Löpning är Big bang för hjärnan

Innan det fanns elektriskt ljus var det ovanligt med småätande sent på kvällen. Man åt en gemensam middag, sedan var det sängdags. Så uppfann Thomas Edison glödlampan som släckte natten. Edison tyckte att sömn var slöseri med tid och sov själv bara 3-4 timmar per natt. Han var före sin tid.

Thomas Edison — “Sleep is a criminal waste of time, inherited from our cave days”

Hundra år efter Edison är myndigheterna öppna 24 timmar om dygnet. TV, mobiler och paddor lyser i mörket. Det har fått konsekvenser. I snitt sover vi 1-2 timmar mindre än i början av 1900-talet. Skiftarbetare och nattarbetare har en förhöjd risk att drabbas av cancer och hjärtinfarkter. Det kanske delvis beror på att vi äter vid fel tidpunkter i förhållande till vår biologiska klocka. Alla hominider är dagaktiva och söker skydd på natten. Natten är till för vila och återhämtning.

Under större delen av mänsklighetens historia har vi ätit på dagen och sovit på natten. På senare tid har i vi vidgat både ätfönster och midjemått. Finns det ett samband? Är när vi äter lika viktigt som vad vi äter? 

Periodisk fasta
Tidigare har forskare visat att en grupp möss som åt fet mat, men bara fick äta under 8 timmar, var friskare och smalare än möss som hade tillgång till samma sorts och samma mängd mat hela dygnet. Denna upptäckt ligger delvis bakom att olika typer av periodisk fasta, typ 16/8 och 5/2, blivit populära på senare år.

I en studie, som publicerades förra året i tidskriften Cell Metabolism, tycks det som om en begränsning av kaloriförbrukningen till en 8- till 12-timmars-period minskar risken för fetma, diabetes och höga kolesterolvärden. I studien fick 400 möss – i olika storlekar – testa diverse dieter och tidsfönster. Det visade sig att oberoende av mössens vikt, vilken diet de följde och till viss del även längden på fastan, innebar tidsbegränsat ätande stora hälsofördelar för mössen. Bäst effekt gav fasta på 12-15 timmar, medan 9 timmar bara gav en blygsam effekt. 12 timmar är ett halv dygn, dvs en fasta från middag till frukost utan kvällsmål. Det är inte särskilt ansträngande.

Stora vita fettdroppar (till vänster) syns hos möss som hade fri tillgång till en fettrik kost jämfört med de möss som åt lika mycket mat men under en begränsad tid (till höger). Bild: Salk Institute for Biological Studies. 

Forskarna testade även vad som hände om mössen fick fri tillgång till fet mat under två dagar, förmodligen för att efterlikna ovanan överdrivet helgätande. Det visade sig att dessa möss vägde mindre än de möss som åt fritt hela veckan och skillnaden var bara marginell jämfört med de möss som fastade hela veckan.

De möss som ändrade ätmönster från fri tillgång till fet mat till tidsbegränsat ätande, tappade 5 procent av sin kroppsvikt på några dagar. Efter 38 veckor vägde de i snitt 25 % mindre och hade mer muskelmassa än de som åt när de ville. Alla gick inte ner i vikt, men alla minskade sin fettprocent. Vidare såg man att flera molekylära vägar som går snett i olika metabola sjukdomstillstånd, rätades ut av den tidsbegränsade mathållningen.

Gäller det även människor? För att ta reda på det rekryterades 16 försökspersoner till en randomiserad studie vid University of Surrey. Forskarna mätte personernas kroppsfett, blodsocker, blodfetter och kolesterolnivåer i början av studien. De fördelades sedan slumpmässigt till en av två grupper, blå eller röda.

De blåa, som var kontrollgruppen ombads att fortsätta som vanligt. De röda ombads att hålla sig till sin normala kost, men äta frukost 90 minuter senare, och middag 90 minuter tidigare. Detta innebar tre extra timmar fasta varje dag.

Den röda gruppen som fastade hade i genomsnitt förlorat mer kroppsfett och sett större fall i blodsockernivåer och kolesterol än kontrollgruppen. Så det var ett mycket positivt resultat och den första randomiserade studien av detta slag som genomförts på människor.

Äta eller sova?
Det finns evolutionära anledningar till varför det är svårt att sova om man är hungrig. I en studie på svältande flugor såg man att de sov sämre än mätta flugor. Om en fluga sover kan den inte äta, om den äter kan den inte sova. En svältande fluga som väljer att sova kanske aldrig vaknar mer, därför väljer den att leta efter mat istället för att sova. Dygnsrytmen regleras av hur hungrig flugan är. Muterade flugor utan dygnsrytm sover bara 30 % av normala flugors sömn – precis som om de var hungriga hela tiden.

Vi är som de muterade flugorna med störd dygnsrytm. Vi irrar runt och söker oss mot köket om vi stannar uppe för länge. Vi lever ett liv i konstgjort ljus, drivs av koffein och undviker solen genom att sitta inne. Produktionen av sömnhormonet melatonin blir störd när tallkottkörteln inte får rätt information om den naturliga skiftningen mellan ljus och mörker. 

Vi går ner i vikt genom att sova på natten. Tyvärr går man ju upp igen på morgonen ;). Bild på trött hjärnfysiker under juldagarna från instagrm.

I en australisk studie samlade man in information om 2200 barn i åldrarna 9-16 år. Resultatet av studien var entydigt. Ungdomarna som gick i säng senare var med 50 procent högre sannolikhet överviktiga.

Den som sover dåligt riskerar att bete sig som ett svältande djur och leta mat istället och mat som man äter sent tycks vara mer fettbildande än mat som man äter mitt på dagen. Det är ett nytt och spännande perspektiv på fetmaepidemin och även om den inte förklarar allt, så visar den att allt hänger ihop och börjar man dra i rätt tåtar, kanske man kan dra igång en orsakskedja som sakta rullar utvecklingen åt rätt håll igen. 

Kanske kommer någon att lansera 12 timmar fasta som 12/12 och skriva en ihopkokbok. Det verkar inte finnas någon gräns för antalet kokböcker baserade på olika dieter. Men 12/12 är ingen diet, utan ett naturligt ätmönster. Genom att följa kroppens biologiska klocka, så går livet lite mer i takt med sig självt.

Igår sken solen. Det var 13 grader kallt. Vit gnistrande snö. Klarblå himmel. Snö som virvlade runt när man rörde den. Jag stoppade ner fötterna i mina numer nästan tandlösa icebugs och sprang till vägen som leder till skogen. Jag lämnade vägen och sedan stigen. Stubbar, rötter och stenar döljs under snön. Man kan ana dem i snötäckets kontur. Det är en utmaning, en extra dimension att läsa det man inte ser.

Härligt att spåra

Jag vrickade fötterna på dolda stenar, men inte mer än att jag kunde springa vidare. Små vrickningar gör mig bara starkare, vilket kanske skyddar mig när jag blir (en del hävdar kanske att jag redan är det) riktigt vrickad – på samma sätt som man blir starkare av att hoppa 20 cm 100 gånger, men inte 20 meter en gång. 100 hopp ger styrka, men ett hopp i samma omfattning leder till en säker död. 

Det finns en legend om en kung som tvingades döma sin egen son till döden genom stening. Det var en stor sten som skulle kastas, men kungen löste detta dilemma – far och rättskipare – genom att smula sönder stenen och kasta småstenar. 

En annan legend berättar om kung Mithridates VI som var så rädd att bli förgiftad i likhet med sin far att han åt små mängder gift varje dag, vilket gjorde honom immun mot gifter. När hans arméer besegrades av romarna försökte han ta livet av sig med gift men misslyckades. Han var immun. Vaccinerad. Ett romerskt svärd ändade hans liv. Efter det kallas det mithridatism att utsätta sig för små mängder gift.

Lite lagom stress gör oss starkare
Det kan vara så att mithridatism är orsaken till att grönsaker som t ex broccoli är så nyttiga. När vi äter grönsaker, äter vi också deras giftiga kemiska försvar som de utvecklat mot växtätare. Växter kan döda eller minska fertiliteten och på så sätt minska antalet hotfulla växtätare i framtiden. Men genom att vi äter små mängder av dessa gifter, blir våra egna celler starkare.

Gammal tall som utstått mycket stress.

Även fasta gör oss starkare. Fasta utsätter kroppen för stress. När det inte finns tillräckligt mycket mat dör celler, men det är de svaga cellerna som dör först. De starka överlever. Det är som en rensning av kroppen. När kroppen inte behöver ägna all kraft åt matsmältning, finns det mer resurser till att bygga upp kroppen och göra den starkare. 

Nya studier visar att fasta tar död på svaga immunceller, samtidigt som bristen på mat aktiverar bildandet av nya celler som tillsammans med de starka som återstår bygger upp systemet igen. Det omvända gäller antibiotika. Antibiotika dödar bakterier och räddar människoliv, men på lång sikt blir de bakterier som överlever allt starkare och vi människor är dåliga på att förstå den typen av ickelinjära samband. 

Motgångar gör oss också starkare, som jag skrev i ett inlägg förra veckan. Det ska vara lagom stora motgångar, ungefär som ett hopp på 20 cm. Det skyddar när man ska hoppa 2 meter. Den som aldrig hoppat, vågar kanske inte hoppa när det är dags och förr eller senare måste man hoppa om man vill komma någonstans. Att våga är att förlora fotfästet en liten stund, att inte våga är att förlora sig själv, som Kierkegaard sa.

Tur man inte är en mobil
Efter en dryg timme ute i skogen slocknade mobilen. Mobiler är sköra. De skulle inte klara sig länge i naturen. Allt i naturen har anpassat sig till det förutsägbara och oförutsägbara klimatet. Naturen är bättre på att skapa hållbara system. Vår teknik är långt efter. Man behöver bara se in i en cell för att begripa det. Naturen är stark, därför att den hela tiden kämpar för att överleva. Det gör mobiler också. Nokia och Ericsson var bra, men de dukade under i kampen om konsumenternas preferenser som tydligen inte omfattar köldtåliga mobiler.

Belöningen efter en lång löptur. Där är havet.

Jag älskar att springa på måfå i skogen. Jag har starka vrister och försöker förutse vad som finns under snötäcket. På sommaren springer jag ofta barfota, vilket aktiverar hela kroppen från fot till hjärna. Det finns plats för planering och planer också, men alltför många färdiga planer gör att jag känner mig som en turist i mitt eget liv. Jag vet på förhand vad jag ska uppleva och när det händer har det på sätt och vis redan hänt. Där är havet. Jaha.

Förra veckan sprang jag förbi ett gäng tjejer som var ute och löptränade. Alla hade hästsvans och svansarna dansade fram och tillbaka i takt med deras samordnade löpsteg. Deras skallar var dock helt stilla, i likhet med min skalle. Annars hade jag inte kunnat göra den iakttagelsen. Det finns något som balanserar huvudet. Detta är särskilt tydligt om man fäster blicken på en punkt långt bort, eller på väggen om man springer på ett löpband. Hela kroppen – armar och ben – pumpar och rör sig, utom blicken som sitter fast som en målsökande laser. Det är nästan så att jag springer i trans, när jag fäster blicken på detta sätt. Det kanske ger ett meditativt lugn? Ungefär det beslutsamma lugn som uthållighetsjägare en gång kände då de hade blickan fastnaglad vid ett bytesdjur i fjärran.

En av människans viktigaste anpassningar till löpning var utvecklingen av nackligament som stabiliserade huvudet. Tittar man på schimpanser eller grisar ser man hur deras huvud studsar fram och tillbaka när de springer – de saknar detta ligament. Löpare som hästar, vargar och människor har dock oberoende av varandra utvecklat kraftiga nackligament. Tack vare dessa stabilisatorer kan vi hålla huvudet stilla, vilket är en anmärkningsvärd konstruktion för en tvåbent varelse som människan. 

Nackligamenten som håller skallen på plats när vi hoppar fram på ett ben.

På fyrbenta djur som vargar är huvudet riktat som en projektil framåt. De styr som målsökande robotar mot bytet med hjälp av lukt och syn. Det är extremt svårt för en tvåbent varelse som människan vars huvud studsar upp och ner på en hoppstylta. En bra löpare rör sig så ekonomiskt som möjligt och tack vare muskler, senor och armar kan vi balansera huvudet på skaftet och samtidigt hålla det stabilt både vertikalt och horisontellt. Våra ögon är riktade framåt som hos en målsökande varg, inte åt sidan som på flyende rådjur och kaniner.

När vi rör huvudet känner örats båggångar av dessa rörelser och aktiverar en reflex som stabiliserar bilden av t ex ett bytesdjur på mitten av synfältet genom att producera en ögonrörelse i motsatt riktning till huvudets rörelse (vestibulo-okulära reflexen). Vi kan vrida bålen och huvudet när vi springer, men ändå fixera blicken på ett mål i fjärran. Reflexen måste ha varit viktig när vi jagade byte. 

Den vestibulo-okulära reflexen. Klurig i all sin enkelhet.

Riskfri hallucination
Bland det märkligaste man kan uppleva utan droger är att fästa blicken på en nära vän i 10-15 minuter och det ska inte vara alltför ljust. Det bör nog vara en nära vän, eftersom man ska stirra in i varandras ögon så länge. Efter en stund händer märkliga saker. Man kommer in i ett annat medvetandetillstånd och ser sådant som inte finns, ibland redan efter någon minut.

I en studie delades 40 personer upp i par. Varje par satt sedan i stolar i ett svagt upplyst rum, placerade en meter från varandra. Belysningen var tillräckligt stark för att visa ansiktsdrag, men färgseendet var inte lika bra. Hälften av paren satt mitt emot varandra, medan de andra satt vända från varandra och stirrade på väggen.

Efter 10 minuter avslöjades några ganska spännande effekter. 90 % av de som satt mitt emot varandra upplevde partnerns ansikte som deformerat, 75 % såg monster och 15 % såg döda släktingar i den andres ansikte. De som stirrade in i en vägg såg dock bara en vägg.

Testa på egen risk:) 

Varför saktar löpare ner? Sitter det i benen eller i huvudet? Tidigare trodde man att prestationen begränsades av hjärta, lungor och muskler, men alltfler menar nu att gränserna för vår förmåga sitter i hjärnan och att det är vår subjektiva upplevelse av ansträngning som sätter denna gräns.

En av de första studierna som pekade upp mot hjärnan kom redan 1980. Två grupper cyklade 85 % av VO2max. En grupp skulle cykla i 20 minuter, den andra gruppen i 30 minuter. I själva verket stoppades båda grupperna efter 20 minuter. De som trodde att de hade 10 minuter kvar sa att de kände sig betydligt mindre trötta än cyklisterna i den andra gruppen. De cyklade lika hårt, men kunskapen om att det var tio minuter kvar gjorde att de kände sig mindre trötta.

The Central Governor
I slutet av 1990-talet lanserade Timothy Noakes, professor i idrottsvetenskap, en modell som han kallade Central Governor. Enligt denna modell skyddas uthållighetsidrottare av en omedveten skyddsmekanism som finns i hjärnan. Denna mekanism reglerar muskelanvändning och hindrar kroppen att överträffa sin kapacitet, vilket annars skulle kunna leda till värmeslag, hjärtproblem och död. Det bästa beviset för denna teori är att den sista biten av ett lopp alltid går fortast, då vi enligt de tidigare teorierna borde vara som tröttast. När hjärnan vet att vi kommer att överleva, släpper den på bromsen och låter oss öka farten.

Noakes teori handlade till en början om att hjärnan var en omedveten broms, men i takt med nya observationer har det lagts till nya förklaringar, något som kallas ad-hoc inom vetenskapsteorin. Det tycks nu som om Noakes teori förklarar allt, och därmed är det kanske ingen vetenskaplig teori längre. Ett avgörande kriterium på en vetenskaplig teori är nämligen att det måste finnas testfall som skulle kunna falsifiera teorin. Noakes skriver själv att ”The prediction of this model is that potentially everything…can potentially affect athletic performance”.

Central governor-teorin som förklarar allt och därmed är svår att testa.

Andra forskare har dock tagit vid där Noakes ”slutade”. En kritik mot Noakes teori är att om vi styrs av omedvetna mekanismer, vad kan vi då göra åt det? Medvetandet spelar ju en roll, och i Noakes reviderade teori (bilden ovan) kan idrottaren påverka sin prestation. En av de främsta kritikerna är Samuele Marcora vid University of Kent. I en serie experiment har han utvecklat Noakes teori till en enklare och testbar psykobiologisk teori om motivation och upplevd ansträngning. Enligt denna teori är tankar och känslor helt avgörande för vår prestationsförmåga. 

Den psykobiologiska teorin
Träning handlar inte bara om att bygga muskler och att förbättra syreupptagnings-förmågan; hård träning lär också hjärnan att höga nivåer av ansträngning inte är livshotande. Hjärnan lär sig att tolerera och hantera allt som påverkar oss när vi fattar ett medvetet beslut om att sakta ner eller ge upp. I grunden handlar det om att hantera känslan av ansträngning. Det är nyckeln. Denna känsla skapas genom att en kopia av motoriska signaler till musklerna skickas till ett område i hjärnan där informationen sammanställs, och ger upphov till en medveten uppfattning av ansträngning som speglar hur mycket muskler vi använder. Ju mer vi springer, desto mer ansträngda blir vi tills vi når gränsen för vad vi klarar av. När vi stannar – oavsett om vi springer backintervaller eller maraton – upphör denna ansträngande känsla. Hård träning ger inte bättre resultat om denna träning inte samtidigt leder till att känslan av ansträngning minskas. Det är denna känsla som begränsar oss.

Den enklare psykobiologiska modellen 

Forskare har visat att mental trötthet – den typ som orsakas av långa möten eller tentor – försämrar uthålligheten direkt efteråt. I en studie från 2009, delades cyklister upp i två grupper som trampade på 80 procent av max så länge de kunde. Den enda skillnaden mellan de två grupperna var att en grupp gjorde ett 90 minuter långt kognitiv test som krävde mycket uppmärksamhet. Den andra gruppen såg en dokumentär om tåg, som inte krävde särskilt mycket uppmärksamhet. De mentalt utmattade cyklisterna gav upp i genomsnitt 15 procent tidigare, trots att alla muskler var i samma form som hos de som såg en dokumentär som inte var lika krävande.

Fysisk och mental trötthet är alltså likvärdiga fenomen i hjärnan. Detta nya synsätt påverkar inte grunden som handlar om att träna löpning. Det som förändrats, är att man nu tror att träning av hjärnan – så kallad hjärnuthållighetsträning – är ett effektivt sätt att öka prestationsförmågan. Våra prestationer påverkas av viljestyrka och motivation. Vår subjektiva uppfattning av ansträngning och vår kunskap om sträcka och tid avgör hur mycket vi orkar och vilket tempo vi håller. Våra upplevelser, hastigheter och ansträngningar lagras i minnet och ger återkoppling på vårt beteende. Dessa faktorer kan påverkas på tusentals sätt.

Varierad träning
Nu när snön har kommit blir det gissningsvis två pass löpning och två pass skidåking den här veckan. På söndag ska jag köra ett långpass men jag vet inte om jag väljer pjäxor eller icebugs. Det bestämmer jag i sista minuten och jag tror vädret fäller avgörandet. Är det riktigt fint med solstrålar som silas genom grenverken, då är chansen stor för skidor. Om det är grått eller snöar, blir det nog att pulsa i snö med icebugs. Att springa i snö är ju nästan som att springa i sand. Fast jag springer inte barfota i snö.