefragte Referentin, sie ist regelmäßig Referent bei der World Science Festival und TEDx und ist häufig im Fernsehen und in gedruckter Form für ihr Know-how über die Wirkung der Übung auf die Gehirnfunktion interviewt. Ihr erstes Buch, "Gesundes Gehirn, glückliches Leben" (Dey Street Books, 2015) ist jetzt verfügbar. Suzuki trug dieses Artikels Leben Wissenschaft Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

In meinen späten 30er Jahren als ich anfing, regelmäßig Sport, erlebte ich aus erster Hand die profunde Effekte, die Übung auf meinen Körper und mein Gehirn haben kann. In der Tat, verändert diese Beobachtungen völlig meine Motivation für den Gang ins Fitnessstudio. Es begann während eine River-rafting-Tour auf dem mächtigen Cotahuasi Fluss in Peru, in eines der tiefsten Täler der Welt. Auf dieser Reise wurde mir klar, dass, obwohl ich gesund war, ich nicht annähernd so stark wie meine Kollegen River Rafter war: gab es 16-jährigen auf der Reise, die mehr als ich es könnte heben konnte, und es gab 60-jährigen, die hatte mehr Ausdauer als ich habe. Ich wusste, dass ich etwas tun musste.

Als ich zurückkam, ich marschierte ins nächste Fitness-Studio, habe mir einen Trainer und begann mit dem Bau einer regelmäßigen und strengen Übungsprogramm. Ich begann langsam am Anfang, aber ich bin froh zu sagen, ich bin immer noch regelmäßig heute Ausübung fast 10 Jahre später. Als ich in meine Routine-Übung schrittweise noch tiefgreifende Änderungen vorgenommen, begann ich zu bemerken eine ebenso tiefgreifende Veränderung in meinem Körper und mein Gehirn. Ich bemerkte nicht nur Verbesserungen in meiner Kraft, Ausdauer und alles in allem Herz-Kreislauf-Fitness, aber auch markante Verbesserungen in meiner Stimmung, Gedächtnis, Aufmerksamkeit zu löschen – sowie andere Dinge, die schwieriger zu benennen, auf den ersten waren. Ich fühlte mich wie ein Aushängeschild für all diese positiven Gehirn Effekte so häufig in der Presse berichtet.

Übung verbessert die Stimmung, Gedächtnis und Aufmerksamkeit

Als Professor für Neurowissenschaften mit einer aktiven Forschungslabor spezialisiere ich mich auf das Studium der Hippocampus, eine Gehirnstruktur, die kritisch für das Langzeitgedächtnis, so war ich besonders daran interessiert, wie Übung mein Gedächtnis betroffen. Ich bemerkte die kognitiven Leistungen der Ausübung, vor allem, wenn ich schrieb Zuschüsse, und fand es viel einfacher zu merken und ähnliche Erkenntnisse aus verschiedenen Zeitschriftenartikel zu integrieren.

In der Tat wie in einem 2013 Artikel veröffentlicht in Trends in Cognitive Science überprüft, wissen wir einiges über die Memory-Funktionen des Hippocampus sowie der Effekt von körperlicher Aktivität auf den Hippocampus, vor allem durch Studien mit Nagetieren. Wir wissen auch, aus einer Reihe von wichtigen Studien, veröffentlicht in den 1990er Jahren, dass der Hippocampus nur zwei Hirnregionen gehört wo neue Gehirnzellen bei Erwachsenen entstehen – auch als Erwachsene hippocampale Neurogenese bezeichnet.

Experimente mit Nagetieren haben gezeigt, dass Bewegung (in Form von Aktivität auf einem Laufrad) deutlich die Rate erhöht bei der neue hippocampale Zellen entstehen. Darüber hinaus eine wachsende Anzahl von Studien haben gezeigt, dass, im Vergleich zu sesshaften Ratten, Ratten, die Übung und Erfahrung Übung verbessert hippocampale Neurogenese zeigen bessere Gedächtnisleistung auf eine Reihe von verschiedenen Aufgaben. Die markante Verbesserungen sah ich in meinem eigenen Stimmung und Gedächtnis inspirierte mich zu verstehen, wenn die gleichen Veränderungen im Gehirn, die Forscher bei Nagetieren mit Übung gesehen hatte auch in meinem Gehirn abgespielt haben wollen.

Ich war so fasziniert von dieser Frage, dass ich meine gesamte Forschungsschwerpunkt aus der Studie des Speichers im Hippocampus, der Effekt von körperlicher Aktivität auf Gehirnfunktionen bei Menschen. (Ich erzähle die Geschichte wie diese persönliche Transformation machte mich die Forschungsrichtung in meinem Labor und die Wissenschaft dahinter, in meinem neuen Buch gesundes Gehirn glücklich Leben zu ändern.) ["Gesundes Gehirn, glückliches Leben" (US, 2015): Auszug buchen]

Kann Übung auch Kreativität verbessern?

Da ich meine regelmäßige Übung erhöht, umso erstaunlicher, als die Verbesserungen in meiner Stimmung, Aufmerksamkeit und Gedächtnis war scheinbar eine neu gewonnene Ideenfunken.

Zum Beispiel fand ich mich wieder mit "out of the Box" Neurowissenschaften Kurse zu lehren, ich beschritt neue Hobbies wie schreiben und singen und beschritt neue professionelle Kooperationen mit Künstlern, Musikern und Tänzern.

Bei der Beobachtung, dass Bewegung nicht nur mein Gedächtnis, sondern auch meine Kreativität Verbesserung war, begann ich, diese Verbindung zu erkunden. Es stellt sich heraus, daß diese Beobachtung eine neue Entdeckung im Zusammenhang mit den Funktionen des Hippocampus entspricht. [Verzögert Befriedigung – wie der Hippocampus hilft uns Hold Off (Op-Ed)]

Mehr als 50 Jahren Forschung hat eindeutig Hippocampus, episodisches Gedächtnis verbunden – das ist Speicher für die Details der Ereignisse in unserem Leben. Jüngste Studien haben begonnen, markante nachweisen, dass der Hippocampus auch wichtig ist für was Neuropsychologen "Zukunft denken", bekannt als Phantasie nennen.

Der Hippocampus, der Vergangenheit und die Zukunft

In den 1980er Jahren erlebt einflussreiche Estnisch-kanadische Memory-Experte Endel Tulving Erinnerung an persönliche beschrieben als "mentale Zeitreise" mit der Vergangenheit und der Zukunft. Während die überwiegende Mehrheit der Studien durchgeführt, da Tulving, diese Idee vorgeschlagen auf Speicher konzentriert haben – mentale Zeitreise in die Vergangenheit – neueste Erkenntnisse deuten darauf hin, dass mentale Zeitreise in die Zukunft oder zukünftige Phantasie die gleichen Hirnareale beteiligt sind.

Die erste klare Beweise für die Rolle des Hippocampus in Phantasie kam aus einem Bericht im Jahr 2007 in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht. In dieser Studie untersuchte Patienten mit selektiven Schädigung des Hippocampus. Patienten mit hippocampal Beschädigung und Menschen im gleichen Alter und Bildungsniveau, die nicht Schäden an der Hippocampus wurden gebeten, etwas neues vorstellen, die Erinnerungen an vergangene Ereignisse nicht enthielten.

Wann wurden sie gebeten, eine Szene vorstellen, in der sie lagen auf einem weißen Sandstrand entfernt in einem tropischen Ort der Patienten mit hippocampal Beschädigung, die nie einen tropischen Strand besucht hatte, sagte: "Was sehen Sie, ich kann wirklich, abgesehen von nur Himmel nicht. Ich höre den Klang der Möwen und das Meer... Ähm... das ist alles... "

Im Gegensatz dazu, wenn Studienteilnehmer ohne hippocampal Beschädigung die gleiche Frage gestellt wurden, sofern sie sehr ausführlich über die umliegende Landschaft, die Temperatur, was sie sich vorgestellt, dass sie tranken und die Aktivitäten auf dem Fischerboot vorbei. Diese Ergebnisse unterstützt durch ähnliche Ergebnisse aus anderen Studien, die im Jahr 2011 im Journal of Neuroscience veröffentlicht und im Jahr 2010 in der Zeitschrift Neurocase legen nahe, dass Schäden an der Hippocampus Beeinträchtigungen in der Fähigkeit, zukünftige Ereignisse, neben dem Hippocampus entscheidende Rolle bei der Erinnerung an vergangene Ereignisse vorstellen produziert.

Wie im Jahr 2007 in einem Artikel in Nature Reviews Neuroscience überprüft, haben wichtige Erkenntnisse auch von Neuroimaging Studien am Menschen kommen in denen Forscher die Muster des Gehirns Aktivierung überwachen, während Probanden gebeten werden, erinnere mich an ein persönliches Erlebnis aus ihrer Vergangenheit oder stellen Sie sich eine plausible Veranstaltung in ihre Zukunft. Studienteilnehmer könnte für beide Bedingungen (z. B. "Berg" oder "Katze") durch ein Substantiv vorgehört werden.

Diese Studien zeigen, dass episodische Erinnerungen aus der Vergangenheit erinnern, sowie die Vorstellung Zukunftsszenarien im selben weit verbreiteten Netzwerk von Hirnarealen, darunter nicht nur im Hippocampus und einige der umliegenden Strukturen im Temporallappen des Gehirns, sondern auch die medialen präfrontalen Kortex und Regionen im hinteren Bereich des Gehirns, einschließlich der Precuneus und Retrosplenial Rinde zu engagieren.

Diese Neuroimaging Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse über die flächendeckendes Netz von Hirnstrukturen, einschließlich des Hippocampus, die beteiligt ist, in Erinnerung an persönliche episodische Erinnerungen aus der Vergangenheit und konstruieren oder mögliche Szenarien in der Zukunft vorstellen.

Ein Gefühl der Vertrautheit

Meine Lieblings-Nachweise für die Idee, dass der Hippocampus beteiligt ist, in die Vorstellung zukünftiger Ereignisse kommt nicht von Menschen, sondern eher Nagetiere zu studieren. Eines der auffälligsten Muster der neuronalen Aktivität im Hippocampus Nagetier ist in ihrer hippocampal Platzzellen. Ihre Entdeckung wurde von John O'Keefe des University College London, mit der 2014 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet.

Ortszellen reagieren mit kurzen Ausbrüchen von elektrische Aktivität, Aktionspotentiale oder Spitzen, dann aufgerufen, wenn die Ratte an einem bestimmten Ort in seiner Umgebung ist. Der Teil der Umgebung, wo eine Ortszelle Feuer, wird die Zelle Ort Feld bezeichnet. Wenn die Ratte ist eine besondere Gasse liefen oder arm an ein Labyrinth, können Instrumente Ort Zellgruppen aufzeichnen, die nacheinander ausgelöst werden, wie die Ratte durch seine Felder bestimmten Ort läuft.

Wenn zwischen den Anfällen der Ausführung (entweder wenn die Ratte ist einfach immer noch oder schlafen) abgebildet, replays die Ratte Hippocampus tatsächlich die gleichen räumlichen Trajektorien aus dem gleichen Sequenzen der Platzzellen, die aktiv waren, wenn die Ratte lief. Dieses Phänomen nennt man hippocampal Replay. Die Wiedergabe geschieht in der Regel bei einer viel höheren Geschwindigkeit als die ursprüngliche Reihenfolge. Jedoch das Muster ist das gleiche, und Wiederholung wird gedacht, um die Stärkung räumliche Gedächtnis beteiligt sein.

Aber den letzten Beweis zur Verfügung gestellt einer neuen und unerwarteten Wendung hippocampal Aktivität. Im Jahr 2011 veröffentlichte eine Studie in der Fachzeitschrift Nature, zeigte, dass Nagetiere hippocampale Zellen nicht nur Wiedergabe von Raumdaten aus Ereignissen der Vergangenheit weisen, aber wenn Sie eng hippocampal Aktivität während dieser Ruhezeiten untersuchen, sehen Sie auch Aktivitätsmuster, die einige der Muster der Aktivität Vorhersagen, die in der Zukunft erfahren wird. Beachten Sie, dass ich nicht über die neuronalen Grundlagen von ESP spreche aber eher der hippocampal Network scheint dem projizieren oder "spielen" zukünftige mögliche räumliche Szenarien basierend auf den Erfahrungen der Vergangenheit, von denen einige tatsächlich auftreten.

Diese Studie identifiziert dieses Phänomen durch die erste Aufzeichnung der hippocampalen Zellen als Ratten vertraut mit einem wurde Teil (Teil A) eine räumliche Labyrinth, wo viele Zellen und Ereignisse wiedergeben, waren aktiv. Während der Erkundung des Teils A gab es auch ein Teil des Labyrinths, die abgesperrt war, und die Ratten noch nie erlebt, den andere Teil (Teil B). Wenn die Ratten schließlich Teil B des Labyrinths sah, entdeckt die Experimentatoren, dass einige Ort-Zell-Aktivität gesehen in der Ruhezeit, bevor Teil B je offenbart wurde, tatsächlich das Muster der Aktivität gesehen vorhergesagt, wenn die Ratte Teil B des Labyrinths erkunden konnte.

Dieses Phänomen nennt man hippocampal Preplay und deutet darauf hin, dass der Hippocampus nicht nur räumliche Ereignisse wiedergeben ist, die es vor (Speicher) erlebt hatte, die scheint aber auch, mögliche Szenarien zu spielen, die irgendwann in der Zukunft (Fantasie) auftreten könnten. Diese hippocampal preplay Ereignisse beruhen auf Kenntnissen der aktuellen Umgebung und bilden einen Rahmen für künftige neuralen Signale repräsentieren diese zukünftige Ereignisse.

Vorstellung, dass Übung

Nun, wissen wir nicht, wenn die Ratten sitzen dort vorstellen, den schönen tropischen Strand, der möglicherweise auf der anderen Seite des blockierten Arm auf das Labyrinth, aber das Muster der neuronalen Aktivität schlägt vor, dass einige dieser zukünftigen Möglichkeiten in das Muster der normalen hippocampal Aktivität gesehen werden. Dieses Phänomen ist vergleichbar mit den Daten zeigt die wichtige Rolle der menschlichen Hippocampus in Zukunft denken und Phantasie.

Wie verhält sich dies zu meiner Beobachtung, die meine Phantasie und Kreativität schien, zusammen mit meinem erhöhten Übung Regime zu verbessern? Wenn Übung meine hippocampale Neurogenese verbessert, könnte es nicht nur meine Memory-Funktion (Vergangenheit denken), sondern auch meine Vorstellungskraft (Zukunftsdenken) verbessert. Dies ist eine faszinierende Möglichkeit, die nicht, meines Wissens je getestet wurde bei Menschen, sondern ist eine der Fragen, die wir in meinem Labor untersuchen.

Was ist die erstaunliche Wahrheit über Übung? Aktuelle neurowissenschaftliche Forschung deutet darauf hin, dass es möglicherweise noch tiefer und tiefer kognitive Effekte als auch die optimistischsten Artikel lesen Sie in der Boulevardpresse.

Neue Untersuchungen zeigen, dass Bewegung nicht nur Ihre Stimmung, Aufmerksamkeit und Gedächtnis verbessert, sondern auch Ihre Kreativität steigern könnte, durch die Stärkung Ihrer Fähigkeit, die Zukunft auf neue und spannende Art und Weise vorzustellen – ein großer Motivator, um ins Fitnessstudio zu erhalten.

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