Motion styrker hjernen

Transkript

1 Henning Kirk MOTION 917 Motion styrker hjernen Fysisk aktivitet vigtig for ældres kognitive funktioner Endnu en god grund til at holde sig fysisk i god form! Artiklen gennemgår på pædagogisk vis, hvordan fysisk fitness og kognitiv fitness hører sammen. Det gælder således både»hjernegymnastik«og fysisk træning. Og heldigvis det er aldrig for sent at starte! Selv om hjernen vil have godt af livslang aktivitet, kan selv demente have effekt. Det lyder som almindelig sund fornuft, at der er en positiv sammenhæng mellem hjernefunktion og fysisk form.»en sund sjæl i et sund legeme«er en gammel talemåde (fra den romerske satiriker Juvenal), der sammenfatter sådanne tanker. På den baggrund er det bemærkelsesværdigt, at forskningen kun har interesseret sig for sammenhængen i få år. Måske er forklaringen bl.a., at vi i vores kultur har haft tradition for at skelne mellem hovedet/hjernen og»kroppen«. Hjernen er ikke, på samme måde som andre organer, blevet betragtet som en del af kroppen. Den forskningsmæssige interesse for motion og hjerne falder i tre områder: 1) Børn, udvikling og læring, 2) psykiatri og 3) aldring og kognitiv funktion. Denne artikel fokuserer primært på sidstnævnte område. biografi: Speciallæge i samfundsmedicin, tidligere leder af Gerontologisk Institut, nu selvstændigt virkende som forfatter og seniorkonsulent. Har skrevet en række bøger om aldring, sundhed og forebyggelse, bl.a.»hjernen bag erfaring«(2004) og»huskebogen, Hjerneøkonomi og god hukommelse«(2005). forfatters adresse: Mosegård Park 73, 3500 Værløse. kirk@dadlnet.dk Aldring, sygdom eller inaktivitet? De sidste år er der publiceret et meget stort antal undersøgelser om aldersrelaterede ændringer i kognitiv funktion. Med kognitiv funktion tænkes bredt på de hjerneprocesser, der er knyttet til bevidste tanker og handlinger, dvs. opmærksomhed, indlæring (indkodning), hukommelse (lagring + genkaldelse/gengivelse) og problemløsning. Det har imidlertid været et problem, at undersøgelserne oftest har været designet på en måde, hvor det var indforstået, at kognitive forringelser kunne forklares alene ud fra alderen. Dette afspejles bl.a. i det

2 918 faktum, at resultater af kognitive test ved længdesnitsundersøgelser udviser meget store spredninger med alderen. Dette er bl.a. vist for IK-værdier hos 80-årige i danske befolkningsstudier (1). Når vi konstaterer forskelle i færdigheder mellem unge og ældre, er vi tilbøjelige til umiddelbart at bruge alderen som forklaring. Vi kan selvfølgelig ikke komme uden om reelle biologiske aldersforandringer. Men det er vigtigt at være opmærksom på de mange muligheder, som ligger i modificerende og kompenserende livsstil. Her tænkes på kroppens funktioner i almindelighed og hjernens i særdeleshed. Fysisk fitness og kognitiv fitness Et voksende antal studier viser positiv sammenhæng mellem fysisk aktivitet/fysisk form og kognitiv funktion. Det er f.eks. vist i et meget omtalt amerikanske studie, hvor pensionerede sygeplejersker, der sørgede for mindst 1½ times ugentlig almindelig gang, udviste signifikant bedre resultater i kognitive test sammenlignet med dem, hvis niveau lå under 40 minutters gang om ugen (2). Styrken ved sådanne befolkningsstudier (i dette tilfælde med deltagelse af over individer) er kvantiteten. Problemet er imidlertid vurderingen af årsag og virkning. Det kunne jo tænkes, at kognitivt velfungerende individer er mere motiverede for fysisk aktivitet. Det er derfor tilfredsstillende, at der nu også foreligger resultater fra interventionsstudier, som i højere grad tillader konklusioner om det kausale. Et metastudie omfattende 18 interventionsstudier (publiceret i perioden ) med forskellige former for fysisk træning konkluderede, at fitnesstræning medfører en sikker og selektiv forbedring af kognitive funktioner (3). Det drejede sig især om funktioner knyttet til problemløsning, dvs. eksekutive hjerneprocesser. Mulige virkemekanismer Der er mange mellemregninger mellem muskelaktivitet og effekten på kognitive funktioner. Især når det gælder ældre mennesker, har interessen primært samlet sig om effekter, der formidles via forbedringer knyttet til hjerte-kar-funktioner. Dette er logisk i betragtning af den med alderen tiltagende sårbarhed af hjernens blodforsyning. De senere år har der dog været voksende fokus på muskelaktivitet og direkte effekter på nervevæv. Hertil kommer en række indirekte påvirkningsmuligheder via forbedringer af stresskontrol og søvn samt psykologiske effekter (f.eks. kropsbevidsthed mv.). cerebrovaskulære effekter Den voksne hjerne vejer kun ca. 2 pct. af den samlede kropsvægt. Men den forbruger (i hvile) ca. 20 pct. af kroppens samlede blodforsyning og ca. 25 pct. af iltomsætningen. Det er derfor ikke overraskende, at sy-

3 919 stemet med alderen bliver mere sårbart, især ved hjerte-kar-lidelser. Det er først og fremmest blodforsyningen til præfrontale cortex, der med alderen bliver en meget afgørende parameter for hjernekapacitet og kognitive funktioner. Fra dyreforsøg har det længe været kendt, at aerobtræning øger blodforsyningen til cerebrale cortex, ikke kun i den motoriske del af frontallapperne, men også i den præfrontale del. Men der er nu også gennemført spændende interventionsstudier hos mennesker til belysning af fysisk træning, kardiovaskulær fitness og effekten på kognitive funktioner. Det kan bl.a. vises, at en træningsinduceret forbedring af kardiovaskulær fitness kan øge kapaciteten af de kortikale områder (præfrontale og parietale cortex), der er afgørende for opmærksomhed ved opgaveløsning (4). I den kliniske praksis er det meget almindeligt at møde ældre personer, der er plaget af træthed (de er»faldet af på den«). I stedet for at bekræfte fordomme om, at»det nok er alderen«, vil det i mange tilfælde være oplagt at rette fokus mod kardiovaskulær fitness og muligheden for forbedringer, herunder ved hjælp af fysisk træning. virkninger på neuroner og netværk De senere år er man blevet opmærksom på, at fysisk aktivitet ikke kun forbedrer kognitive processer via stimulering af kredsløbet. Der sker også en direkte påvirkning af nervevæv. Påvirkningen er først og fremmest blevet lokaliseret til hippocampus, hvor der er påvist vækst af nerveforbindelser til cerebrale cortex parallelt med forbedringer i kognitive funktioner. Påvirkningen af hippocampus sker bl.a. ved, at der ved fysisk aktivitet frigøres et kemisk stof, BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor), i hjernen. Betydningen af BDNF ses af, at kemiske blokeringer af dette stof ved træningsforsøg hos dyr medfører manglende forbedringer af kognitive funktioner (5). Stimuleringen af hippocampus anses for en vigtig faktor i hjernens livslange plasticitet, både ved fysisk aktivitet og»hjernegymnastik«. Det har længe været kendt, at dyr, der befinder sig i bure med labyrinter, udvikler en større hippocampus, og det er nu også vist hos mennesker, der gennemgår konkrete læringsprocesser, eksempelvis taxichauffører på kursus i London (6). Indtil videre må det skønnes, at den gunstige påvirkning af hjernen ved fysisk aktivitet hos ældre først og fremmest skyldes cerebrovaskulære forbedringer. Effekten af kognitiv træning sker derimod overvejende gennem direkte opbyggende processer af nervevævet (7). Der er herved gode argumenter for at øge interessen for både fysisk og psykisk aktivitet hos ældre. andre virkemekanismer Det er sandsynligt, at fysisk aktivitet, ud over ad de ovenfor nævnte veje, også kan

4 920 forbedre de kognitive funktioner via en række indirekte effekter. Det er sandsynligt, at fysisk fitness medfører formindsket stresspåvirkning af hippocampus og præfrontale cortex. Dette anses bl.a. for en af forklaringerne på, at fysisk aktivitet virker forebyggende på depression (8) og demens (9). En anden virkemekanisme kan være forbedret søvnkvalitet, især REM-søvn. Meget taler for, at fysisk aktivitet forbedrer ældres søvn, og da især REM-søvn er vigtig for opbygning og vedligeholdelse af kognitive ressourcer, er det sandsynligt, at den fysiske trænings effekter på kognitionen også sker gennem forbedrede søvnvaner. Hertil kommer en række psykologiske virkemåder, som kan indgå blandt effekterne af fysisk træning. Forbedring af kropslige selvbilleder og bevidstheden om kroppen og dens funktioner kan skabe psykologiske forudsætninger for forbedret kognition. Sådanne mekanismer tænkes også at indgå i forklaringer på den forebyggende effekt af fysisk aktivitet på depression (8). For sent at starte? I lægepraksis kan man blive mødt med spørgsmål fra patienter af typen:»er jeg ikke blevet for gammel«og»er det ikke for sent at starte«. Hertil kan siges som det også gælder fysiske begrundelser for motion: der vil altid kunne opnås en gevinst i form af forbedring af kognitionen. Dette understreges af, at der nu er gennemført flere undersøgelser med fysisk træning af personer med kognitive svigt og med personer med diagnosticeret demenssygdom og påvist forbedring af kognitiv status. En metaanalyse af 30 randomiserede interventionsstudier viste således, at fysisk træning kan forbedre både kondition, fysisk funktionsevne, kognitive funktioner og psykosocial adfærd hos personer med kognitive svigt og hos personer med lettere demens (10). Kognitiv reserve Selv om det aldrig er for sent at starte, hverken med fysisk aktivitet eller hjernegymnastik, er der alligevel meget, der taler for, at hjernen har godt af livslang aktivitet på begge områder. Vi fødes med en skabelon af en hjerne, der formes efter. hvordan den bliver brugt. Når det gælder livet efter de 50, kan argumentationen forstærkes ved at vende problemstillingen: Jo højere alder, des større sårbarhed over for manglende fysisk og psykisk aktivitet. Der er store fordele ved at nærme sig pensionsalderen i både fysisk og kognitiv god stand, og her tæller også positive og negative effekter fra tidligere livsfaser. Man bruger i dag udtrykket»kognitiv reserve«for den viden og erfaring, som opbygges i løbet af livet, ressourcer som man kan trække på i alderdommen. For så vidt en banal konstatering men nu også en sam-

5 921 Psykologi Hjernebiologi Hjerneøkonomi Livslang læring: Overførsler hele livet af Kapitalanbringelse og portefølje. Opbygning af viden og data fra højre til venstre Arbejdsdeling og besparende erfaring. Lateralisering hemisfære samspil mellem hemisfærerne Livslang læring: Fortsat udbygning og Kapitalvækst og kapitalpleje Mønsterudvidelse af konsolidering af neurale viden og erfaring netværk Erfaring og rutine Overførsel af rutinefunktioner Udlicitering, rationalisering fra cortex til cerebellum m.v. mindre energi og større stabilitet Fortsat opbygning af Nydannelse af neuroner Kapitalvækst viden og erfaring fra stamceller Erfaring og brug af viden Rutine: Brug af etablerede Reducerede driftsudgifter netværk med mindre energiforbrug Brug af erfaring med Vedligeholdelse med beskæring Kapitalpleje og reduktion visdom: Prioritering, af neurale netværk af driftsomkostninger optimering og kompensering Tabel 1. Hjerneøkonomi: Hjernefunktioner med alderen, hvor biologiske og psykologiske processer karakteriseres med økonomiske metaforer. menhæng, som den nyere forskning inden for cognitive neuroscience forsøger at give struktur og indhold. Kognitiv reserve indgår bl.a. som en væsentlig forklaringsmodel i de studier, hvor man identificerer personer med ingen eller få kognitive svigt, selv om der ved scanning kan påvises tydelige tegn på Alzheimer-lignende forandringer. Kognitiv reserve og fysisk aktivitet Der foreligger megen dokumentation for betydningen af f.eks. uddannelse for kognitive ressourcer senere i livet. Men nu findes også resultater fra befolkningsstudier, hvor man har undersøgt sammenhænge mellem fysisk aktivitet i ungdommen og kognitive ressourcer i alderdommen. I et hollandsk studie af personer i aldersgruppen år fik man retrospektive oplysninger om omfanget af fysisk aktivitet hos disse individer, da de var i aldersgruppen år. Efter at have renset materialet for andre betydende faktorer, fandt man, at ældre mænd var hurtigere til at løse diverse problemopgaver, hvis de havde været fysisk aktive i ungdommen. Tilsvarende sammenhæng fandtes imidlertid ikke i kvindegruppen (11). Visdom og hjerneøkonomi Det er et paradoks, at forstanden i visse henseender fortsat kan vokse i løbet af voksenlivet selv om hjernen notorisk skrumper. Et»visdommens paradoks«, som bl.a. er beskrevet i den nyeste bog af den russisk-amerikanske neuropsykolog (og elev af Luria) E. Goldberg (12). Den voksende interesse for også at medtage fysisk aktivitet som en vigtig årsagsfaktor bag hjernens spændstighed i alderdommen vil utvivlsomt yderligere øge vores forståelse for visdommens paradoks.

6 922 Den modne og gamle hjernes evne til at kunne»få mere ud af mindre«kan måske bedre begribes, hvis de forskellige hjerneprocesser anskues evolutionært og med anvendelse af økonomiske metaforer. Hjernen har en evne til at»gøre tingene så billigt som muligt«, et aspekt som netop er vigtigt, når man studerer de kognitive muligheder i et aldringsperspektiv. Jeg har på den baggrund foreslået, at hjernens besparende og kompenserende processer beskrives og undersøges ud fra samlebetegnelsen»hjerneøkonomi«(13). Betegnelsen dækker over bl.a. de hjerneprocesser, der er opregnet i Tabel 1. Praktiske perspektiver De nye generationer af ældre tæller i stigende grad personer, som ikke kun er interesseret i konklusioner i forbindelse med sundhedsoplysning og -vejledning. De vil også have mellemregninger og forklaringer. Det er min erfaring, at der er voksende behov for mere præcise forklaringer på, og illustrationer af, hvad der foregår i hjernen. De mange tv-udsendelser med visning af scanningsbilleder mv. bidrager hertil. Der er ikke tvivl om, at forskningsbaserede forklaringer og illustrationer med fordel kan bruges i motiverende øjemed. Det er åbenlyst, når det drejer sig om aktive ældre, som er bevidst om f.eks. krydsord, sudoku mv. som hjernegymnastik. Og tilsvarende blandt idrætsbevidste ældre mennesker, som har personlig erfaring med, hvad motionen betyder for deres daglige energi, søvnvaner osv. Et større problem er gruppen af fysisk og mentalt svækkede ældre, der i stort tal kendes som patienter i almen praksis og i det øvrige sundhedsvæsen. For denne gruppe er det vigtigt at blive informeret om, at fysisk aktivitet ikke kun er godt for hjerte og lunger. Med den nye viden om motionens betydning for bevarelsen af de kognitive hjernefunktioner vil vi være bedre rustede til at klare de vanskelige opgaver med at motivere gruppen af svækkede ældre til øget fysisk aktivitet. Heldigvis er det en hjælp i de sværeste tilfælde, at lidt motion er bedre end ingen. Ellers er doseringen den af Sundhedsstyrelsen anbefalede: mindst en halv times daglig fysisk aktivitet på et niveau, hvor man bliver lidt forpustet. Interessekonflikter: ingen angivet. litteratur 1. Garde E, Mortensen EL, Krabbe K, Rostrup E, Larsson HB. Relation between age-related decline in intelligence and cerebral white-matter hyperintensities in healthy octogenarians: a longitudinal study. Lancet 2000; 356: Weuve J, Kang JH, Manson JE, Breteler MM, Ware JH, Grodstein F. Physical activity, including walking, and cognitive function in older women. JAMA 2004; 292: Colcombe S, Kramer AF. Fitness effects on the cognitive function of older adults: a meta-analytic study. Psychol Sci 2003; 14:

7 Colcombe SJ, Kramer AF, Erickson KI, Scalf P, McAuley E, Cohen NJ et al. Cardiovascular fitness, cortical plasticity, and aging. Proc Natl Acad Sci USA 2004; 101: Vaynman S, Ying Z, Gomez-Pinilla F. Hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition. Eur J Neurosci 2004; 20: Maguire EA, Gadian DG, Johnsrude IS, Good CD, Ashburner J, Frackowiak RS et al. Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proc Natl Acad Sci USA 2000; 97: Churchill JD, Galvez R, Colcombe S, Swain RA, Kramer AF, Greenough WT. Exercise, experience and the aging brain. Neurobiol Aging 2002; 23: Singh NA, Clements KM, Singh MAF. The efficacy of exercise as a long-term antidepressant in elderly subjects: a randomized, controlled trial. J Gerontology Med Sci 2001; 56A: M Larson EB, Wang L, Bowen JD, McCormick WC, Teri L, Crane P et al. Exercise is associated with reduced risk for incident dementia among persons 65 years of age and older. Ann Intern Med 2006; 144: Heyn P, Abreu BC, Ottenbacher KJ. The effects of exercise training on elderly persons with cognitive impairment and dementia: a meta-analysis. Arch Phys Rehabil 2004; 85: Dik M, Deeg DJ, Visser M, Jonker C. Early life physical activity and cognition at old age. J Clin Exp Neuropsychol 2003; 25: Goldberg E. Visdommens paradoks: sådan bliver du mentalt stærkere med alderen. København: Dansk Psykologisk Forlag, Kirk H. Huskebogen. Hjerneøkonomi og god hukommelse. København: Akademisk Forlag, 2005.