Движение. Как достигать лучших спортивных результатов, не изнуряя себя

«Мы знали, что мозг управляет поведением, а не наоборот»

Водный тест Морриса (также называют Лабиринтом Морриса) – это эквивалент теста на IQ для грызунов. Мышей помещают в резервуар, наполненный окрашенной водой. Под поверхностью находится платформа, которую животные не видят. Грызуны ненавидят воду; те, кто натыкается на платформу, немедленно забираются на нее. Ученые давно согласились с тем, что о пространственной памяти мыши можно судить по тому, как быстро животное находит свой путь при последующих погружениях. «Умная» мышь запоминает платформу и плывет прямо к ней.

В конце 1990-х годов в Институте биологических исследований Солка (англ. Salk Institute for Biological Studies), недалеко от Сан-Диего, во время одного эксперимента несколько мышей забрались на платформу в лабиринте Морриса раньше остальных. Единственная разница между ними и теми, которые просто барахтались в воде, заключалась в физических упражнениях. У умных мышей в клетках были беговые колеса, а у утонувших их не было.

В то время большинство ученых полагали, что мозг млекопитающих является относительно твердым, негибким органом, изолированным от физиологических операций остальной части тела черепом и гематоэнцефалическим барьером, который препятствует проникновению в него крупных молекул.

Считалось, что в течение жизни человека мозг не сильно меняется структурно. Он просто не может, не обладает способностью создавать новые клетки.

На уроках биологии в средней школе большинству из нас говорили, что мы родились с определенным базовым количеством нейронов мозга. И когда часть этого ограниченного запаса погибает из-за возраста или злоупотребления пивом, умственные способности человека снижаются. Считалось, что ущерб нельзя предотвратить или исправить.

Но под руководством Фреда Расти Гейджа, кандидата наук, всемирно известного профессора кафедры генетики, и его коллег мыши доказали обратное. Перед эвтаназией животным вводили химическое вещество, которое встраивается в активно делящиеся клетки. Во время вскрытия эти клетки можно было идентифицировать с помощью специального красителя. Гейдж и его команда предполагали, что в мозговой ткани мышей они не найдут ничего такого, но, к своему удивлению, нашли. Вплоть до момента смерти мыши создавали новые нейроны. Их мозг самовосстанавливался.

Мыши продемонстрировали яркое доказательство нейрогенеза. Однако у тех животных, которые бегали в беговых колесах, производилось в два-три раза больше новых нейронов, чем у мышей, которые не бегали.

Но происходит ли нейрогенез и в человеческом мозге? Чтобы выяснить это, доктор Гейдж и его коллеги взяли мозговую ткань умерших раковых больных, которые пожертвовали свои тела науке. Еще при жизни этим людям вводили тот же тип вещества, что и мышам доктора Гейджа. Так патологоанатомы надеялись узнать, насколько быстро росли опухолевые клетки пациентов. Когда Гейдж добавил красители в образцы мозга, он снова увидел новые нейроны.

Как и у мышей, у людей наблюдались признаки нейрогенеза, и этот нейрогенез был сосредоточен почти исключительно в гиппокампе.

Открытие доктора Гейджа поразило мир неврологических исследований подобно удару грома. С тех пор ученые находят все больше доказательств того, что человеческий мозг не только способен обновляться, но и что физические упражнения ускоряют этот процесс. «Мы всегда знали, что наш мозг контролирует наше поведение, но мы не знали, что наше поведение может контролировать и изменять структуру нашего мозга», – сказал мне доктор Гейдж.

Однако человеческий мозг чрезвычайно трудно изучать, особенно если человек все еще жив.

Не подвергая испытуемых эвтаназии, исследователи могут максимально приблизиться к пониманию того, что происходит внутри черепа человека, при помощи функциональной МРТ. Он измеряет размер и форму мозга и, в отличие от стандартного аппарата МРТ, отслеживает кровоток и электрическую активность.

Вскоре после того, как доктор Гейдж и его коллеги опубликовали свои исследования нейрогенеза у мышей и людей, нейробиологи из Колумбийского университета в Нью-Йорке решили изучить, происходит ли нечто подобное у живых людей. Они собрали группу мужчин и женщин в возрасте от двадцати одного года до сорока пяти лет и попросили их начать тренироваться по одному часу четыре раза в неделю. Через двенадцать недель испытуемые, как и следовало ожидать, стали более подтянутыми. Их максимальный уровень VO2 значительно улучшился.

Но в результате всех этих тренировок произошло кое-что еще: к гиппокампу, в котором происходит нейрогенез, начало приливать все больше крови. Функциональная МРТ показала, что в определенную часть гиппокампа каждого человека ее теперь поступало вдвое больше, чем раньше. Ученые предполагают, что кровь помогала создавать там новые нейроны.