The Influence of Walking on the Brain

Die Vorteile des Gehens für das Gehirn und die kognitive Funktion

geschrieben von Eric Söhngen, M.D., Ph.D.

Einführung

Philosophen schlendern oft und sprechen auf Außenveranden. Sokrates liebte es, dies zu tun, ebenso wie Aristoteles und Seneca, der römische Philosoph. Tatsächlich sagte er seinen Kollegen, dass wir "das Haus verlassen und Spaziergänge machen sollten, um unseren Geist zu nähren".

Spazierengehen ist seit langem eine Methode des Denkens, der Problemlösung und des Klärens des Geistes von chaotischen, verworrenen Gedanken. Was steckt dahinter und wie können wir das Gehen nutzen, um kognitive Exzellenz zu erreichen, effizienter zu arbeiten und einen Vorteil in einer zunehmend schnelllebigen technologischen Welt zu erlangen?

Als Arzt mit einem Hintergrund in der Neurowissenschaft war ich immer daran interessiert, wie wir das Gehirn optimal arbeiten lassen können. Heute, als Gründer und CEO von Walkolution, einem Startup-Unternehmen, das Arbeitsplätze auf der ganzen Welt mit Laufband-Schreibtischen revolutioniert, könnte das Thema für mich nicht wichtiger und faszinierender sein.

 

Spontane Schwankungen - die dunkle Materie in unseren Gehirnen

Bei einem Spaziergang passiert viel mit unseren Körpern und Gedanken, aber eines sticht besonders hervor. Sie sind alle mit einer Zunahme von "spontanen kognitiven Schwankungen" verbunden, wie es Neurowissenschaftler beschreiben.

Dieses Hintergrundrauschen unserer Gehirne wurde fast ein Jahrhundert lang als zufällig und unwichtig angesehen, aber zunehmende Beweise zeigen, dass dies nicht der Fall ist. Kognitive Schwankungen, die beim Gehen oder bei aerobem Training auftreten, sind unglaublich mit Kreativität und Verhalten verbunden.

Anstatt zufälliges Rauschen zu sein, sind spontane Oszillationen mit etablierten anatomischen Systemen verbunden und finden sich in funktional verbundenen Gehirnregionen. Nicht-neuronale Elemente wie Herz- oder Atemaktivität konnten isoliert werden und sind nicht für die beobachteten Assoziationsmuster verantwortlich.

In jedem Moment eines jeden Tages arbeiten unsere Gehirne hart. Wir feuern ständig Milliarden von Neuronen in unseren Gehirnen ab, selbst wenn wir im Bett liegen und an nichts denken. Und nichts zu tun, könnte sogar der Schlüssel sein, um verborgenes kognitives Potenzial freizusetzen - interessanterweise bringt uns das Gehen irgendwie näher an diesen Geisteszustand.

Wenn Körper und Geist synchronisieren, kann der Geist beginnen zu wandern, oder wie Henry David Thoreau in seinem berühmten Zitat sagte: "Ich denke, dass in dem Moment, in dem sich meine Beine zu bewegen beginnen, meine Gedanken zu fließen beginnen."

Arbeiten beim Gehen - nur für Multitasker?

Zunächst einmal müssen wir klar unterscheiden, dass die Fähigkeit unseres Gehirns, während der Bewegung andere Dinge zu tun, erheblich von der Komplexität der ausgeführten Bewegung und dem Aufwand abhängt, den sie verursacht.

Im Klartext bedeutet dies, dass Sie beim langsamen Gehen problemlos anspruchsvolle intellektuelle Aufgaben erledigen können, während Sie bei der Ausführung einer Ballettchoreografie dies nicht so einfach tun können.

Zugegeben, es ist eine fortgeschrittene Gehirnübung, mit all der harmonischen Koordination zwischen allen Gelenken, Knochen und Muskeln zu gehen, und es erfordert mehrere Gehirnfunktionen, damit all dies gleichzeitig geschieht. Aber kann das Gehirn noch mehr? Eine aktuelle Studie aus dem Jahr 2022 (1) deutet darauf hin, dass dies der Fall sein könnte.

Forscher am Del Monte Institute for Neuroscience in Rochester, New York, haben herausgefunden, dass gesunde Gehirne während des Gehens multitasken können, ohne die Leistung bei einer der Aufgaben negativ zu beeinflussen.

Die virtuelle Realität Plattform 'Mobile Brain/Body Imaging' half dem Team, 16 Hochgeschwindigkeitskameras mit Millimeterpräzision aufzuzeichnen. Sie nutzten diese Plattform, um die Positionsmarker präzise zu erfassen, während sie gleichzeitig die Gehirnaktivität der Teilnehmer maßen. Die Teilnehmer gingen auf einem Laufband und/oder manipulierten Objekte auf einem Tisch, während die Kameras ihre Position mit hoher Genauigkeit aufzeichneten.

Die Studie wurde im 'NeuroImage Journal' veröffentlicht. Die Forscher stellten fest, dass die Teilnehmer sogar in der Lage waren, ihr Geh-Muster während des Multitaskings zu verbessern, was darauf hindeutet, dass ihre Gehirnaktivität stabiler blieb, wenn sie gleichzeitig gingen und andere Aufgaben ausführten, was vorherige Annahmen widerlegt.

Bessere Durchblutung. Gehen erhöht den zerebralen Blutfluss.

Das Gehirn benötigt mehr Sauerstoff, wenn es härter arbeitet, da es mehr Energie verbraucht. Das Gehirn ist das energieintensivste Organ des Körpers und macht etwa 20 % des gesamten Energieverbrauchs des Körpers aus, selbst wenn wir ruhen.

Neue Forschungen (2) haben gezeigt, dass der Blutfluss zum Gehirn nicht nur vom Herzen bereitgestellt wird. Die Forscher entdeckten, dass der Aufprall unseres Fußes auf den Boden beim Gehen eine hydraulische Welle durch unsere Blutgefäße nach oben sendet, die die Blutversorgung des Gehirns erheblich verändert und erhöht.

Mit Ultraschallmessungen von Blutgeschwindigkeitswellen und Arteriendurchmessern bestimmte die kleine Studie mit 12 jungen Erwachsenen, die auf dem jährlichen Experimental Biology Meeting vorgestellt wurde, die zerebralen Blutflussraten zu beiden Seiten des Gehirns während einer Ruheperiode oder kontinuierlichen Gehens mit 1 Meter pro Sekunde. Sie fanden heraus, dass, obwohl normales Gehen eine kleinere Druckwelle als Laufen erzeugt, es den Blutfluss zum Gehirn noch mehr erhöht.

Laut Forschungsauthor Earnest Greene, Ph.D., ist das Unerwartete "die Zeitspanne, die es dauerte, um letztendlich diesen offensichtlichen hydraulischen Effekt auf den zerebralen Blutfluss zu messen." Wenn wir schnell gehen, stimmen unsere Herzfrequenzen (etwa 120 Schläge pro Minute) mit unseren Schrittraten und Fußaufprallen überein.

Diese Studie zeigt nicht nur, dass Gehen unter verschiedenen Arten von körperlicher Aktivität einen Einfluss auf die kognitive Leistung haben kann, sondern hat auch Auswirkungen darauf, wie wir den Rückgang der kognitiven Funktion behandeln und verhindern. Mit zunehmendem Alter schrumpfen unsere Gehirne natürlich und wir verlieren zerebrales Blutvolumen. Dieser Verlust ist mit altersbedingtem kognitiven Abbau verbunden, wie Gedächtnisproblemen, Alzheimer-Krankheit, psychischen Gesundheitsproblemen und beeinträchtigter Gehirnfunktion.

 

Gehen verändert die Struktur des Gehirns und verbessert die kognitive Funktion

Bis Ende der 1990er Jahre glaubten die meisten Forscher, dass Menschen mit den Gehirnzellen geboren wurden, die sie jemals haben würden. Dank der Fortschritte in der Wissenschaft können wir jetzt sehen, dass unsere Gehirne ein Leben lang plastisch bleiben. Neue Gehirnzellen werden ein Leben lang geschaffen.

Tierforschung legt nahe, dass Nagetiere 3- bis 4-mal häufiger Gehirnzellen produzierten, wenn sie liefen, während menschliche Studien zeigten, dass der Beginn eines regelmäßigen Trainingsprogramms zu einem größeren Gehirnvolumen führt. Im Wesentlichen zeigt die Forschung, dass unsere Gehirne lebenslange Plastizität behalten und sich verändern, wie wir es tun, einschließlich als Reaktion darauf, wie wir trainieren.

Die meisten Studien zur Gehirnplastizität konzentrierten sich im Allgemeinen auf die graue Substanz, die die berühmten kleinen grauen Zellen oder Neuronen enthält, die Gedanken und Erinnerungen ermöglichen und erzeugen. Weniger Forschung hat sich mit der weißen Substanz, der Verdrahtung des Gehirns, befasst. Die weiße Substanz besteht hauptsächlich aus fettumhüllten Nervenfasern, die als Axone bekannt sind, verbindet Neuronen und ist entscheidend für die Gehirngesundheit. Sie kann jedoch zerbrechlich sein, dünner werden und kleine Läsionen entwickeln, während wir altern, Verfallerscheinungen, die Vorläufer eines kognitiven Rückgangs sein können. Außerdem wurde sie als relativ statisch angesehen, mit wenig Plastizität oder der Fähigkeit, sich an Veränderungen in unserem Leben anzupassen.

Agnieszka Burzynska, Professorin für Neurowissenschaften und menschliche Entwicklung an der Colorado State University in Fort Collins, vermutete, dass die Wissenschaft die weiße Substanz unterschätzte. Sie hielt es für wahrscheinlich, dass die weiße Substanz ebenso viel Plastizität wie ihr graues Gegenstück besaß und sich besonders umgestalten könnte, wenn Menschen sich zu bewegen begannen.

In ihrer Studie testeten sie fast 250 ältere Männer und Frauen, die sich in guter körperlicher Verfassung und mit guter aerober Fitness befanden. Zu Beginn unterzogen sich alle Probanden einer MRT, um das Volumen der weißen Substanz zu bestimmen. Diese Untersuchung wurde am Ende des sechsmonatigen Studienzeitraums wiederholt. Die Gruppe wurde dann in drei Gruppen aufgeteilt und trainierte dreimal pro Woche für insgesamt sechs Monate mit entweder Dehnungs- und Gleichgewichtstraining, zügigem Gehen dreimal pro Woche oder Tanz- und Gruppenchoreografiekursen in der dritten Studiengruppe.

Sie erwarteten, dass die Gehirnveränderungen mehr in der Kontrollgruppe zu sehen sein würden, die tanzte, aufgrund der erhöhten Mengen an Lernen und Üben. Zur Überraschung der Forscher stellten sie fest, dass Gehen die größten Auswirkungen auf das Volumen der weißen Substanz hatte.

Weiße Substanz ist wichtig für die allgemeine Gesundheit des Gehirns, da sie bei der Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns hilft. Die weiße Farbe kommt von der fetthaltigen Hülle, die jedes Axon umgibt. Diese Hülle hilft, die Nachrichten zu beschleunigen, während sie von einem Teil des Gehirns zu einem anderen reisen. Schäden an diesen Strukturen verlangsamen oder stoppen die Nachrichten vollständig, die zwischen verschiedenen Gehirnzentren reisen, wie es bei verschiedenen Formen von Demenz und neurodegenerativen Erkrankungen auftritt. Gehen scheint einen gewissen Schutz gegen diesen Rückgang zu bieten.

 

Die Stanford-Studie "Gehen und Kreativität"

Geschichten über Steve Jobs und Mark Zuckerbergs Geh-Meetings werden oft zitiert, um ihre Behauptung zu untermauern, dass Gehen die kreative Inspiration fördert.

Gehen fördert die Kreativität, indem es das divergente Denken verbessert und kreative Ideen generiert. Hochkonzentrierte Aufgaben wie das Lösen einer mathematischen Gleichung werden wahrscheinlich nicht durch Gehen gelöst, aber nach dem Aufladen können sich die Individuen danach besser konzentrieren.

Allen Braun, ein Forscher am WRAIR, spricht darüber, wie defokussierte Aufmerksamkeit, die wie ein Oxymoron erscheint, tatsächlich hilfreich für die Kreativität sein könnte. Braun sagt, dass 'wir denken, was wir sehen, ist eine Entspannung der exekutiven Funktionen, um mehr natürliche, defokussierte Aufmerksamkeit und unzensierte Prozesse zu ermöglichen, die das Kennzeichen der Kreativität sein könnten.' Er argumentiert, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass beim Gehen das Gehirn ausreichend abgelenkt ist, um einen freien Fluss von Quellen aus dem Unterbewusstsein zu ermöglichen.

Das Gehirn funktioniert besser, wenn es entspannt ist, aber es kann schwierig sein, zu entspannen. Wenn Menschen wirklich entspannt sind, denken sie abstrakter und mehr über das große Ganze nach.

Stanford-Forscher untersuchten dieses Problem in einer berühmten Studie (4) und fanden heraus, dass kreatives Denken beim Gehen und kurz danach besser ist. Sie untersuchten die Auswirkungen des Gehens auf Menschen und stellten fest, dass die Anzahl kreativer Gedanken im Durchschnitt um 60% zunahm.

In ihrer Studie waren die Kreativitätsniveaus bei Menschen, die gingen, im Vergleich zu denen, die saßen, durchweg und signifikant höher. Das Experiment umfasste Kreativitätstests für Studienteilnehmer, die sich alternative Verwendungen für gegebene Objekte ausdenken mussten. Sie erhielten mehrere Sätze von drei Objekten und hatten 4 Minuten Zeit, um so viele Antworten wie möglich zu finden. Antworten wurden als neuartig angesehen, wenn kein anderer Teilnehmer in der Gruppe sie verwendete. In drei Experimenten, die mit insgesamt 402 Teilnehmern durchgeführt wurden, stellte die überwältigende Mehrheit der Teilnehmer fest, dass sie sich beim Gehen kreativer fühlten als beim Sitzen. Die Studie untersuchte zusätzlich, ob es einen Unterschied macht, ob die Testpersonen auf einem Laufband oder draußen in der freien Natur gingen. Der Akt des Gehens selbst, nicht die Umgebung, war der entscheidende Faktor für die verbesserte Kreativität.

 

Fazit: Gehen und Gehirngesundheit

Die Spitzenleistung der kognitiven Fähigkeiten kann durch körperliche Bewegung, insbesondere durch Gehen, wie wir gesehen haben, verbessert und erleichtert werden. Nicht alle Mechanismen sind gut verstanden, aber es hat sich gezeigt, dass Gehen die Sauerstoffversorgung des Gehirns verbessert, das Gehirn in einen kreativen Zustand versetzt und uns Zugang zu unbewussten Gedanken ermöglicht, die für anspruchsvolle kognitive Leistungen sehr wertvoll sein können. All dies führt zu einer besseren Gehirngesundheit. Indem Sie Gehen in Ihre tägliche Routine integrieren, werden Sie eine bessere geistige Klarheit und Konzentration erreichen.

Wenn Sie nach erstklassigen Lösungen suchen, um die sitzende Zeit an Ihrem Arbeitsplatz zu reduzieren, werfen Sie einen Blick auf die Laufband-Schreibtische von Walkolution.

 

Über den Autor

Eric Soehngen 
Dr. Eric Söhngen ist ein deutscher Arzt und der Gründer und CEO von Walkolution, dem Unternehmen, das den Laufband-Schreibtisch erfunden und produziert hat. Er ist auch der Autor von "Death by Sitting: Why We Need a Movement Revolution."

 

Referenzen

(1) Richardson, D. P., Foxe, J. J., Mazurek, K. A., Abraham, N., & Freedman, E. G. (2022). Neural markers of proactive and reactive cognitive control are altered during walking: A Mobile Brain-Body Imaging (MoBI) study. NeuroImage247, 118853.

(2) Garcia AM, Cognasi TR, Shrestha K, Greene ER. Akute Auswirkungen des Gehens auf den menschlichen zerebralen Blutfluss. Eingereicht bei FASEB Experimental Biology 2016 San Diego.

(3) Colmenares, Andrea Mendez, et al. "Weiße Materie-Plastizität bei gesunden älteren Erwachsenen: Die Auswirkungen von Aerobic-Übungen." Neuroimage 239 (2021): 118305.

(4) Oppezzo, Marily, und Daniel L. Schwartz. "Geben Sie Ihren Ideen Beine: Der positive Effekt des Gehens auf kreatives Denken." Journal of experimental psychology: learning, memory, and cognition 40.4 (2014): 1142.

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