Бігай, поки молодий: як активний спосіб життя змінює мозок

Активний спосіб життя в молодості може змінити внутрішню роботу мозкових клітин у старшому віці і загострити деякі типи мислення, йдеться в примітному новому неврологічному дослідженні за участю щурів.

Дослідження показує, що вплив на мозок фізичних вправ у молодості може зберігатися надалі. Це може створити захисний бар’єр від погіршення стану мозку і пам’яті, які відбуваються з віком.

Більшість з нас, досягши 40-річного віку, усвідомлюють на власному досвіді, що гострота розуму слабшає з роками. Проблеми часто незначні — імена та інші іменники просто вислизають з нашого розуму, — але всепроникні.

Деякі вчені задалися питанням, чи можна зменшити цей ефект, якщо почати спускатися з більш високого піку — стану, який називається «когнітивним резервом».

Вони також задумалися, чи можуть фізичні вправи, особливо аеробні, такі як біг, створити такий резерв. Відомо, що вони стимулюють нейрогенез, тобто створення нових клітин головного мозку в гіпокампі — частині мозку, яка відповідає за пам’ять і навчання. Фізичні вправи також спонукають до виділення ряду нейрохімічних речовин, пов’язаних зі здоров’ям мозку.

Як показали минулі експерименти, реакції мозку на фізичні вправи особливо сильні, коли тварини молоді, тому що молодий мозок активно відгукується на всі види стимулів.

Але залишилося незрозумілим, чи мають ці дії тривалий ефект і чи корисні вони для більш зрілого мозку, або вони розпорошуються і зникають з віком, особливо, якщо припинити займатися фізичними вправами.

Для нового експерименту, який був опублікований цього місяця у eNeuro, дослідники з Університету Торонто та інших установ зібрали групу молодих щурів.

Потім вони розділили тварин на дві групи, одна з яких стала жити в стандартних клітках, а друга — у клітках з колесами. Протягом шести тижнів тваринам дозволяли бігати стільки, скільки вони хотіли. Щурам, схоже, подобається бігати, оскільки учасники долали по кілька миль майже кожного дня.

Через шість тижнів колеса прибрали, і всі тварини перейшли на малорухливий спосіб життя, поступово вступаючи у доросле життя.

Коли тваринам було близько 7 місяців — середній вік для гризунів — дослідники ввели їм хімічну речовину, яка зчіплюється з новонародженими нейронами у мозку і маркує їх. Потім вони помістили щурів у спеціалізовану клітину і піддали легкому впливу електрики кілька разів. Цей процес, відомий як вироблення умовного рефлексу за рахунок почуття страху, формує сильні спогади в гіпокампі. Коли тварини знову потрапляють в цю клітку, вони, як правило, негайно завмирають, оскільки пам’ятають свій попередній досвід.

Через два тижні вчені знову посадили кілька тварин у цю клітку. Частина з них була з групи бігунів, частина — ні.

Інша група щурів, також мікс із бігунів і звичайних, була поміщена в клітку, схожу на ту страшну клітку, але не точно таку ж, і заключна група виявилася в клітці, яка нічим не нагадувала колишню.

Вчені відзначали, як часто кожен щур завмирав. Потім вони досліджували тканину мозку і підрахували загальну кількість нових нейронів у гіпокампі кожної тварини.

Також, на основі певних маркерів генів, вчені визначили, чи спалахував будь-який із цих нових нейронів під час повторного впливу страху. Дослідники хотіли бачити, наскільки нові клітини допомагали тваринам ідентифікувати і реагувати на навколишнє середовище. Чи справді ці нові нейрони допомогли тваринам мислити?

І вони допомагали, хоча результати виявилися не зовсім такими, як очікували дослідники. Вони думали, що в мозку бігунів буде більше новонароджених нейронів, ніж у всіх інших, що означало би, що їхні юнацькі тренування посилили пізній нейрогенез. Але виявилося, що мозок бігунів містив стільки ж нових нейронів, скільки і мозок осілих тварин.

Але їхні новонароджені клітини поводилися інакше, ніж у малорухомих щурів. Вони приблизно в два рази частіше спалахували, коли тварини згадували свій минулий страх і вирішували, чи є їм чого боятися знову. У результаті бігуни завмирали рідше, ніж малорухливі тварини, коли їх поміщали в клітини, які відрізнялися від первісних.

Іншими словами, бігуни виявилися більш здатними розрізняти місця і інтерпретувати свій досвід, пам’ятати, оцінювати і реагувати, навіть якщо вони не бігали протягом деякого часу.

Потенційні наслідки цих результатів одночасно обнадійливі і неоднозначні, говорить Джей Мартін Войтович, почесний професор фізіології Університету Торонто, який курирував дослідження.

Зрозуміло, що дослідження проводилося на щурах, а не на людях. Але, за його словами, дані «припускають, що фізичні вправи на ранньому етапі життя можуть допомогти створити когнітивний резерв».

Чи закривається вікно для цих переваг після підліткового віку, залишається незрозумілим.

«Можливо, у молодому мозку є щось», чому фізичні вправи не зроблять такого ж ефекту в більш старшому віці, говорить він. Він і його колеги мають намір вивчити це питання у майбутніх експериментах.

У цьому дослідженні також не розглядалося, як фізичні вправи в молодості можуть вплинути на внутрішню роботу нейронів, народжених набагато пізніше. Але доктор Войтович і його співавтори підозрюють, що це може призводити до постійних змін хімічного середовища мозку, а також, можливо, розташованих там стовбурових клітин, що в кінцевому підсумку призводить до появи нових мозкових клітин.