Hjernen og motion: I sygdom og sundhed

Udgivet: 25. marts 2022

Forfattere

Mohammad Amine Reslan, Maha Tabet, Yara Yehya, Abdullah Shaito, Firas Kobeissy

Hjernen består, ligesom alle andre organer i kroppen, af forskellige typer af celler. Nerveceller, kaldet neuroner, er de vigtigste celler i hjernen. Deres vigtigste funktion er at overføre beskeder og ordrer til og fra kroppens organer. Neuroner kommunikerer med hinanden og med andre celler gennem forbindelser, der ligner elektriske ledninger. I løbet af en persons liv ombygger neuronerne deres forbindelser, så de bliver svagere eller stærkere. Denne ombygning er kendt som hjernens neuroplasticitet, som betyder “evnen til at tilpasse sig eller ændre sig”. Neuroplasticitet påvirkes af flere faktorer. For eksempel kan fysisk aktivitet som motion omforme hjernen til det bedre ved at forbedre hukommelse og opmærksomhed. Disse ændringer kan forbedre akademiske præstationer og beskytte folk mod visse hjernesygdomme. Dette er blot nogle få grunde til, at vi alle bør motionere oftere.

Hjernen: Kroppens kommandocentral

Hvis man tænker over det, er det fascinerende, hvordan en klæbrig klump, kendt som hjernen, tilfældigvis er det mest komplekse organ i kroppen. Hjernen kontrollerer aktiviteten i næsten alle andre organer. Men hjernen har ikke altid været betragtet som centrum for tanke og intelligens. For eksempel foretrak de gamle egyptere at bevare mumiernes hjerter i stedet for hjernerne. De troede, at hjertet var intelligensens organ og kroppens motor. I dag ved forskerne bedre, og de arbejder døgnet rundt på at udforske hjernens mange vidundere. På trods af deres kontinuerlige indsats er der stadig så meget, vi ikke ved om hjernen! Hvad ved vi om hjernen? Vi ved, at hjernen er blød og skrøbelig, og at den derfor er beskyttet af tre membraner og et stærkt, knoglet kranium. Hjernen er opdelt i tre hoveddele: storhjernen, lillehjernen og hjernestammen (figur 1).

Figur 1: Hjernen har 3 hoveddele. Storhjernen, lillehjernen og hjernestammen. Lillehjernen er opdelt i to halvkugler. Hver hemisfære består af fem lapper. Fire af de fem lapper er vist på figuren, mens den femte lap ligger dybt under overfladen og ikke er vist på denne figur. Lillehjernen er fastgjort til storhjernens basis, og hjernestammen, der ligner en stilk, forbinder storhjernen med rygmarven. Hjernen består af celler kaldet nerveceller eller neuroner, som har forlængelser kaldet aksoner og dendritter, der hjælper dem med at kommunikere med hinanden og med kroppens organer.

Storhjernen er den største og mest synlige del af hjernen. Den er opdelt i to halvdele, kaldet venstre og højre hjernehalvdel. Hver halvkugle består af fem lapper. Hver lap indeholder forskellige områder, der er ansvarlige for specifikke funktioner. For eksempel indeholder en lap de hjerneområder, der er ansvarlige for intentionelle bevægelser, mens en anden lap indeholder de områder, der er ansvarlige for følesansen. Det er vigtigt at forstå, at disse forskellige lapper kommunikerer med hinanden for at organisere og koordinere vores adfærd.  lillehjernen kaldes nogle gange “den lille hjerne”. Hos mennesker er den mindre end storhjernen og findes i bunden af hjernen. Lillehjernen håndterer mange hjernefunktioner, såsom planlægning af bevægelser og justering af kropsholdning. Man kan let kende lillehjernen på dens folder, der ligner aflange bånd. Endelig er der hjernestammen forbinder hjernen med resten af nervesystemet. Hjernestammen spiller en vigtig rolle i styringen af hjertet og åndedrættet.

Når man ser på disse større strukturer, ser forskellige menneskers hjerner ud til at være ens, men vi kan se mange forskelle, når vi “zoomer ind” på folks hjerner. Det skyldes, at hjernens celler, kaldet neuroner neuronerne omformer konstant deres forbindelser med hinanden. Neuroner har aflange forlængelser kaldet aksoner og dendritter, som gør det muligt for dem at kommunikere (figur 1). Neuroner er forbundet forskelligt i forskellige hjerner. Tænk på det på denne måde: Hvis to eller flere neuroner ikke har nogen grund til at tale med hinanden, vil de ikke være motiverede til at holde kontakten. På den anden side kan nogle neuroner blive nære venner og etablere stærke forbindelser med hinanden, når de motiveres af bestemte signaler, for eksempel når du er ved at lære en ny sport. Den konstante ændring i relationerne mellem neuroner er vigtig, fordi den gør det muligt for hjernen at lære, tilpasse sig og lagre minder. Ændringen i forbindelserne mellem neuroner over tid er en proces, som forskere kalder neuroplasticitet [1].

“Neuro” + “plastik” = neuroplasticitet

Når vi siger, at neuroner er af plastik, mener vi ikke den plastik, der forurener vores planet! Plastik kan også bruges som et adjektiv og betyde noget, der let kan formes og støbes. Neuroplasticitet indikerer, at hjernecellerne altid bliver omformet og ombygget. Nogle neuroner har tendens til at styrke deres forbindelser, mens andre svækker visse forbindelser med andre celler. Når vi lærer ny information eller dyrker nye hobbyer, frigiver de involverede neuroner kemikalier, der styrker og forlænger deres forbindelser. Disse kemikalier fremmer således neuroplasticitet og hjælper hjernecellerne med at forbinde sig, så vi lærer mere effektivt (figur 2).

Figur 2: Motion gavner hjernen på flere vigtige måder. En sund hjerne med mange stærke forbindelser mellem neuronerne kan hjælpe dig i skolen og i din fremtidige karriere.

De signaler, som neuronerne modtager udefra, dikterer, hvilke andre neuroner de skal kommunikere med. Lad os se på et eksempel for at illustrere det. Forestil dig, at du er ved at lære at spille tennis for første gang. Hver gang du træner, er et hold af neuroner, der er samlet fra de forskellige lapper i hjernen, ansvarlige for din aktivitet. Disse neuroner forsøger at kommunikere med hinanden på den mest effektive måde, så du bliver bedre til tennis. Kommunikationen mellem dette hold af neuroner gøres mere effektiv ved enten at udvide nye forbindelser mod hinanden eller ved at øge de eksisterende forbindelser. Hvis du beslutter dig for at holde op med at træne tennis, bliver kommunikationen mellem teammedlemmerne svagere, og du begynder at miste de færdigheder, du har tilegnet dig [1].

Hjernen har brug for at blive stimuleret hele tiden! Stimulering tilskynder neuronerne til at skabe nye forbindelser og slutte sig til nye hold. Denne omformning af hjernen gør det muligt for en person at lære nye ting. Stimulering af hjernen kan ske gennem mentale aktiviteter og gennem fysiske aktiviteter. En kombination af begge er endnu bedre til at omforme hjernen! En inaktiv hjerne, der ikke motionerer, bliver langsom og doven. Så du bør forsøge at stimulere din hjerne så ofte som muligt (figur 3)!

Figur 3: (A) Hvis hjernen ikke bliver stimuleret, bliver den doven og træg. (B) Regelmæssig aerob træning kan give hjernen et boost.

Træn og bliv klogere: Hjernen og sport er nære allierede!

Forskere har i lang tid studeret de positive virkninger af motion på kroppen og hjernen. Desværre udfører de fleste mennesker mellem 11 og 17 år ikke den anbefalede mængde fysisk aktivitet. Så hvis du har sprunget dine fysiske træningssessioner over, er her endnu en grund til, at du ikke skal gøre det.

I ungdomsårene gennemgår hjernen en betydelig modningsproces. Livsstilsfaktorer, såsom fysisk aktivitet, har stor indflydelse på hjernens modningsproces. Som vi nævnte tidligere, danner neuroner stærke forbindelser, når de bliver opmuntret til det … og fysisk aktivitet er en fremragende opmuntring! Når mange neuroner tilskyndes til at danne nye forbindelser eller ændre deres eksisterende forbindelser, kan hele områder af hjernen blive ændret. For eksempel er det hjerneområde, der er ansvarligt for hukommelsen, ofte større og mere udviklet hos unge, der dyrker regelmæssig motion. Personer, der træner regelmæssigt, har også et større antal aktive neuroner i hukommelsesområdet, når de udfører opgaver, der involverer hukommelse, såsom at huske en liste med tilfældige ord. Unge, der er i dårligere form, skal måske bruge meget mere hjerneenergi for at udføre den samme opgave.

Desuden har forskere fundet en positiv sammenhæng mellem fysisk aktivitet og akademisk præstation. De opdagede, at studerende, der motionerede mere, havde højere karakterer end dem, der ikke gjorde. Forskere har også bemærket, at fysisk træning øger visse mentale evner som opmærksomhed, planlægning og problemløsning. Disse vigtige mentale evner kan hjælpe dig med at præstere bedre i skolen og vil hjælpe dig i enhver fremtidig karriere. Dette er endnu en grund til, at du bør gribe chancen for at styrke din hjerne ved at træne, når du har mulighed for det [2]! En livsstil med et lavt niveau af fysisk aktivitet kan faktisk forårsage et fald i mentale evner og akademiske præstationer hos både børn og unge [3].

Så hvilke fysiske øvelser kan øge hjerneaktiviteten? Svaret er aerob træning. Aerob træning omfatter enhver aktivitet, der stimulerer hjertet og øger mængden af ilt i blodet, såsom løb, svømning, jogging, cykling, dans, vandreture, sjippetov, kickboksning eller noget andet, du kan komme i tanke om, der får dit hjerte til at pumpe!

Motion kan være neurobeskyttende

Ud over de tidligere nævnte fordele kan motion også beskytte os mod sygdomme i hjernen, der får neuronerne til at dø. Disse er kendt som neurodegenerative sygdomme. Alzheimers sygdom er en velkendt neurodegenerativ sygdom, der gør det svært for folk at huske selv de mest basale ting, som f.eks. hvordan man tager tøj på. Aerob træning kan faktisk forsinke denne nedgang i hjernens ydeevne hos mennesker med Alzheimers sygdom [4]. Motion kan også hjælpe hjernen med at komme sig efter et slagtilfælde. Et slagtilfælde kan opstå, når blodtilførslen til hjernen afbrydes. Motion kan hjælpe slagtilfælde-skadede hjerner med at blive raske igen. Undersøgelser har også vist, at motion er gavnligt efter traumatiske hjerneskader. Traumatisk hjerneskade er betegnelsen for skader, der opstår i hjernen på grund af en ydre kraft, som f.eks. et hårdt slag mod hovedet. Undersøgelser har vist, at motion forbedrer indlæringen efter hjerneskader. Men fysisk aktivitet efter en hjerneskade bør ske gradvist og efter lægens anvisninger for at undgå yderligere skader. Jo mere alvorlig hjerneskaden er, jo længere tid skal der gå, før man kommer ud på legepladsen igen [5].

Den nederste linje

Nu ved du, at motion ikke kun kan gavne din krop, men også din hjerne. Fysisk aktivitet fremmer en sund hjerne ved at forstærke processen med neuroplasticitet. Faktisk kan fysisk aktivitet styrke de eksisterende forbindelser mellem neuroner og samtidig hjælpe med at tilføje nye forbindelser mellem dem. På den måde kan motion forbedre hukommelsen og de akademiske præstationer; med den ekstra bonus, at det bremser neurodegenerative sygdomme og hjælper hjernen til at hele bedre efter skader. Så næste gang du ikke har lyst til at gå til gymnastik eller beslutter dig for at springe træningen over, så prøv at huske på, at gode ting kommer til dem, der sveder!

Ordliste

Cerebrum: Den største del af hjernen; den består af højre og venstre hjernehalvdel.

Lillehjernen: Også kendt som den lille hjerne, den er normalt mindre end storhjernen. Den er fastgjort i bunden af hjernen.

Hjernestammen: Den del af hjernen, der ligner en stilk eller en stamme. Den forbinder storhjernen med rygmarven.

Nervesystemet: Det system, der organiserer kroppens handlinger og sanser ved at sende signaler fra kroppen til hjernen og vice versa.

Neuroner: Nerveceller, som er de vigtigste celler i nervesystemet. Neuroner har lange udløbere kaldet dendritter og axoner, som hjælper dem med at kommunikere med hinanden.

Neuroplasticitet: En proces, der gør det muligt for hjernen at blive omformet og remodelleret over tid. Det involverer ændringer i forbindelserne mellem forskellige neuroner.

Aerob træning: En form for træning, hvor hjertet stimuleres, og kroppen bruger mere ilt end normalt.

Neurodegenerative sygdomme: En sygdom, der påvirker nervesystemet og normalt forårsager nervecellernes død. Eksempler er Alzheimers sygdom og Parkinsons sygdom.

Information om artiklen

Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.

[1] Nolte J. 2009. Den menneskelige hjerne: En introduktion til dens funktionelle anatomi. Philadelphia, PA: Mosby; Elsevier.

[2] Herting MM. og Chu X. 2017. Motion, kognition og den unge hjerne. Birth Defects Res. 109:1672-9. doi: 10.1002/bdr2.1178

[3] Chaddock L, Pontifex MB, Hillman CH og Kramer AF. 2011. En gennemgang af forholdet mellem aerob fitness og fysisk aktivitet og hjernens struktur og funktion hos børn. J. Int. Neuropsychol. Soc. 17:975-85. doi: 10.1017/S1355617711000567

[4] Panza GA, Taylor BA, MacDonald HV, Johnson BT, Zaleski AL, Livingston J, et al. 2018. Kan motion forbedre kognitive symptomer på Alzheimers sygdom? J. Am. Geriatr. Soc. 66:487-95. doi: 10.1111/jgs.15241

[5] Griesbach GS. Træning efter traumatisk hjerneskade: er det et tveægget sværd? PM R. 3(6 Suppl. 1): S64-S72. doi: 10.1016/j.pmrj.2011.02.008

Reslan MA, Tabet M, Yehya Y, Shaito A og Kobeissy F (2022) The Brain And Exercise: In Sickness And In Health. Forsiden. Young Minds. 10:632277. doi: 10.3389/frym.2022.632277
Robert Knight
Indsendt: 22. november 2020; Accepteret: 4. marts 2022; Offentliggjort online: 25. marts 2022.
Copyright © 2022 Reslan, Tabet, Yehya, Shaito og Kobeissy

Læs videre

Du ser bolden flyve mod dig, kun en halv meter væk. Du sprinter for at gribe den, mens du pumper dine ben så hårdt, du kan. Du griber bolden og holder fast i den med fingrene. Så hører du pludselig din mors stemme kalde på dig. Det går op for dig, at det er tid til aftensmad, så du skynder dig hjem igen. Hvordan kan alt dette ske? Du ved selvfølgelig, at din hjerne styrer din krop, men hvordan ved den, hvad dine øjne ser, eller hvordan får den dine ben til at løbe? Din hjerne består af milliarder af celler, der kaldes neuroner. Dine neuroner bærer information i form af elektriske impulser. Neuronerne kommunikerer med hinanden og resten af din krop ved særlige mødepunkter, der kaldes synapser.

Vores hjerner er som utroligt komplekse puslespil med milliarder af brikker, der har vokset og udviklet sig, siden før vi blev født. Men vidste du, at små, hårlignende strukturer på vores celler kaldet primære cilier spiller en stor rolle i denne proces? Primære cilier fungerer som antenner, der hjælper vores hjerneceller med at kommunikere, rejse og endda opbygge forbindelser ved at styre samlingen af dette store puslespil. Men når de primære fimrehår ikke kan dannes ordentligt eller ikke kan fungere problemfrit, kan det påvirke udviklingen af mange organer, herunder hjernen. Forskere har fundet ud af, at kortere eller færre primære cilier er forbundet med tilstande, der kan påvirke hjernens udvikling, herunder en gruppe lidelser, der kaldes ciliopatier. Ved at forstå betydningen af primære cilier kan vi finde ud af mere om hjernens udvikling og den rolle, cilier spiller i samlingen af dette store puslespil.

Som mennesker kan vi bruge ord som “sulten” og “mæt” til at kommunikere, hvornår vi har brug for at spise i løbet af dagen. Men mus, som ofte bruges til at studere spiseadfærd i laboratoriet, kan ikke fortælle os, hvad de føler. Vi trænede mus til at fortælle os, om de var sultne eller mætte. Derefter tændte og slukkede vi for bestemte celler i et hjerneområde kaldet hypothalamus for at se, om disse specifikke celletyper kunne få en mus til at føle sig sulten eller mæt. Vores forskning viste, at når vi tændte for bestemte hjerneceller i et område kaldet hypothalamus’ bueformede kerne, fik det musene til at rapportere, at de var sultne, selv om de lige havde spist, og deres maver burde føles fyldte. Disse resultater giver os et fingerpeg om, hvordan hjernen arbejder med at kontrollere sult.

Nogle gange kan børn ikke bo hos deres biologiske (biologiske) forældre. Det kan være, fordi forældrene er syge eller ude af stand til at tage sig af deres børn på grund af de udfordringer, forældrene står over for. I sådanne tilfælde kan plejefamilier træde til og hjælpe. En plejefamilie er som en anden familie, hvor børn kan bo midlertidigt, eller indtil de bliver voksne. Plejeforældrenes opgaver er de samme som alle andre forældres: De leger med børnene, tilbyder følelsesmæssig støtte, hjælper med lektier, sørger for mad og drikke, og sørger for et trygt hjemmemiljø. Ikke desto mindre er det en stor forandring at flytte til en ny familie, og det kan være en udfordring. Nogle børn kan være vrede eller kede af det, have svært ved at stole på nye mennesker eller have oplevet slemme ting. Det vigtigste er dog, at børn og plejeforældre ikke er alene i disse situationer. Der er et stort team, kaldet familieplejesystemet, som sørger for, at børn og forældre har det bedst muligt.

Tak for din tilmelding.

Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.

Med venlig hilsen
MiLife