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

Сегодня мы знаем, что для роста нервных клеток необходим нейротрофин (BDNF). Такая трансформация синапсов оказывает огромное воздействие на способность нейронных цепочек к обработке поступающей информации, что само по себе прекрасная новость. Это означает, что вы обладаете способностью к изменению своего мозга. Все, что для этого необходимо, – завязать шнурки на своих кроссовках.

Усиливая нейропластичность клеток мозга

По мере того как концепция синаптической пластичности упрочивала позиции в нейробиологии, все большее признание стала получать еще более радикальная идея. На протяжении значительной части ХХ столетия существовала научная догма, что мозг полностью «программируется» после окончательного развития в подростковом возрасте человека. Это предполагало, что все наши нейроны мы получаем при рождении. Мы в силах трансформировать синаптические связи, но нейроны можем только терять. Разумеется, мы в состоянии ускорить их разрушение, если, например, начнем рано принимать алкоголь, как пугали нас учителя биологии в восьмом классе средней школы. «Помните: алкоголь убивает нервные клетки, и они не восстанавливаются».

Но знаете что? Они восстанавливаются, причем тысячами. Ученые не могли обнаружить окончательное подтверждение этому до 1998 года, пока новая научная аппаратура по сканированию мозга не позволила заглянуть в его глубины. И открытие пришло с неожиданной стороны. Пациентам с раком мозга иногда вводятся контрастные вещества, которые показывают разрастание злокачественных клеток и позволяют следить за развитием болезни. Ученые исследовали безнадежно больных злокачественными опухолями, которые отдали свои тела науке, и обнаружили, что соответствующие маркеры буквально переполняли гиппокамп. Это стало наглядным подтверждением нейрогенеза – процесса деления и развития клеток мозга. Все происходило так же, как и в других органах человеческого тела. Так было сделано одно из величайших открытий в нейробиологии.

С тех пор повсюду – от Стокгольмского до Калифорнийского и Принстонского университетов – нейробиологи и нейрофизиологи стали предпринимать попытки понять, каким образом появляются новые нервные клетки и каковы их функции. Значение этих исследований огромно, поскольку науке и медицине хорошо известно, что главной причиной страшных деструктивных процессов в мозге человека типа болезней Паркинсона и Альцгеймера оказывается именно разрушение клеток головного мозга. Старение человека также связано с гибелью нервных клеток, и вот неожиданно мы узнали, что организм имеет свои способы противодействия этому процессу, затрагивающему некоторые участки головного мозга. Стоит выяснить, как запустить процесс нейрогенеза, и мы сможем заменять целые части нашего мозга.

А что это означает для здорового мозга? Одна из первых важных находок в отношении нейрогенеза была сделана при изучении певчих птиц – американских синичек. Оказалось, что каждую весну они разучивают новые трели, и при этом в их гиппокампе образуется множество нервных клеток. Случайное совпадение? Растущие нервные клетки и указали на их некую связь с процессами обучения у птиц. Однако получить наглядные доказательства тогда было трудно. В 1998 году нейробиолог Фред Гейдж из Института биологических исследований Солка в Ла-Холье (Сан-Диего) вместе с Петером Эрикссоном из Швеции были первыми, кто провел прорывные эксперименты. «Как и синаптическая пластичность, нейрогенез, безусловно, прочно связан с нашим окружением – в отношении и эмоций, и мыслительной деятельности, – поясняет Гейдж. – Изучать, какую же на самом деле функцию он выполняет, – чрезвычайно интересное дело».

Нейроны рождаются из стволовых клеток мозга, а затем активно развиваются, только так и получая возможность выжить. Некоторые погибают. Установлено, что «новорожденному» нужно 28 дней, чтобы встроиться в нейронную сеть мозга. При этом по отношению к ним применима теория Хебба об активности в процессе обучения: если мы не задействуем новые нейроны, то теряем их. Гейдж использовал идею «обогащенной среды», чтобы испытать ее на грызунах. «Сначала мы испробовали много приемов, – объясняет он, – но как только поместили в клетки животных беговые колеса, то, к нашему удивлению, обнаружили, что это оказало колоссальный эффект на количество образующихся нейронов. Парадоксально, но у активно бегающих крыс число гибнущих нейронов было таким же, как и у животных из контрольной группы, лишенных физической активности. Но у первой группы был гораздо обширнее пул стволовых клеток, из которых образуются нейроны. Важно, что для выживания и интеграции нейрона в сеть он должен как можно раньше задействовать свое окончание – аксон, по которому нервные импульсы идут к другим нейронам». Двигательная активность способствует генерации нейронов, а «обогащенная среда» помогает им выживать.