Miten Harjoittelu Muokkaa Aivoja?



Samankaltaiset tiedostot
Taitava taitoharjoittelu kehittymisen tukena Sami Kalaja

Kasva monipuolisuuteen. Kotka Sami Kalaja Kasva urheilijaksi Jyväskylässä

Vaihtelu virkistää taidon oppimisessa - Kisakallion taitokongressin antia. Kuntotestauspäivät Sami Kalaja

Taidon testaaminen. biotieteellinen näkökulma. Taidon testaamisen periaatteita. Taidon neurologisia mekanismeja

Postsynaptiset tapahtumat Erityyppiset hermovälittäjät

HOIDA AIVOJASI. Minna Huotilainen. Helsingin yliopisto. Kasvatustieteen professori. 14/03/2019 1

Liikunnan merkitys oppimiselle? Heidi Syväoja, tutkija LIKES tutkimuskeskus, Jyväskylä

Miksi aivot hyötyvät liikunnasta?

Dynaaminen synapsi. Tomi Taira, Sari Lauri ja Heikki Rauvala

Perusliikuntataitojen kehittäminen

Tuotteen oppiminen. Käytettävyyden psykologia syksy T syksy 2004

Tiekartta taitavaksi urheilijaksi

Neuropeptidit, opiaatit ja niihin liittyvät mekanismit. Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2013

Aspergerin oireyhtymän tutkiminen lapsilta ntms-menetelmällä

Rakastavatko aivot liikuntaa? Aivot, kognitio ja liikunta. Sarianna Sipilä Gerontologian tutkimuskeskus Terveystieteiden laitos Jyväskylän yliopisto

YHTEISKUNTA MUUTTUU- KUINKA ME MUUTUMME? Asiaa aivotutkimuksesta ja hahmottamisesta

Terveysliikunta tähtää TERVEYSKUNNON ylläpitoon: Merkitystä tavallisten ihmisten terveydelle ja selviytymiselle päivittäisistä toimista KESTÄVYYS eli

Hermosolu tiedonkäsittelyn perusyksikkönä. Muonion lukio Noora Lindgrén

Transkraniaalinen tasavirtastimulaatio selvitys menetelmän soveltamisesta

SENTRAALINEN VÄSYMYS VOIMA- JA KESTÄVYYS KUORMITUKSISSA

Biohakkerointi terveyden ja suorituskyvyn optimointia

KESTÄVYYSKUNTO, AIVOT JA KOGNITIO ikääntymisen vaikutuksia

AKTIIVINEN ELÄMÄNTAPA, UNI JA AIVOT

Liikehallintakykytestaus

Aivojen toiminnalliset muutokset CRPS:ssa. Etiologia ja patofysiologia. Vääristynyt kehonkaava 4/18/2013. Complex regional pain syndrome (CRPS)

Liikkumisen merkitys oppimiselle. Heidi Syväoja, tutkija LIKES-tutkimuskeskus, Jyväskylä

Sisällys. Liikkuminen ja lapsen kokonais valtainen kasvu ja kehitys. Esipuhe...11 Johdanto... 15

Tunnetut endokannabinoidireseptorit

Nielemishäiriöiden Phagenyxhoito Minna Hissa, HYKS neurologian klinikka

Miten työtä voi kehittää aivotutkimuksen keinoin?

Navigoitu magneettistimulaatio uusi apu moneen sairauteen

Sisällys. Liikkuminen ja lapsen kokonais valtainen kasvu ja kehitys. Esipuhe...11 Johdanto... 15

Aktiivinen elämäntapa ja terveellinen ruokavalio oppimisen tukena

Tunne aivosi palaudu stressistä

Tutkimus ja seuranta Liikkuva koulu ohjelman kehittämisen tukena Tampere Tuija Tammelin, tutkimusjohtaja LIKES tutkimuskeskus

Kognitiivinen mallintaminen Neuraalimallinnus, luento 1

Level 2 Movement Efficiency for Neck and Shoulder

TRANSKRANIAALINEN MAGNEETTISTIMULAATIO

Hermoimpulssi eli aktiopotentiaali

Edistääkö koulupäivän aikainen liikunta oppimista? Liikkuen läpi elämän Marko Kantomaa, FT

Muisti Aivojen muovautuvuus l. plastisiteetti MUISTILUENTO. Varhain alkanut sokeus muovaa aivoja

Hyvinvointia työstä. Virpi Kalakoski. Työterveyslaitos

Kestävä aivotyö aivotyön tuottavuus

Tunteiden neurobiologiaa. Asla Pitkänen

Liikunta- ja terveystieteiden tiedekunta, Viveca. TAITOVALMENNUS valmentajien täydennyskoulutus

TRANSKRANIAALISEN MAGNEETTISTIMULAATION KÄYTTÖ AIVOVERENKIERTOHÄIRIÖPOTILAIDEN MOTORISTEN PUUTOSOIREIDEN KUNTOUTUKSESSA

Testaus- ja kuntotutkimusasema TESKU ay

Liikunta. Terve 1 ja 2

Kehittyminen on tottumista TYÖHÖN

VALMENTAMINEN LTV

Rakastavatko aivosi liikuntaa?

TRANSKRANIAALINEN MAGNEETTISTIMULAATIOTUTKIMUS KÄTISYYDESTÄ

Tuntoaisti. Markku Kilpeläinen. Ihossa olevat mekanoreseptorit aloittavat kosketusaistimuksen. Somatosensoriset aistimukset

Alueellinen koulutuspäivä Hyvinkään sairaala Lastenpsykiatrian yksikkö Ylilääkäri Eeva Huikko

Miten tulla nopeaksi? pikajuoksijan harjoittelu nuoresta aikuiseksi Petteri Jouste

Liikunta liikuttaa aivoja. Tommi Vasankari UKK-instituutti Aivoliiton juhlaseminaari

Hyvä kunto on tottumista TYÖHÖN

Taitovalmennus. Lapin Urheiluopisto Olli Cajan

Uusia lähestymistapoja aivojen rappeutumistaudien hoidossa

Aivojen magneettistimulaatio neuropsykiatriassa

Neuronien regeneraatio. LuK-tutkielma

TRANSKRANIAALINEN MAGNEETTISTIMULAATIO TUTKIMUS- JA HOITOKÄYTÖSSÄ

Liikkuvat lapset tarkkaavaisempia

VOIMAHARJOITTELU: KUORMITTUMISEN JA PALAUTUMISEN HUOMIOINTI OSANA KOKONAISOHJELMOINTIA

Lasten fyysinen aktiivisuus

LUPA LIIKKUA! suositukset fyysisen aktiivisuuden lisäämiseksi oppilaitosten arjessa. Toiminnanjohtaja Saija Sippola SAKU ry

Valintavaihe Asiantuntijatyö

Muuttaako teknologia aivojen tapaa käsitellä tietoa? Teknologia 2013 Tervetuloa vuoteen 2020

Etelä-Karjalan Liikunta ja Urheilu ry

Työ aivoterveyden tukena ja uhkana

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACKREDITERAT TESTNINGSLABORATORIUM ACCREDITED TESTING LABORATORY TYKS-SAPA-LIIKELAITOS KLIININEN NEUROFYSIOLOGIA

VOIMAHARJOITTELUN VAIKUTUS UUSIEN HERMOSOLUJEN SÄILYMISEEN HIPPOKAMPUKSESSA AIKUISILLA NISÄKKÄILLÄ

kivunhoito.info Kivun kliininen fysiologia

Tervetuloa CrossFit Kidsvanhempainiltaan

Depression ja ahdistuneisuuden neurobiologiaa

Fyysinen valmennus sulkapallossa Pajulahti Sulkapallon lajianalyysiä Kestävyys V-M Melleri

Miten muisti on selitettävissä?

KUNTOUTUS POLVIVAMMAN JÄLKEEN Fysioterapeutti Anne Hietanen Asiantuntijapalvelut, artroprosessi TYKS

KUNTOUTUKSEN KEHYKSET

Kilpailo-seminaarit 2006 Kari Niemi-Nikkola Suomen Olympiakomitea Valmennuksen johtaja. Lasten kilpaurheilusta huipulle

Fyysinen valmennus sulkapallossa Pajulahti Motorinen yksikkö V-M Melleri

1. JAKSO - SÄÄNNÖT Tavat, käytös, toisen kunnioittava kohtaaminen, huomaavaisuus, kohteliaisuus.

Anestesia. Anestesian komponentit Vastasyntyneiden anestesioista SULAT Riku Aantaa Oyl, Prof. TYKS, Ty

Liiketaitoharjoittelu. Jussi Räikkä , Salo

Liikkeestä muistiin, kehosta tunteisiin, asennosta empatiaan

Psykoosisairauksien tuomat neuropsykologiset haasteet

Vastuslaitteen merkitys nopeusvoimaharjoittelussa

Alzheimer-lääkkeiden vaikutusmekanismit. Kari Alhainen

Moduloivat hermoverkot. Tarja Stenberg

Mitä on taitovalmennus?

Tupakkariippuvuus fyysinen riippuvuus Annamari Rouhos LT, keuhkosairauksien erikoislääkäri Sydän- ja keuhkokeskus HYKS

Luennon rakenne. Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) Mitä TMS on? TMS:n historialliset lähtökohdat. TMS:n historialliset lähtökohdat

1.Ampujan fyysinen valmennus. 2. Ampujan psyykkinen valmennus. 3. Valmennuksen suunnittelu

Kokemuksia ja tuloksia - meiltä ja maailmalta. Jouni Puumalainen, tutkija Kuntoutussäätiö

Nivelrikkoisen liikunta

Kieli merkitys ja logiikka. 3: Kielen biologinen perusta. Kielijärjestelmä. Kielen edellytykset. Kielijärjestelmä

Lean Leadership -valmennusohjelma

Tämä esitys käsittelee siivouksen arviointia peruskouluissa Yhdysvalloissa tehdyn tutkimuksen valossa

Opiskelijan akateemiset tunteet ja jännitteet suhteessa oppimisympäristöön

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Transkriptio:

UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ Miten Harjoittelu Muokkaa Aivoja? Janne Avela & Susanne Kumpulainen Hermolihasjärjestelmän tutkimuskeskus, Liikuntabiologian laitos Jyväskylän yliopisto

Sisältö: Aivojen plastisuus Pitkäaikaisen fyysisen harjoittelun vaikutukset aivojen plastisuuteen Eläintutkimukset Ihmistutkimukset TMS:n lyhyt historia TMS:n käyttö motorisen aivokuoren plastisuuden tutkimisessa Parillinen assosiatiivinen stimulaatio (PAS)

Aivojen Plastisuus Aivojen kyky muuttua ajassa ja iässä parempaan tai huonompaan Aivojen plastisuus on tärkeää oppimisen, muistin, motorisen adaptaation ja aivovammojen parantumisen kannalta Nopeat plastiset muutokset Aktiivisuuteen perustuva synapsinen plastisuus (Jacobs & Donaghue 1991) Pitkäaikainen potentoituminen (Long-term potentiation = LTP) Pitkäaikainen aleneminen (Long-term depression = LTD) Hiljaisten synapsien aktivoituminen (Liao et al. 1999) Morfologiset plastiset muutokset (Kleim et al. 1996) Synaptogeneesi Neurogeneesi

Pitkäaikaisen Fyysisen Harjoittelun Vaikutukset Aivojen Plastisuuteen Säännöllinen fyysinen harjoittelu Yleiset hyödyt aivoilla: Lisää aivojen plastisuutta (yhteenveto ks. Kramer and Erickson 2007) Parantaa neurokognitiivisia toimintoja Fyysisen harjoittelun lajit Kortikospinaalisen järjestelmän kokemusspesifinen adaptaatio (yhteenveto ks. Adkins et al. 2006)

Eläintutkimukset Tutkia rotilla HIT -harjoittelun, voimaharjoittelun ja aerobisen kestävyysharjoittelun vaikutuksia hippokampuksen neurogenesiin (adult hippocampal neurogenesis = AHN) Uniikki rottamalli: korkea-vaste rotta (high-response trainer = HRT) ja matala-vaste rotta (low-response trainer = LRT) Voitiin tutkia myös genetiikan vaikutusta

Doublecortin-positiiviset solut HIT harjoittelun vaikutukset vaatimattomia Voimaharjoittelulla ei vaikutuksia Yhtämittaisella aerobisella harjoittelulla merkittävimmät vaikutukset AHN:een Genetiikalla oli vaikutus

Toisaalta.. Motorisen vastaavuusalueen representaation muutoksia ei ole havaittu rotilla toistetun kurkotusliikkeen jälkeen (Kleim et al. 2004) 30 päivän juoksuharjoitus ei muuttanut motorisen vastaavuusalueen representaatiota, vaikkakin aerobinen harjoittelu lisää angiogeneesiä (Kleim et al. 2002), verenkiertoa ja BDNF:aa (Erickson et al. 2012) motorisella aivokuorella Vaikka kestävyys harjoittelu luo otolliset olosuhteet synaptogeneesille, motorisen aivokuoren tehtäväspesifisen alueen synaptogeneesiä ei ole dokumentoitu, johtuen todennäköisesti tehtävän yksipuolisuudesta (Adkins et al. 2006; Kleim et al. 2002) Kestävyysharjoitelleilla rotilla on havaittu parantunutta kognitiivista oppimista, mutta ei parantunutta motorista oppimista (Wigren et al. 2012)

Ihmistutkimukset Perustuvat pääasiassa kuvantamiseen ja kartoittamiseen fmri TMS Kestävyysharjoittelun vaikutuksia motorisen aivokuoren tavoitespesifisen alueen plastisuuteen ei ole tutkittu ihmisillä; joitakin muita aivojen alueita on

Tutkia aerobisen kunnon, basaaliganglion volyymin ja selektiivisen huomiokykytehtävän (flanker task performance) välistä suhdetta

Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan olettaa, että lasten hyvällä aerobisella kunnolla on positiivinen vaikutus basaaliganglian rakenteelliseen volyymiin yhteys parempaan huomiokykyyn Tällä tiedetään olevan merkitystä kognitiivisessa oppimisessa ja kontrollissa, jotka ovat kaksi tärkeää tekijää akateemisessa menestyksessä

Tutkia yhden käden ja viiden sormen pianonsoittotehtävän vaikutuksia motorisen aivokuoren tehtäväspesifisten sormilihasten vastaavuusalueisiin 2 tuntia x 5 päivää

Muutokset kortikospinaalisessa herkkyydessä ja käden alueen lihasten vastaavuusalueen representaatiossa huippu-urheilijoilla Harrastepelaajilla vastaavia muutoksia ei havaittu Pitkäkestoinen ja systemaattisesti rakennettu taitoharjoittelu voi johtaa toiminnallisen plastisuuden lisääntymiseen kortikospinaalisessa ohjauksessa

Motorisen Aivokuoren Kokemusspesifinen Adaptaatio Taitoharjoittelu: Synaptogeneesi Vastaavuusalueen representaation muutokset BDNF proteiinin lisäys Kestävyysharjoittelu: Angiogeneesi BDNF proteiinin lisäys EI synaptogeneesiä

Transkraniaalisen Magneettistimulaation (TMS) Lyhyt Historia Faradayn laki elektromagneettisesta induktiosta 1831 Magneettikentän ja sähkön jännitteen välinen suhde Nopeasti muuttuva magneettikenttä indusoi sähköisen jännitteen Sähkövirta luo kulkiessaan magneettikentän (Ampèren laki 1826) Michael Faraday

A Brief History of TMS Varhaiset kokeet eivät olleet kovinkaan onnistuneita...vaikkakin sen oletettiin parantavan lähes kaikki vaivat!!

A Brief History of TMS Nykysukupolven TMS 1985 (Anthony Barker) Läpimurtona tyristorin kehittyminen Voitiin kontrolloida suuria suoravirtajännitteitä

Magneettistimulus aiheuttaa motorisen herätepotentiaalin (motor evoked potential = MEP) kohdelihaksessa EMG

Aivojen Plastisuus Aivojen kyky muuttua ajassa ja iässä parempaan tai huonompaan Aivojen plastisuus on tärkeää oppimisen, muistin, motorisen adaptaation ja aivovammojen parantumisen kannalta Nopeat plastiset muutokset: Aktiivisuuteen perustuva synapsinen plastisuus (Jacobs & Donaghue 1991) Pitkäaikainen potentoituminen (Long-term potentiation = LTP) Pitkäaikainen aleneminen (Long-term depression = LTD) Hiljaisten synapsien aktivoituminen (Liao et al. 1999) Morfologiset plastiset muutokset (Kleim et al. 1996): Synaptogeneesi Neurogeneesi

Aktiivisuuteen perustuva synapsinen plastisuus Sensorisen ja motorisen aivokuoren kyky dynaamisesti uudelleen organisoitua Samanaikainen aktiivisuus kahdessa toisiinsa yhteydessä olevassa neuronissa johtaa niiden yhteyden vahvistumiseen Hebb 1949 Potentoituminen tapahtuu jos postsynaptinen neuroni syttyy samanaikaisesti kuin presynaptisen neuronin aiheuttama eksitatorinen postsynaptinen potentiaali postsynaptisessa neuronissa pitkäaikainen potentoituminen (LTP)

LTP N-methyl-D-aspartate (NMDA) reseptori sitoutuu glutamaattiin Kalsium ionien sisään virtaus Cooke S. F. and Bliss T. V. P. (2006): Plasticity in the human central nervous system. Brain, 129, 1659 1673

Parillinen Assosiatiivinen Stimulaatio PAS on noninvasiivinen menetelmä, joka tuottaa kaksisuuntaisen herkkyyden muutoksen kortikaalisessa projektiossa kohdelihakseen Perustuu Hebb:n lakiin Perifeerisen somatosensorisen afferenttihermon sähköinen stimulaatio paritetaan kontralateraalisen motorisen aivokuoren magneettistimulaation (TMS) kanssa (PAS) (Stefan K, Kunesch E, Cohen LG, Benecke R, Classen J. (2000) Brain. 2000 Mar;123 Pt 3:572-84)

PAS Aivokuntoutuksessa Noninvasiivinen stimulaatio + - +

Yksittäinen motorinen harjoitus fasilitoi LTP -mekanismeja

Yksittäinen motorinen harjoitus (day 0) fasilitoi LTP - mekanismeja Viiden päivän harjoittelun jälkeinen PAS:n aiheuttama MEP:n kasvu johtuu synaptogeneesista, joka puolestaan johtaa parantuneeseen intrakortikaaliseen ja kortikospinaaliseen rekrytointiin

PAS on sensitiivinen osoittamaan sekä LTP:n että synaptogeneesin!!!

Kiitos!