Versterking van het langetermijngeheugen door middel van fysieke activiteit na het leren

Het begrip geheugenconsolidatie verwijst naar het proces waarin nieuw opgedane
herinneringen een stabiele, persistente vorm krijgen. Er is weinig bekend over
de neurale en cognitieve processen die verantwoordelijk zijn voor deze
geheugenfunctie. Recent dierenonderzoek heeft geleid tot de 'Synaptic Tagging
and Capture" hypothese. Deze theorie stelt dat cellulaire geheugenconsolidatie
processen ingedeeld kunnen worden in een vroege en een late fase. In the vroege
fase van geheugenconsolidatie wordt de mogelijkheid tot neurale
langetermijnveranderingen gecreëerd door de ervaring van het te-onthouden
fenomeen. Deze mogelijkheid wordt echter alleen gerealiseerd als een langdurige
verandering in de late consolidatie fase wanneer deze samengaat met bepaalde
moleculaire omstandigheden. De belangrijkste hiervan zijn plaatselijke
dopaminerge en adrenerge activatie, alsmede het vrijkomen van
plasticiteitsbevorderende eiwitten. In afwezigheid van deze moleculen vervalt
de oorspronkelijk potentiatie binnen twee uur nadat deze heeft plaatsgevonden.
Als dit gebeurt is het creëren van een langetermijn herinnering niet meer
mogelijk. In dieren is onlangs aangetoond dat, binnen de kritieke periode,
moleculaire en gedragsmatige interventies die dopaminerge en adrenerge
signalering verhogen herinneringen beschermen die anders zouden vervallen.
Het is daarnaast in de wetenschappelijke literatuur aangetoond dat lichamelijke
activiteit en sport gerelateerd is aan verhoogde dopamine en noradrenaline
afgifte. Ook is lichamelijke activiteit geassocieerd met verhoogde
plasticiteit, wat te herleiden valt tot het vrijkomen van extra BDNF en andere
neurotrophins. De grootte van deze fysiologische veranderingen is direct
gerelateerd aan de intensiteit van de lichamelijke activiteit. Deze feiten
leiden in combinatie met de huidige theorieën tot de voorspelling dat het doen
van lichamelijke activiteit binnen 2 uur na het leren gunstig is voor het
langetermijngeheugen. Het doen van lichamelijke activiteit meer dan 2 uur na
het leren is daarentegen naar verwachting niet effectief. Deze exploratieve
studie zal deze voorspellingen testen in een populatie van gezonde menselijke
vrijwilligers.

Het doel van het exploratieve onderzoek is het onderzoeken van de neurale en
gedragsmatige effecten van lichamelijke activiteit na het leren op het
langetermijngeheugen in mensen.

Een exploratieve, gerandomiseerde, open, groepsgebonden, interventie studie in
parallelle groepen met fMRI metingen tijdens het ophalen van associatieve
herinneringen.

Twee groepen vrijwilligers nemen deel aan lichamelijke activiteit met hoge intensiteit en een controle sessie van gelijke lengte na het uitvoeren van een associatieve geheugentaak. Het protocol van de twee groepen verschilt alleen wat betreft de volgorde van de experimentele condities (controle > activiteit danwel activiteit-> controle) maar proefpersonen ervaren altijd beide condities tijdens de studie. Het is een parallel design. De lichamelijke activiteit bestaat uit het deelnemen aan een sub-maximale interval training sessie op een hometrainer van ongeveer 35 minuten. De intensiteit van de activiteit wordt gebaseerd op de geschatte maximale hartslag van de proefpersoon, en zal daarom worden vastgesteld op een individuele basis. De maximale hartslag is de hoogste hartslag die een proefpersoon kan bereiken zonder complicaties te ontwikkelen en wordt berekend met een leeftijdsgecorrigeerde formule. Er is hiervoor dus geen inspanningstest nodig. De "hoge intensiteit" sessie zal een maximale intensiteit kennen van 80% van de maximale hartslag.

Sub-maximale hometrainer training is gerelateerd aan verwaarloosbare
gezondheidsrisico's bij jonge gezonde vrijwilligers zonder hoge bloeddruk, een
normaal ECG en zonder voorgeschiedenis van cardiovasculaire ziektes. MRI
opnames zijn veilig mits uitgevoerd door gekwalificeerd personeel en mits de
juiste voorzorgsmaatregelen worden genomen.