Bewegung hält Körper und Geist gesund – doch wie und wo genau sich körperliche Aktivität in unserem Gehirn auswirkt, darüber ist bislang kaum etwas bekannt. Befunde der „Rheinland Studie“ des DZNE haben aber gezeigt, dass bestimmte Bereiche des Gehirns bei körperlich aktiven Personen größer sind als bei Personen, die weniger aktiv sind. Insbesondere Hirnregionen, die relativ viel Sauerstoff benötigen, profitieren von diesem Effekt.

„In bisherigen Forschungsansätzen wurde das Gehirn meist als Ganzes betrachtet“, sagt Fabienne Fox, Neurowissenschaftlerin und Erstautorin der aktuellen Studie. „Wir wollten einen detaillierteren Blick auf das Gehirn werfen und herausfinden, auf welche Hirnregionen körperliche Aktivität die größten Auswirkungen hat.“ Fox ist Doktorandin in der von Dr. Ahmad Aziz geleiteten Forschungsgruppe „Populationsbezogene & Klinische Neuroepidemiologie“ am DZNE.

Umfangreiche Daten aus der Rheinland Studie

Für seine Forschungsarbeiten nutzte das Team Untersuchungsergebnisse aus der Rheinland Studie, einer großangelegten, bevölkerungsbasierten Studie des DZNE im Bonner Stadtgebiet. Konkret analysierten die Forschenden Daten zur körperlichen Aktivität von 2.550 Probandinnen und Probanden im Alter zwischen 30 und 94 Jahren sowie Aufnahmen des Gehirns, die mittels Magnetresonanztomografie (MRT) erstellt wurden. Für eine Stichprobe der körperlichen Aktivität trugen die Studienteilnehmenden für sieben Tage einen Beschleunigungssensor am Oberschenkel. Die MRT-Aufnahmen lieferten Informationen insbesondere zum Gehirnvolumen und der Dicke des Kortex (Hirnrinde).

Je aktiver, umso größer die Effekte

„Körperliche Aktivität machte sich in nahezu allen untersuchten Hirnregionen deutlich bemerkbar. Prinzipiell kann man sagen: Je höher und intensiver die körperliche Aktivität, umso größer waren die Hirnregionen, entweder in Bezug auf das Volumen oder auf die Dicke des Kortex“, fasst Fabienne Fox die Forschungsergebnisse zusammen. „Das haben wir unter anderem beim Hippocampus beobachtet, der als Schaltzentrale des Gedächtnisses gilt. Größere Hirnvolumina bieten einen besseren Schutz vor Neurodegeneration als kleinere.“ Allerdings nehmen die Ausmaße der Hirnregionen nicht linear mit der körperlichen Aktivität zu: Eine geradezu sprunghafte Volumenzunahme machte das Forschungsteam beim Vergleich zwischen nicht aktiven und nur leicht körperlich aktiven Studienteilnehmenden aus – das zeigte sich vor allem bei älteren Menschen über 70 Jahren.

„Das ist grundsätzlich eine sehr gute Nachricht – insbesondere für Bewegungsmuffel“, sagt Forschungsgruppenleiter Aziz. „Schon kleine Verhaltensänderungen, wie etwa 15 Minuten am Tag Spazierengehen oder die Treppe statt des Aufzugs zu nehmen, können eine erhebliche positive Wirkung auf das Gehirn haben und möglicherweise auch einem altersbedingten Verlust an Hirnsubstanz sowie der Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen entgegenwirken.“ Vor allem ältere Erwachsene, so die Beobachtung, können bereits von einer leichten Zunahme der körperlichen Aktivität bei geringer Intensität profitieren.

Hirnregionen, die am meisten profitieren

In den Hirnregionen, die von körperlicher Aktivität am meisten profitierten, hat das Forschungsteam zudem besonders aktive Gene gefunden – Gene, die für die Funktion der Mitochondrien essenziell sind, die Kraftwerke unserer Zellen. Das heißt: In diesen Hirnregionen kommen besonders viele Mitochondrien vor. Sie stellen unserem Körper Energie zur Verfügung und benötigen dafür viel Sauerstoff. „Im Vergleich zu anderen Hirnregionen wird daher ein erhöhter Blutfluss benötigt. Der wird besonders gut bei körperlicher Aktivität gewährleistet, was erklären könnte, warum diese Hirnregionen von Bewegung profitieren“, sagt Ahmad Aziz.

Bewegung schützt

Weitergehende Analysen zeigten auch, dass es eine große Schnittmenge gibt zwischen Genen, deren Expression durch körperliche Aktivität beeinflusst wird und solchen, die durch neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder die Huntington-Krankheit beeinträchtigt werden. Das könnte eine mögliche Erklärung dafür sein, warum körperliche Aktivität helfen kann, Nervenzellen vor Schäden zu schützen, folgert das Forschungsteam.

„Mit unserer Studie konnten wir Hirnregionen, die von körperlicher Aktivität profitieren, in einem noch nie dagewesenen Detailgrad charakterisieren“, sagt Ahmad Aziz. „Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse wichtige Ansatzpunkte für die weitere Forschung liefern.“ Und auch solche für die tägliche Anwendung: „Wir möchten mit unseren Ergebnissen einen weiteren Anstoß geben, körperlich aktiver zu werden – um die Gesundheit des Gehirns zu fördern und Erkrankungen des Nervensystems vorzubeugen“, sagt Fabienne Fox. „Selbst bescheidene körperliche Aktivität kann helfen. Es ist also nur ein kleiner Aufwand, mit dem sich eine große Wirkung erzielen lässt.“