Hjärnförändringar kan förklara varför träning lindrar autism hos möss
Träning verkar förändra hjärnan på sätt som kan minska några av karaktäristiken hos autism hos möss.
Hos möss uppfödda för att modellera autismspektrumstörning (ASD) fann forskare vid University of Tokyo i Japan att träning stimulerade avlägsnandet av överskottsförbindelser i hjärnkretsar och minskade autismliknande beteende.
I en Cellrapporter papper om sitt arbete förklarar de hur de visade att "frivillig hjulkörning förbättrar avvikelserna i sällskaplighet, repetitivitet och ångest" hos ASD-möss.
Resultaten tynger tanken att det kan vara möjligt att vända vissa av beteendemässiga egenskaper hos ASD.
Senior studieförfattare Ryuta Koyama, docent vid Graduate School of Pharmaceutical Sciences vid University of Tokyo, påpekar att de inte tvingade mössen att träna; den fysiska aktivitetens frivilliga karaktär var ett viktigt inslag i studien.
Dessutom undersökte forskarna inte olika typer av träning och föreslår inte att människor nu ska börja använda träning som behandling för ASD.
"Om barn är intresserade", säger Koyama, "bör de uppmuntras att göra någon övning de vill, men denna forskning avslöjar inte hur olika aktiviteter kan påverka hjärnan hos barn med ASD."
ASD, hjärnanslutning och träning
ASD omfattar ett brett spektrum av undertyper som delar olika vanliga funktioner i varierande grad. Dessa funktioner inkluderar upprepande beteende och svårigheter med verbal och icke-verbal kommunikation och social interaktion.
Inga två individer på autismspektrumet kommer att ha samma kombination eller grad av symtom. Var och en kommer att ha ett unikt kluster av utmaningar och styrkor. Vissa människor med ASD kan leva självständigt medan andra behöver mycket hjälp med det dagliga livet.
Enligt Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har cirka 1 av 59 barn i USA ASD, med pojkar fyra gånger mer benägna att få det än flickor.
Överskottsförbindelser mellan nervceller eller nervceller i hjärnan är ett kännetecken för ASD.
Hjärnan tar naturligt bort överflödiga förbindelser mellan nervceller under barndomen. Barn med ASD får dock ett överskott.
En mängd forskning har visat att fysisk aktivitet kan leda till betydande hjärnförändringar hos friska människor och till och med fördröja en del av hjärnans degeneration som följer med åldrandet.
Forskare som driver små studier med barn med ASD har också märkt att träning verkar minska repetitivt beteende och svårigheter med social interaktion.
Mer nyligen fann forskare att anslutningar i hjärnkretsar kvarstår under längre perioder hos personer med ASD än hos dem utan sjukdomen. Symtoms svårighetsgrad verkar också öka i linje med varaktigheten för anslutningen.
Träna och ta bort svaga anslutningar
Den nya studien från Japan föreslår nu att genom att utlösa avlägsnande av överflödiga kopplingar kan träning främja viss "finjustering" av hjärnan vid ASD.
Spekulerar på resultaten som de hittade i ASD-mössen föreslog Koyama att: "Träning förbättrade sannolikt kontrasten mellan aktiva och inaktiva neuronala anslutningar så att de svaga lättare kunde riktas för borttagning."
Möss uppfödda som en modell för ASD har många av tillståndets bestående egenskaper. Till exempel interagerar de inte lika mycket med möss som de inte har träffat tidigare, och de engagerar sig i repetitiv grooming. De visar också tecken på ångest, som att fördröja att äta maten när de är i nya omgivningar.
För den nya studien satte teamet löpande hjul i burarna hos 4 veckor gamla möss med ASD. De observerade dem sedan tills mössen blev vuxna vid 8 veckors ålder.
Koyama säger att några av mössen "tränade mycket intensivt", medan andra "tränade bara lite."
Teamet fann att beteendet hos ASD-möss som hade utövats efter bara 30 dagar liknade det hos friska möss utan ASD.
Forskarna undersökte sedan hjärnorna hos mössen med ASD. De ägde särskild uppmärksamhet åt specifika strukturer i hippocampus, ett område som är viktigt för minnet och skapar nya nervceller i den vuxna hjärnan.
De hittade bevis för att mikroglia, immunceller som tar bort döda celler och andra avfallsmaterial i hjärnan, hade eliminerat de mindre aktiva kopplingarna mellan nervcellerna medan de aktiva lämnades intakta.
För att visa att det var mikroglia som gjorde beskärningen testade teamet sedan effekten av att förhindra mikrogliaaktivitet hos omogna möss utan ASD. Efter bara 5 dagar utan mikroglia-aktivitet var hjärnans anslutningstäthet annorlunda än hos möss med intakt mikroglia-aktivitet.
"Frivillig träning kan vara ett säkert, drogfritt sätt att förbättra den allmänna hälsan, och nu har vi en bättre förståelse för hur träning positivt kan förändra hjärnstrukturen i ASD."
Ryuta Koyama
