Laufen gegen die Depression mit Hirn und Herz

Körperliche Aktivität wirkt sich positiv auf unsere physische und mentale Gesundheit aus. Gerade in Zeiten der Pandemie werden die vielfältigen positiven Auswirkungen körperlich aktiv zu sein in einem zunehmenden Ausmaß erkannt. Aktuelle neurowissenschaftliche Studien zeigen, dass bereits zwei Wochen regelmäßiges Laufen in moderater Intensität depressive Symptome lindern und gleichzeitig das Volumen im Hippokampus erhöhen kann eine Gehirnstruktur, die oft mit Depressivität in Verbindung gebracht wird. Unklar ist allerdings, ob die beobachteten trainingsbedingten Veränderungen durch biologische oder soziale Faktoren, oder durch eine Kombination aus beiden verursacht werden. Da Sport- und Bewegungsprogramme oft in Gruppen durchgeführt wurden, besteht viel Grund zur Annahme, dass hier neben biologischen Faktoren auch soziale Mechanismen eine Rolle spielen dürften. Genau hier knüpft dieses Forschungsprojekt an. Sind die Effekte des Laufens durch biologische oder soziale Faktoren, oder durch eine Kombination dieser Faktoren bedingt? Es werden zwei Gruppen von Läufer*innen untersucht, die Teilnehmer*innen der einen Gruppe laufen alleine, die der anderen in kleineren Gruppen. Alle Teilnehmer*innen laufen über mehrere Wochen auf ein und derselben Strecke, die durch ein meist bewaldetes Gebiet führt. Das Studiendesign sieht mehrere Testzeitpunkte vor (jeweils inkludiert sind Kernspintomografie zur Erfassung der Gehirnfunktion und -struktur; psychologische Tests; Elektrokardiografie zur Erfassung der Herzaktivität, EKG), um zu untersuchen, ob allfällige Interventionseffekte über die Zeit stabil bleiben, auf das Ausgangsniveau zurückfallen, oder als wichtige Erweiterung zur Literatur ob sie bei einer Weiterführung der Intervention noch weiter zunehmen. Die Effekte der Intervention sollen im Hinblick auf affektive Funktionen (depressive Symptome, Stresserleben) und kognitive Funktionen (z.B. Kreativität) untersucht werden. Die Erfassung von Parametern aus dem EKG (z.B. Herzratenvariabilität) soll über interventionsbedingte Veränderungen von psychophysiologischen Aspekten des Stresserlebens und Indikatoren der physischen/mentalen Fitness Aufschluss geben. Dieses Forschungsprojekt soll Befunde in diesem Bereich replizieren und erweitern, speziell im Hinblick auf Dosis und Wirkung. Außerdem stellt die kontinuierliche Erfassung von funktionellen und strukturellen Charakteristika des Gehirns über den Studienzeitraum eine wesentliche Erweiterung der Forschung in diesem Bereich dar, ebenso die Untersuchung der zugrundeliegenden Mechanismen (biologisch und/oder sozial). Psychophysiologische Parameter aus dem EKG stellen wichtige Biomarker allfälliger Veränderungen des Stresserlebens dar. Da kontrollierte Interventionsstudien speziell bei jungen Erwachsenen aus der Normalpopulation selten sind, stellt dieses Forschungsprojekt wichtige neue Erkenntnisse über die Rolle von körperlicher Aktivität auf affektive, kognitive und Hirnfunktionen in Aussicht.

Körperliche Aktivität ist mit breit gefächerten Vorteilen für die körperliche und psychische Gesundheit verbunden. Neuere neurowissenschaftliche Arbeiten zeigen, dass regelmäßiges, moderat intensives Laufen depressive Symptome signifikant verringern und das Volumen des Hippocampus - einer Hirnregion, die bei Depression eine zentrale Rolle spielt - vergrößern kann. Unklar ist jedoch, ob diese Veränderungen in erster Linie durch biologische Mechanismen, soziale Mechanismen oder durch eine Kombination aus beiden angetrieben werden. Da viele Interventionen zur körperlichen Aktivität in Gruppen durchgeführt werden, könnten soziale Prozesse neben biologischen Faktoren zu den beobachteten Effekten beitragen. Um diese Fragen zu untersuchen, setzten wir ein Studiendesign mit zwei Lauf-Interventionsarmen um - einem individuellen und einem in Kleingruppen - sowie einer Wartelisten-Kontrollgruppe, die die Intervention nach der Abschlussmessung erhielt. Die Teilnehmenden wurden zu drei Zeitpunkten untersucht: zu Beginn, nach zwei Wochen Laufen und nach weiteren zwei Wochen (insgesamt vier Wochen). Zu jedem Zeitpunkt absolvierten die Teilnehmenden eine Elektrokardiografie (EKG), eine (funktionelle) Magnetresonanztomografie (fMRT), körperliche Fitnesstests und psychometrische Testungen. Dieses Design ermöglichte es uns, individuelles Laufen, Laufen in Kleingruppen und keine Intervention im Hinblick auf strukturelle Veränderungen im Hippocampus, Reduktionen depressiver Symptome und andere affektivkognitive Outcomes zu vergleichen. Zudem konnten wir die Stabilität dieser Effekte nach Absetzen der Intervention prüfen. Ein zentrales und neuartiges Merkmal des Designs war, dass nach dem PostTest die Hälfte der Teilnehmenden in den beiden Laufbedingungen die Intervention fortsetzte, während die andere Hälfte sie beendete. So konnten wir untersuchen, ob fortgesetztes Laufen zu weiteren Zunahmen des Hippocampusvolumens und zusätzlichen Reduktionen depressiver Symptome führt. Die Daten für diese umfassende neurowissenschaftliche Interventionsstudie wurden über einen Zeitraum von etwa zwei Jahren erhoben und werden derzeit analysiert sowie für die Veröffentlichung aufbereitet. Die Analysen umfassen laufinduzierte Veränderungen funktioneller Gehirncharakteristika, strukturelle Eigenschaften mittels konventioneller voxelbasierter Morphometrie (VBM) und FreeSurferAuswertungen mit Fokus auf HippocampusSubfeldern, Veränderungen der Faserverbindungen sowie Parameter aus dem EKG und psychometrischen Erhebungen. Die Ergebnisse aus den vielfältigen Daten des vierwöchigen Studienzeitraums werden uns wichtige Aufschlüsse über die ersten und frühesten Veränderungen nach Beginn des Lauftrainings liefern. Dadurch soll die Grundlage geschaffen werden, künftig zu untersuchen, wie sich diese (Hirn)Veränderungen bei längerer Trainingsdauer und unterschiedlichen Intensitäten weiterentwickeln. Das Verständnis des zeitlichen Verlaufs neuroplastischer Veränderungen in Abhängigkeit von der Trainingsdosis zählt zweifellos zu den spannendsten Fragen für zukünftige longitudinale NeuroimagingStudien in diesem Bereich.