Veranderingen in de hersenen kunnen verklaren waarom lichaamsbeweging autisme bij muizen verlicht
Oefening lijkt de hersenen te veranderen op manieren die enkele kenmerken van autisme bij muizen kunnen verminderen.
Bij muizen die zijn gefokt om autismespectrumstoornis (ASS) te modelleren, ontdekten wetenschappers van de Universiteit van Tokio in Japan dat lichaamsbeweging de verwijdering van overtollige verbindingen in hersencircuits en verminderde autisme-achtig gedrag stimuleerde.
In een Celrapporten papier over hun werk, leggen ze uit hoe ze aantoonden dat "vrijwillig wielrennen de afwijkingen in gezelligheid, repetitiviteit en angst verbetert" bij ASS-muizen.
De bevindingen versterken het idee dat het mogelijk is om een aantal gedragskenmerken van ASS om te keren.
Senior studie auteur Ryuta Koyama, een universitair hoofddocent aan de Graduate School of Pharmaceutical Sciences aan de Universiteit van Tokio, wijst erop dat ze de muizen niet dwongen om te oefenen; het vrijwillige karakter van de fysieke activiteit was een belangrijk kenmerk van de studie.
Bovendien hebben de onderzoekers geen verschillende soorten lichaamsbeweging onderzocht en suggereren ze niet dat mensen nu lichaamsbeweging moeten gaan gebruiken als behandeling voor ASS.
"Als kinderen geïnteresseerd zijn", zegt Koyama, "moeten ze worden aangemoedigd om elke oefening te doen die ze willen, maar dit onderzoek onthult niet hoe verschillende activiteiten de hersenen van kinderen met ASS kunnen beïnvloeden."
ASS, hersenconnectiviteit en lichaamsbeweging
ASD omvat een breed scala aan subtypen die in verschillende mate enkele gemeenschappelijke kenmerken delen. Deze kenmerken omvatten repetitief gedrag en problemen met verbale en non-verbale communicatie en sociale interactie.
Geen twee personen in het autismespectrum zullen dezelfde combinatie of graad van symptomen hebben. Elk zal een uniek cluster van uitdagingen en sterke punten bezitten. Sommige mensen met ASS kunnen zelfstandig leven, terwijl anderen veel hulp nodig hebben bij het dagelijks leven.
Volgens de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) heeft ongeveer 1 op de 59 kinderen in de Verenigde Staten ASS, waarbij jongens vier keer meer kans hebben dan meisjes.
Overtollige verbindingen tussen zenuwcellen of neuronen in de hersenen is een kenmerk van ASS.
De hersenen verwijderen van nature overtollige verbindingen tussen neuronen tijdens de kindertijd. Kinderen met ASS krijgen echter een overschot.
Een schat aan onderzoek heeft aangetoond dat fysieke activiteit kan leiden tot aanzienlijke hersenveranderingen bij gezonde mensen en zelfs een deel van de hersendegeneratie die gepaard gaat met veroudering kan vertragen.
Wetenschappers die kleine onderzoeken met kinderen met ASS uitvoeren, hebben ook opgemerkt dat lichaamsbeweging repetitief gedrag en moeilijkheden met sociale interactie lijkt te verminderen.
Meer recentelijk ontdekten onderzoekers dat verbindingen in hersencircuits langer aanhouden bij mensen met ASS dan bij mensen zonder de stoornis. Ook lijkt de ernst van de symptomen toe te nemen in overeenstemming met de duur van de verbinding.
Oefening en verwijdering van zwakke verbindingen
De nieuwe studie uit Japan suggereert nu dat door het verwijderen van overtollige verbindingen op gang te brengen, lichaamsbeweging enige "fijnafstelling" van de hersenen bij ASS zou kunnen bevorderen.
Speculerend op de resultaten die ze vonden in de ASS-muizen, suggereert Koyama dat: "Oefening waarschijnlijk het contrast tussen actieve en inactieve neuronale verbindingen heeft vergroot, zodat de zwakke gemakkelijker kunnen worden verwijderd."
Muizen die als model voor ASS zijn gefokt, hebben veel van de blijvende kenmerken van de aandoening. Ze hebben bijvoorbeeld niet zoveel interactie met muizen die ze nog niet eerder hebben ontmoet, en ze houden zich bezig met herhaalde verzorging. Ze vertonen ook tekenen van angst, zoals het vertragen van het eten van hun voedsel wanneer ze zich in een nieuwe omgeving bevinden.
Voor de nieuwe studie plaatste het team loopwielen in de kooien van 4 weken oude muizen met ASS. Ze observeerden ze vervolgens totdat de muizen op de leeftijd van 8 weken volwassen waren.
Koyama zegt dat sommige muizen "zeer intensief trainden", terwijl anderen "slechts een klein beetje trainden".
Het team ontdekte dat na slechts 30 dagen het gedrag van ASD-muizen die hadden geoefend vergelijkbaar was met dat van gezonde muizen zonder ASS.
De onderzoekers onderzochten vervolgens de hersenen van de muizen met ASS. Ze besteedden bijzondere aandacht aan specifieke structuren in de hippocampus, een gebied dat belangrijk is voor het geheugen en het aanmaken van nieuwe zenuwcellen in de volwassen hersenen.
Ze vonden bewijs dat microglia, immuuncellen die dode cellen en ander afvalmateriaal in de hersenen verwijderen, de minder actieve verbindingen tussen zenuwcellen hadden geëlimineerd terwijl de actieve cellen intact bleven.
Om aan te tonen dat het de microglia waren die aan het snoeien waren, testte het team vervolgens het effect van het voorkomen van microglia-activiteit bij onvolgroeide muizen zonder ASS. Na slechts 5 dagen zonder microglia-activiteit was de dichtheid van hersenverbindingen anders dan die van muizen met intacte microglia-activiteit.
"Vrijwillige lichaamsbeweging kan een veilige, drugsvrije manier zijn om de algehele gezondheid te verbeteren, en nu hebben we een beter begrip van hoe lichaamsbeweging de hersenstructuur bij ASS positief kan veranderen."
Ryuta Koyama
