Trainingseuphorie, Dopamin und kognitive Leistungsfähigkeit

Die neuromodulatorische Rolle von Dopamin bei der Verbesserung der Reaktionszeit durch akute Herz-Kreislauf-Belastung

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Menschen fühlen sich nach einem tollen Training oft wacher und intelligenter, und Dopamin könnte der Grund dafür sein.

Eine kleine neue Studie britischer und japanischer Forscher ergab, dass Männer während des Trainings höhere Mengen des Neurotransmitters im Gehirn freisetzen. Dies wiederum scheine mit einer besseren Leistung bei Denktests zusammenzuhängen, sagten die Forscher.

„Diese neuesten Erkenntnisse stützen unsere frühere Theorie, dass die kognitive Leistung während des Trainings durch Veränderungen der regulatorischen Hormone des Gehirns, einschließlich Dopamin, beeinflusst wird“, sagte der Co-Autor der Studie, Dr. Joe Costell von der School of Science. Sport, Gesundheit und Bewegung an der University of Portsmouth, England.

Die Ergebnisse wurden kürzlich im Journal of Physiology veröffentlicht .

In der Studie ließen Costello und das Team seiner Kollegen 52 Männer an drei separaten Experimenten teilnehmen. Während der Experimente wurde die Gehirnaktivität aller Teilnehmer mit hochentwickelter PET-Bildgebung überwacht.

1. In einem Test wurden Männer gebeten, im Liegen geistig anspruchsvolle Aufgaben beim Fahrradfahren zu bearbeiten.
    
2. Im zweiten Experiment erledigten die Männer die gleichen Aufgaben, erhielten jedoch diesmal „elektrische Muskelstimulation “ statt Training.
    
3. Im dritten Experiment erledigten sie mentale Aufgaben, während sie trainierten und elektrische Muskelstimulation erhielten.

Basierend auf PET-Scandaten stellte Costellos Gruppe einen Anstieg der Dopaminausschüttung im Gehirn fest, während die Männer aktiv trainierten, was als „freiwilliges“ Training bekannt ist .

Dieser Anstieg des Dopamins hing mit Verbesserungen bei der Ausführung geistiger Aufgaben zusammen.

Ein solcher Effekt wurde nicht beobachtet, wenn die Muskeln einfach elektrisch stimuliert wurden, was als „unfreiwillige“ Übung bekannt ist .

„Wir wollten während eines Teils der Studie willkürliche Muskelbewegungen eliminieren, um zu sehen, ob der Prozess, bei dem akutes Training die kognitive Leistung verbessert, auch bei künstlichem Training vorhanden ist “, erklärte der Hauptautor der Studie, Soichi Ando, ​​in einer Erklärung. von Portsmouth University Press.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Übungen auf der Grundlage zentraler Signale des Gehirns und nicht nur des Muskels selbst durchgeführt werden sollten“, sagte Ando. Er ist außerordentlicher Professor am Labor für Gesundheits- und Sportwissenschaften der Japan Electrocommunications University.

„Das deutet darauf hin, dass es der Prozess ist, der die Freisetzung von Dopamin im Gehirn unterstützt, wenn wir unserem zentralen Befehl mitteilen, unseren Körper während des Trainings zu bewegen“, fügte Ando hinzu.

Costello betonte, dass die Ausschüttung von Dopamin wahrscheinlich nicht der einzige Faktor sei, der Bewegung so gut mache, um fit zu bleiben. „Es könnte auch eine Reihe anderer psychophysiologischer Faktoren geben, darunter Gehirndurchblutung, Erregung und Motivation, die eine Rolle spielen“, sagte sie.

Das Fazit lautet laut Costello: „Diese Ergebnisse stützen zunehmende Beweise dafür, dass die Verschreibung von körperlicher Betätigung eine praktikable Therapie für eine Reihe von Gesundheitszuständen über die gesamte Lebensspanne darstellt.“

Diskussion

Erhöhte körperliche Aktivität mildert den altersbedingten Verlust von Dopamin (DA) und die Verfügbarkeit von DA-Rezeptoren ist mit körperlicher Aktivität und dem aeroben Fitnessniveau verbunden. Diese Ergebnisse unterstreichen den Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität und dopaminergen Systemen. In der vorliegenden Studie zeigen wir, dass akutes Training zu einer endogenen Freisetzung von Dopamin (DA) im Gehirn führt .

Wichtig ist, dass die Verbesserung der Reaktionszeit (RT) mit der endogenen Dopamin (DA)-Freisetzung korrelierte, die durch akutes Training induziert wurde. Es wurde vorgeschlagen, dass die Beziehung zwischen dem Grad der durch körperliche Betätigung verursachten Erregung und der kognitiven Leistung umgekehrt U-förmig ist. Interessanterweise wird auch davon ausgegangen, dass die Beziehung zwischen dem DA-System und der kognitiven Leistung umgekehrt U-förmig ist, wobei übermäßige und unzureichende DA-Werte die kognitive Leistung beeinträchtigen. Tatsächlich wurde in Primatenstudien berichtet, dass zu viel oder zu wenig Dopamin (DA) das Signal-Rausch- Verhältnis schwächt . Daher ist es wahrscheinlich, dass akutes Training, zumindest mit der Intensität und Dauer des in der aktuellen Studie verwendeten, endogenes Dopamin (DA) auf ein optimales Niveau freisetzt und dadurch die Reaktionszeitleistung (RT) verbessert.

Unsere neuen Erkenntnisse erweitern unser mechanistisches Verständnis der Neuromodulation im menschlichen Gehirn nach akuter körperlicher Betätigung und insbesondere auf ein umfassenderes Verständnis der Bedeutung von Dopaminsystemen für die kognitive Funktion mit weitreichenden Auswirkungen auf die Förderung der kognitiven Gesundheit und neuropsychiatrischer Erkrankungen.

Die aktuellen Erkenntnisse dürften auch zur Verschreibung von körperlicher Betätigung bei neurologischen Erkrankungen beitragen, da dopaminerge Systeme für die Ätiologie neurologischer Verhaltensstörungen, einschließlich der Parkinson-Krankheit, der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung und der Schizophrenie, wichtig sind.

Obwohl eine frühere Studie die durch Dopamin (DA) vermittelte kognitive Verbesserung nach körperlicher Betätigung nur teilweise unterstützte (Jonasson et al., 2019), gibt es vielversprechende Hinweise darauf, dass körperliche Betätigung bei Patienten mit Parkinson im Frühstadium zu Neuroplastizität in der dopaminergen Signalübertragung führt Krankheit (Fisher et al., 2013) und Methamphetaminkonsumenten (Robertson et al., 2016).

Weitere Studien sind dringend erforderlich, um vollständig zu verstehen, wie die endogene DA-Freisetzung mit der Förderung der kognitiven Gesundheit nach einem Trainingseingriff zusammenhängt.