KAN TRENING øKE BARNAS HJERNEKRAFT?

Fedre kan være i stand til å videreføre den forbedrede læringsevnen som kommer fra å være fysisk og mentalt aktiv gjennom molekylære endringer i sædcellen, ifølge ny forskning fra Tyskland.

Fedrenes fysiske form kan være til nytte for barnas hjernekraft.

I en artikkel publisert i tidsskriftet Cellerapporter, forklarer forskere fra det tyske senteret for nevrodegenerative sykdommer (DZNE) og University Medical Center Göttingen, også i Tyskland, hvordan de kom til denne konklusjonen etter å ha studert mus.

De fant at eksponering for et stimulerende miljø med mye trening ikke bare økte læringsevnen hos voksne hannmus, men også at denne fordelen ble arvet av deres avkom.

Ytterligere tester viste at effekten ble overført gjennom endringer i RNA-molekyler i fedrenes sæd.

Forskerne identifiserte to spesifikke microRNA-molekyler - kalt miRNA212 og miRNA132 - som hovedansvarlige. MicroRNA er en gruppe molekyler som kontrollerer genaktivitet uten å endre det underliggende DNA.

Den nye studien gir ytterligere bevis på en “epigenetisk” arveprosess der ferdigheter kan overføres til neste generasjon uten å involvere DNA.

Epigenetisk arv

I sin artikkel oppsummerer senior studieforfatter André Fischer, professor ved Institutt for psykiatri og psykoterapi ved DZNE, og hans kolleger nylige bevis på "ikke-genetiske mekanismer" for arv.

Mekanismene gjelder det nye feltet av epigenetikk, der forskere samler mer og mer bevis på hvordan miljøfaktorer - som livsstil og diett - av en generasjon påvirker biologisk utvikling, helse og sykdom i neste generasjon.

Epigenetiske mekanismer endrer genuttrykk uten å endre DNA. De påvirker celleaktivitet ved å slå gener på og av og for eksempel endre mønstre for proteinproduksjon.

Nyere studier antyder at epigenetiske endringer kan overføres gjennom sædceller. Forskning som nylig ble presentert på en konferanse, viste for eksempel at eksponering for en levetid med mild stress kan endre sæd hos hannmus på en slik måte at den former hjernens utvikling hos deres avkom.

Trening og ‘synaptisk plastisitet’

Prof. Fischer og kollegaer bemerker at fysisk trening kombinert med kognitiv trening - som de refererer til som "miljøberikelse" - er kjent for å redusere risikoen for ulike sykdommer, inkludert de som påvirker hjernen.

Spesielt har studier på rotter og mennesker vist at miljøberikelse kan øke "synaptisk plastisitet", som bestemmer hvor godt hjerneceller kommuniserer, og er også anerkjent som det biologiske grunnlaget for læring.

Imidlertid, mens studier også har avslørt at oppdrett av mus i berikede omgivelser kan føre til forbedret synaptisk plastisitet hos sine avkom, er det ikke klart om dette også er tilfelle hvis eksponeringen bare skjer i voksen alder.

I tillegg er mekanismen der den økte synaptiske plastisiteten arves gjennom dårlig forstått, merk forfatterne.

For studien tok forskerne to grupper hannmus. De tillot den ene gruppen å oppleve miljøberikelse, som inkluderte mye trening, i 10 uker, mens den andre gruppen ble værende i "hjemmebur".

De oppdaget at musene som hadde opplevd miljøberikelse, viste en "signifikant økning" i synaptisk aktivitet i hippocampus, som er et område i hjernen som er viktig for læring, sammenlignet med musene i buret (kontrollene).

Fordelen overføres gjennom sæd-RNA

I neste fase av studien tok forskerne ytterligere to grupper av voksne hannmus og la dem gjennom samme diett, bortsett fra at de etter 10 uker parret dem med hunnburede hunner.

Teamets resultater avslørte at avkomene til hannmusene som hadde opplevd miljøberikelse i voksen alder også hadde økt hippocampus synaptisk aktivitet, sammenlignet med avkomene til de mannlige kontrollene.

Forfatterne bemerker at siden mødrene aldri hadde opplevd miljøberikelse, må fordelen ha gått gjennom fedrene.

I ytterligere eksperimenter ekstraherte de RNA fra fedrenes sæd og injiserte det i befruktede museggceller.

Det ble oppdaget at avkom fra egg med sæd-RNA fra mus som hadde blitt utsatt for miljøberikelse i voksen alder hadde "forbedret synaptisk plastisitet og læringsevne" sammenlignet med avkom fra egg med sæd-RNA fra kontrollmus.

Forskerne konkluderte med at miljøberikelse, eller å være mer fysisk og mentalt aktiv, i voksen alder kan øke kognitiv evne hos avkom, og at dette videreføres gjennom sæd-RNA.

Ved å bruke mer presise injeksjoner av RNA forsøkte teamet å identifisere de nøyaktige RNA-molekylene som var ansvarlige for den epigenetiske arven til den forbedrede læringsevnen. De fant at miRNA212 og miRNA132 sto for det meste.