Фізична активність давно визнана джерелом значного позитивного впливу на діяльність мозку, однак точні механізми цього явища залишалися предметом наукових пошуків. Тепер же нові дослідження пропонують дивовижну ідею: працюючі м’язи вивільняють у кров субстанції, що стимулюють розумову діяльність. Більше того, принаймні в лабораторних умовах, цей сприятливий ефект можна передати від одного індивіда до іншого шляхом ін’єкції цих сполук.
Раніше традиційні уявлення про те, чому регулярні фізичні навантаження корисні для мозку, зосереджувалися на покращенні кровообігу, зменшенні стресу та зміцненні серця. Проте такі пояснення не давали повної картини щодо прямого впливу руху на нейрони – основні клітини нервової системи.
Розкриття секретів м’язового впливу
Перші багатообіцяючі підказки надходять з експериментів на тваринах. У дослідженні, опублікованому в жовтні в журналі «Brain Research», група молодих дорослих мишей протягом чотирьох тижнів вільно бігала на колесах, тоді як інша група залишалася малорухливою. Вчені потім виділили позаклітинні везикули – мікроскопічні “пакунки”, що переносять білки та генетичний матеріал – з крові активних мишей і ввели їх малорухливим тваринам.
Після отримання таких ін’єкцій двічі на тиждень протягом чотирьох тижнів, ці оброблені малорухливі миші сформували приблизно на 50% більше нових клітин мозку в гіпокампі – ділянці мозку, яка відіграє вирішальну роль у процесах навчання та пам’яті. Це відбулося у порівнянні з малорухливими мишами, які не отримували ін’єкцій. Більшість нових клітин перетворилися на зрілі нейрони, що є процесом, відомим як нейрогенез. Варто зазначити, що щодо людей тривають обговорення, чи відбувається нейрогенез у значущих обсягах у дорослому мозку.
Меган Конноллі, дослідниця з Університету Альберти в Канаді, провідна авторка цього дослідження, поділилася враженнями, зазначивши, наскільки цілеспрямованим був ефект – везикули, виділені від активних мишей, стимулювали зростання нейронів, тоді як везикули від малорухливих тварин такого впливу не мали. Науковці поки не з’ясували, чи проникали везикули безпосередньо в мозок, чи діяли опосередковано через інші тілесні сигнали. Проте Конноллі пояснила, що самі везикули містили багато білків, пов’язаних із захистом від окислювального стресу та нейрогенезом.
Важливо, що такий різкий приріст нових клітин мозку може мати значення лише в тому випадку, якщо ці клітини виживають достатньо довго, щоб повністю інтегруватися в наявну структуру мозку. На цьому акцентував увагу Пол Лукассен, нейробіолог з Амстердамського університету, що в Нідерландах, який не брав участі в цьому дослідженні. Він зазначив, що дослідження сфокусувалося на “новонароджених нейронах, яким ще потрібні тижні, щоб вирости і вплестися в наявні схеми мозку”. “Лише коли вони знайдуть своє місце в нейронній мережі, вони зможуть сприяти формуванню навчання та пам’яті”, – додав Лукассен. За словами Конноллі, наступним кроком є перевірка, чи можуть ці везикули відновити нейрогенез та покращити пам’ять у лабораторних моделях мозкових захворювань – шляхи, які вже вивчають деякі вчені.
Активність проти хвороби Альцгеймера
В іншому дослідженні, опублікованому на початку цього року в журналі «iScience», вчені використовували випробувану мишачу модель хвороби Альцгеймера. Хвороба Альцгеймера (ХА) – це прогресуюче нейродегенеративне захворювання, при якому з часом нервові клітини дають збої та відмирають, частково через скупчення патологічних білків, зокрема амілоїду та тау. В експерименті одна група мишей добровільно бігала на колесах протягом шести місяців, тоді як інша група вела малорухливий спосіб життя. Активні миші демонстрували менше накопичення амілоїдних бляшок у корі головного мозку – зовнішньому шарі великих півкуль, а також кращий обмін речовин та пам’ять, ніж їхні малорухливі аналоги.
В іншій частині цього дослідження науковці вводили везикули від мишей, які щойно виконували вправи, малорухливим тваринам – моделям Альцгеймера. Везикули, доставлені через ніс, відтворили метаболічні переваги, але не вплинули на покращення пам’яті чи помітне зниження рівня амілоїду.
Марк Феббрайо, професор Університету Монаша в Австралії та член дослідницької команди, пояснив, що метод інтраназального введення міг вплинути на результати щодо пам’яті через необхідність легкої анестезії. Він повідомив, що його група зараз проводить подальші експерименти з участю людей, порівнюючи везикули, які рухаються до і від мозку під час фізичних навантажень. Попередні дані вказують, що везикули, що прямують до мозку, можуть бути насичені білками, що впливають на пізнавальні здібності.
Проте везикули можуть бути лише одним фрагментом цієї великої головоломки. Інші нещодавні дослідження на людях свідчать, що регулярні фізичні вправи, ймовірно, допомагають мозку через численні біологічні механізми. Як зазначив Йорам Мул, нейробіолог з Амстердамського університету, фізичні навантаження приводять у рух увесь організм – м’язи, нерви і навіть мікроорганізми кишківника. “Це всебічний вплив, – сказав Мул, – не окремий чинник, що дає вичерпне пояснення, а гармонійне поєднання численних факторів і процесів”, що працюють у досконалій взаємодії.
