Trening omkobler hjernen – øker kroppens utholdenhet

Studien er publisert i tidsskriftet Neuron¹ og er omtalt i Nature News².

Trening styrker musklene - men det kan også bidra til å utvikle nevronene. Ifølge denne studien styrker gjentatte treningsøkter på en tredemølle ledningsnettet i hjernen på en mus, noe som gjør at visse nevroner aktiveres raskere. Denne "omkoblingen" var avgjørende for å forbedre musenes løpsutholdenhet.

Studien viser at hjernen – hos mus og antagelig også hos mennesker – er aktivt involvert i utviklingen av utholdenhet, evnen til å bli bedre i en fysisk aktivitet med gjentatt trening.

Forskerteamet fokuserte på et område i hypothalamus som regulerer matlyst og blodsukker. Her produserer en gruppe nevroner et protein kalt steroidogenisk faktor (SF1) som deltar i reguleringen av metabolismen³. Monitorering av aktiviteten til SF1-nevronene hos musene mens de løp på en tredemølle, viste at disse cellene ble aktivert under treningen, men også etter trening. Etter flere treningsøkter økte antallet nevroner som ble aktivert etter løping, samt omfanget av aktiveringen.

Undersøkelser av musehjernene viste at de musene som hadde trent, hadde endringer i SF1-nevronenes elektriske egenskaper sammenlignet med mus som ikke hadde trent. Disse endringene indikerte at nevronene i de trente musene hadde blitt lettere å aktivere. De fant også at gjentatt trening doblet antall synapser - forbindelser mellom nevronene - som var "eksitatoriske", eller satt til å fyre av et elektrisk signal.

Forskerne brukte så en teknikk som kan aktivere eller inhibere genmodifiserte nevroner med lys (optogenetisk teknikk) - for å "slå av" SF1-nevroner i musene etter at de har trent. Når disse nevronene ble slått av, forbedret ikke musene løpeytelsen over tid, og de ble raskere utmattet enn mus der SF1-nevroner ikke var slått av. Motsatt, ved å stimulere aktiviteten i SF1-nevronene etter trening, oppnådde musene enda bedre prestasjoner, de kunne løpe lengre og raskere enn de musene som trente, men som ikke fikk denne ekstra stimuleringen.

Hvilken betydning kan dette ha for oss mennesker? Forskerne bak studien har som mål å undersøke om det er mulig å øke disse nevronene hos mennesker, slik at det kan hjelpe individer med å gjenopprette muskelmasse etter en sykdom eller beholde muskelmasse når de blir eldre, eller til og med for å forbedre idrettsutøvernes ytelse. Men optogenetikk er en invasiv teknikk og brukes hovedsakelig på forsøksdyr. Det er ukjent om optogenetisk teknikk kan øke aktiviteten til SF1-nevroner hos mennesker. Men som en av forskerne sier: "Foreløpig er det kult for folk å vite at trening ikke bare handler om muskler som brytes ned og bygges opp. Det forandrer hele hjernen din."