Зажги себя! Жизнь – в движении. Революционное знание о влиянии физической активности на мозг

Дофамин, который также часто считают нейромедиатором, способствующим обучению, чувству удовлетворения, повышению внимания и двигательной активности, может иногда оказывать и противоположное действие на клетки мозга.

Большинство медицинских препаратов, которые мы используем для улучшения душевного и психического состояния, имеют цель воздействовать на уровень в организме этих трех нейромедиаторов. Однако простым увеличением или снижением их уровня невозможно добиться совершенно четких и однозначных результатов, поскольку наша нервная система очень сложна. Воздействие только на один нейромедиатор может иметь побочные эффекты. К тому же действие соответствующих препаратов может быть неодинаковым в несхожих обстоятельствах и у разных людей.

Я часто говорю людям, что пробежка оказывает такое же влияние на организм, как прием небольшой дозы антидепрессантов или противотревожных препаратов, поскольку, как и эти лекарства, движения повышают уровень нейромедиаторов в нашем мозге. Более глубокое объяснение – физическая активность гармонизирует нейромедиаторы, равно как и другие важные нейрохимические вещества. А как вы увидите дальше, если удается поддерживать мозг в сбалансированном состоянии, это чрезвычайно позитивно влияет на всю вашу жизнь.

Учиться – значит расти

Как бы ни были важны нейромедиаторы, в организме есть еще один класс мастер-молекул, изучение которых за последние годы кардинально изменило понимание связей в мозге, а особенно тех процессов, благодаря которым они развиваются и растут. Я имею в виду семейство белков, объединенных широким наименованием факторы, главным из которых считается нейротрофический фактор мозга (BDNF)[13]. Если нейромедиаторы служат для передачи сигналов между нейронами, то нейротрофины – это строительный материал для всей нейронной инфраструктуры мозга.

С начала 1990-х годов, когда ученые обнаружили свидетельства нейронного механизма памяти, они обратили самое пристальное внимание на нейротрофины, изучение которых превратилось в отдельную область нейрофизиологии. В 1990-х годах было опубликовано около десяти научных работ о нейротрофинах, когда были установлены их присутствие в мозге человека и их роль в качестве своеобразных «удобрений» для роста и развития нейронов. А потом, по словам нейрофизиолога Ээро Кастрена из шведского Каролинского университета, разразилось «цунами» из экспериментов, проведенных в университетах и исследовательских центрах фармацевтических компаний. Сегодня список библиографии по нейротрофинам насчитывает около 5,5 тысяч наименований. А когда стало понятно, что они присутствуют и в гиппокампе, том отделе мозга, который отвечает и за память, и за обучение, ученые стали уже прицельно рассматривать их роль в формировании памяти.

Процесс обучения требует усиления связанности между нейронами, которое обеспечивается динамическим механизмом – долговременной потенциацией[14]. Когда мозг начинает воспринимать какую-то информацию, это естественным путем повышает активность в связях между нейронами. Чем выше эта активность, тем сильнее корреляция и тем легче соответствующему сигналу пройти между ними и установить некую цепочку. Активность нейрона заставляет имеющиеся в аксонах запасы глутамата пересечь синаптический разрыв и подготовить рецепторы близлежащего нейрона к принятию сигнала. Пока этот нейрон в покое, его электрический заряд увеличивается, и вследствие этого он, словно магнит, легко притягивает несущий сигнал глутамат. Если поступление таких сигналов в нейрон продолжается, генный механизм его ядра создает новый строительный материал для синапса и, таким образом, усиление нейронной инфраструктуры позволяет информации задерживаться в нейронах в виде памяти.

Предположим, вы заучиваете какое-то французское слово. Когда вы слышите его в первый раз, те нейроны, которые «выбраны» для создания новой цепочки, обмениваются друг с другом сигналами, переносимыми глутаматом. Если вы больше никогда не повторите это слово, взаимосвязь между синапсами соседних нейронов естественным образом ослабнет. Угаснет и сигнал между ними. Вы забудете это слово. Открытие, которое поразило исследователей человеческой памяти и в 2000 году принесло нейрофизиологу из Колумбийского университета Эрику Канделу Нобелевскую премию, состояло в том, что повторная активация (или повторение) заставляет синапсы самостоятельно увеличиваться и устанавливать более прочные связи между собой. Нейрон похож на дерево, в котором вместо листьев имеются своеобразные разветвления, оканчивающиеся синапсами. Эти «ветки» все время появляются, создавая все больше синаптических окончаний для установления множества связей. Этот механизм – разновидность клеточной адаптации, называемой синаптической пластичностью[15], в которой нейротрофины играют ключевую роль.