Игры, секс и общение против старения

Наука о нейрогенезе предполагает, что можно создавать нейроны, которые улучшают память и навыки мышления. Многое в старении не поддаётся контролю, но память — исключение.

С 19 века существует миф, что мозг взрослого человека не может создавать новые нейроны. Что дано с рождения — с тем и проживём оставшуюся жизнь. До начала 20-х годов 20 века считали, что нейрогенез возможен только на ранних стадиях эмбрионального развития.

Нобелевский лауреат нейробиолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль утверждал, что нервные клетки в мозге не восстанавливаются: «Центры взрослого мозга представляют собой нечто установленное, законченное и неизменное».

Что помогало существованию мифа?

— невозможность возвращения к нормальной жизни больных с поражениями ЦНС;

— идея о тонкой настройке ЦНС и невозможность её нормальной работы в случае вмешательства новых клеток;

— отсутствие технических средств для исследования мозга.

Поиск новых клеток

В конце 60-х годов эксперименты на мозге крыс послужили отправной точкой для развития концепции нейрогенеза у взрослых. Джозеф Альтман использовал метод авторадиографии с тимидином для доказательства процессов нейрогенеза в гиппокампе, коре и обонятельных луковицах у крыс, морских свинок и кошек. Альтман выдвинул идею, что новые нейроны влияют на обучение и формирование памяти.

В 70-х годах Михаэль Каплан и Джеймс Хиндс с помощью электронной микроскопии повторили и подтвердили эксперимент Альтмана. В 80-х годах нейробиолог Фернандо Ноттебоум заметил образование новых клеток в мозге канареек в период спаривания. При обучении новым элементам пения у канареек происходит образование новых клеток.

В 90-е годы нейробиологи Питер Эрикссон и Фред Гейдж впервые обнаружили нейрогенез в гиппокампе человека. Исследования проводили на раковых больных и подтвердили нейрогенез взрослых. Пациенты принимали вещество, отслеживающее деление раковых клеток. Одновременно с раковыми можно было увидеть деление других клеток и формирование новых. Вещество нашли в тучных клетках гиппокампа — в зубчатой извилине.

В других экспериментах разрушение нервной ткани вызывало реактивный нейрогенез. Из-за поражения префронтальной коры начинали разрастаться клетки нервной ткани, происходила миграция и дифференциация молодых нервных клеток для регенерации поврежденной зоны. Новые клетки постепенно заменяли мертвые нейроны, а новая префронтальная кора была неотличима от старой.

На что мы способны

Наш мозг способен производить новые клетки, которые могут улучшить когнитивные функции. Новые нейроны образуются в гиппокампе — области, участвующей в формировании эмоций и процессе перевода воспоминаний в долговременную память.

Гиппокамп создаёт около 700 нейронов в день. По мере старения возрастает продолжительность цикла деления при образовании новых клеток, и падает интенсивность.

Новые нейроны образуются в субвентрикулярной и субгранулярной зонах. У большинства млекопитающих нейроны, образующиеся в субвентрикулярной зоне, мигрируют в обонятельную систему, а у людей — в полосатое тело. Полосатое тело регулирует работу внутренних органов, мышечный тонус, контролирует движения. При повреждении полосатого тела возникает синдром Туррета, болезнь Паркинсона и Хантингтона.

Чтобы выяснить, что влияет на нейрогенез, профессор Фред Гейдж из Университета Салка построил город для мышей: с играми, лабиринтами и колёсами для бега. «Городские» мыши показали более интенсивный рост нейронов по сравнению с мышами в простых клетках.

Часть вновь образованных клеток погибает, если их не использовать. Животные, получающие новые игрушки, показывают лучшую выживаемость нейронов. Чтобы новый нейрон прижился, ему надо встроиться в существующую сеть. Новые связи появляются при обработке новой информации. Интенсивная работа мозга при обучении — решающий фактор эффективного нейрогенеза.

Встраивание нейронов в существующую сеть происходит при переживании «ага-эффекта» в процессе получения и переработки информации. Ага-эффект — результат нового взгляда на проблему, которую никак не удавалось решить. Решение становится результатом схватывания разрозненных элементов, уже хранящихися в нашей памяти, но не складывающихся до этого в единый объект. Использование и объединение уже существующей информации в процессе обучения вызывает интенсивный рост новых клеток.

Нейроны в действии

По мере старения интенсивность нейрогенеза замедляется. Начинаются проблемы с разделением и хранением воспоминаний. Разговоры с разными людьми в один день могут запоминаться как один или перемешиваться между собой.

В старости гиппокамп по-прежнему производит около 700 новых нейронов в день согласно исследованию 2013 года в журнале Cell. В сравнении с миллиардами клеток — 700 клеток совсем немного. Но к 50 годам все эти 700 нейронов, образующихся каждый день, полностью замещают те, которые были у нас с рождения.

Нейрогенез защищает от болезни Альцгеймера и предотвращает депрессию. Депрессия замедляет производство нейронов, и исследования показали, что несколько эпизодов депрессии могут уменьшить гиппокамп на 10%, снижение производства серотонина и дофамина замедляет нейрогенез.

Устойчивые аэробные упражнения

Аэробные упражнения генерируют больше нейронов, чем силовые тренировки. Исследование 2016 года предполагает, что постоянные умеренные аэробные упражнения (бег трусцой, спортивная ходьба, плавание) создают еще больший отклик.

Исследование показало, что взрослые самцы крыс, выполнявшие аэробные упражнения 8 недель, имели в 2-3 раза больше нейронов в гиппокампе, чем нетренированные крысы.

Одна из причин влияния аэробных упражнений на рост новых клеток — аэробная активность способствует высвобождению нейротрофического фактора мозга — BDNF (brain-derived neurotrophic factor), участвующего в регуляции нейрогенеза.

Секс и другие способы снятия стресса

Исследование 2013 года показало, что однократные и повторные сексуальные переживания увеличивают количество образующихся нейронов. Частота оказалась столь же важной, как и сам акт: любое улучшение когнитивных функций было утрачено после длительного периода отмены.

Хронический стресс блокирует нейрогенез. Любая деятельность, снижающая стресс, имеет аналогичный эффект.

В эксперименте приматов подвергли длительной социальной изоляции для оценки связи изоляции с тревогой и интенсивностью нейрогенеза. Изоляция вызвала стресс и депрессивное состояние. Стресс в свою очередь вызвал снижение нейрогенеза. С помощью антидепрессантов исследователям удалось вернуть нейрогенез на прежний уровень.

Еда

Лишний вес и пристрастие к высокоуглеводным и жирным продуктам повышают риск снижения нейрогенеза. Скапливающийся в организме жир производит воспалительные элементы — цитокины. Цитокины тормозят производство новых клеток. Плюс окислительный стресс, вызванный ожирением, блокирует нейрогенез из-за активации белка, контролирующего клеточный цикл.

Нейроупражнения

Непривычные и сложные задачи улучшают память. Исследование 2015 года обнаружило, что игра в трехмерные видеоигры улучшает производительность памяти на 12% больше, чем игра в двумерные игры.

Трёхмерные игры сложнее двумерных. Игроку нужно узнать и вспомнить больше информации, сконцентрированность на узнавании и припоминании увеличивает интенсивность нейрогенеза.

Изменение привычных действий (вроде чистки зубов левой рукой) может заставить мозг выращивать новые клетки.

Нейрогенез активизируется при новых задачах, во время беременности, при травмах мозга.

В 1984 году шофёр Терри Уоллис попал в аварию и из-за травмы мозга впал в кому. В 2003 году он пришёл в себя. 19 лет комы. Исследования его мозга учёными Медицинского колледжа Вейла Корнелльского университета в очередной раз доказали способность к восстановлению нервных клеток в результате тяжелых травм. Сканирование его мозга позволило увидеть новые нейронные сети, восстановленные взамен повреждённых. В 2004 году Терри уже начал говорить. Затем вернулась способность следить глазами, отвечать на вопросы и шутить.

***

Ухудшают рост новых клеток приём опиатов, социальная изоляция и воспаление в тканях мозга. У крыс в социальной изоляции нейрогенез в гиппокампе снижается по сравнению с теми, кто поддерживает общение. У человека социальная изоляция приводит к развитию депрессии, которая в свою очередь приводит к снижению интенсивности нейрогенеза.

Нейрогенез позволяет нервной системе адаптироваться к изменяющимся условиям за счёт создания новых связей и реструктуризация существующих. Эти изменения влияют на процессы обучения, эмоции, память, и позволяют решать новые задачи.

Способность мозга образовывать новые клетки невозможна без нашего активного участия. В какой-то момент мы не сможем вспомнить, где оставили телефон или припарковали машину. Чтобы помочь мозгу в создании новых клеток, не обязательно начинать с понедельника новую жизнь с пробежками и жёсткими диетами. Можно начать с регулярного общения с людьми и обучения чему-то новому.

Даже сегодня многие убеждены, что клетки не восстанавливаются, и, более того, рост новых клеток может сбить тонкую настройку нашего мозга. Нейрогенез обнаружен у всех видов животных и у людей, он — основа пластичности мозга. И у тех, кто ещё не впал в состояние комы, есть способы, чтобы помочь своему мозгу вырастить ещё немного нервных клеток.

Автор: Марина Белоусова

Консультант: Алиса Зеланд

Комментарии: