Perubahan otak mungkin menjelaskan mengapa olahraga mengurangi autisme pada tikus
Olahraga tampaknya mengubah otak dengan cara yang dapat mengurangi beberapa karakteristik autisme pada tikus.
Pada tikus yang dibiakkan dengan model gangguan spektrum autisme (ASD), para ilmuwan di Universitas Tokyo di Jepang menemukan bahwa olahraga memicu penghapusan koneksi berlebih di sirkuit otak dan mengurangi perilaku mirip autisme.
Di sebuah Laporan Sel kertas pada pekerjaan mereka, mereka menjelaskan bagaimana mereka menunjukkan bahwa "roda berjalan sukarela memperbaiki kelainan dalam bersosialisasi, pengulangan, dan kecemasan" pada tikus ASD.
Temuan ini memberi bobot pada gagasan bahwa dimungkinkan untuk membalikkan beberapa karakteristik perilaku ASD.
Penulis studi senior Ryuta Koyama, seorang profesor di Sekolah Pascasarjana Ilmu Farmasi di Universitas Tokyo, menunjukkan bahwa mereka tidak memaksa tikus untuk berolahraga; sifat sukarela dari aktivitas fisik merupakan fitur penting dari penelitian ini.
Selain itu, para peneliti tidak mengeksplorasi jenis olahraga yang berbeda dan tidak menyarankan agar orang sekarang mulai menggunakan olahraga sebagai pengobatan untuk ASD.
"Jika anak-anak tertarik," kata Koyama, "mereka harus didorong untuk melakukan olahraga apa pun yang mereka inginkan, tetapi penelitian ini tidak mengungkapkan bagaimana aktivitas yang berbeda dapat memengaruhi otak anak-anak dengan ASD."
ASD, konektivitas otak, dan olahraga
ASD mencakup berbagai subtipe yang memiliki beberapa fitur umum dengan derajat yang berbeda-beda. Ciri-ciri ini termasuk perilaku berulang dan kesulitan dengan komunikasi verbal dan nonverbal serta interaksi sosial.
Tidak ada dua individu dalam spektrum autisme yang memiliki kombinasi atau derajat gejala yang sama. Masing-masing akan memiliki kelompok tantangan dan kekuatan yang unik. Beberapa orang dengan ASD dapat hidup mandiri sementara yang lain membutuhkan banyak bantuan dalam kehidupan sehari-hari.
Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), sekitar 1 dari 59 anak di Amerika Serikat menderita ASD, dengan anak laki-laki empat kali lebih mungkin mengidapnya daripada anak perempuan.
Kelebihan koneksi antara sel saraf, atau neuron, di otak adalah ciri khas ASD.
Otak secara alami menghilangkan koneksi berlebih antara neuron selama masa kanak-kanak. Namun, anak-anak dengan ASD berakhir dengan surplus.
Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa aktivitas fisik dapat mengakibatkan perubahan otak yang signifikan pada orang sehat dan bahkan menunda beberapa degenerasi otak yang menyertai penuaan.
Para ilmuwan yang menjalankan penelitian kecil yang melibatkan anak-anak dengan ASD juga memperhatikan bahwa olahraga tampaknya mengurangi perilaku berulang dan kesulitan dalam interaksi sosial.
Baru-baru ini, para peneliti menemukan bahwa koneksi di sirkuit otak bertahan lebih lama pada orang dengan ASD dibandingkan mereka yang tidak memiliki gangguan tersebut. Selain itu, keparahan gejala tampaknya meningkat sejalan dengan durasi sambungan.
Latihan dan penghilangan koneksi yang lemah
Studi baru dari Jepang sekarang menunjukkan bahwa dengan memicu penghilangan koneksi yang berlebihan, olahraga dapat meningkatkan "penyesuaian" otak pada ASD.
Berspekulasi pada hasil yang mereka temukan pada tikus ASD, Koyama menyarankan bahwa: "Latihan kemungkinan meningkatkan kontras antara koneksi neuron aktif dan tidak aktif sehingga yang lemah dapat lebih mudah ditargetkan untuk dihapus."
Tikus yang dibiakkan sebagai model ASD memiliki banyak karakteristik kondisi yang bertahan lama. Misalnya, mereka tidak banyak berinteraksi dengan tikus yang belum pernah mereka temui sebelumnya, dan mereka melakukan perawatan berulang-ulang. Mereka juga menunjukkan tanda-tanda kecemasan, seperti menunda makan saat berada di lingkungan baru.
Untuk studi baru, tim memasang roda berjalan di kandang tikus berusia 4 minggu dengan ASD. Mereka kemudian mengamatinya hingga mencit mencapai usia dewasa pada usia 8 minggu.
Koyama mengatakan bahwa beberapa tikus "berolahraga dengan sangat intens", sementara yang lain "berolahraga sedikit".
Tim menemukan bahwa setelah hanya 30 hari, perilaku tikus ASD yang berolahraga serupa dengan tikus sehat tanpa ASD.
Para peneliti kemudian memeriksa otak tikus dengan ASD. Mereka memberi perhatian khusus pada struktur spesifik di hipokampus, area yang penting untuk memori dan membuat sel saraf baru di otak orang dewasa.
Mereka menemukan bukti bahwa mikroglia, sel kekebalan yang menghilangkan sel mati dan bahan limbah lainnya di otak, telah menghilangkan koneksi yang kurang aktif antara sel saraf sementara yang aktif tetap utuh.
Untuk menunjukkan bahwa mikroglia yang melakukan pemangkasan, tim kemudian menguji efek pencegahan aktivitas mikroglia pada mencit yang belum dewasa tanpa ASD. Setelah hanya 5 hari tanpa aktivitas mikroglia, kepadatan koneksi otak berbeda dengan tikus dengan aktivitas mikroglia utuh.
"Olahraga sukarela dapat menjadi cara yang aman dan bebas obat untuk meningkatkan kesehatan secara keseluruhan, dan sekarang kami memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana olahraga dapat mengubah struktur otak secara positif pada ASD."
Ryuta Koyama
