НарКом - Быть в движении и оттачивать ум

«Эти результаты заставляют предположить, что упражнения, полезные для сердечно-сосудистой системы, «экономят расход» мозговой ткани при старении человека. Более того, эти результаты говорят том, что аэробная нагрузка имеет сильную биологическую основу для того, чтобы поддерживать и развивать центральную нервную систему и когнитивные функции у пожилых людей».

Кэвину Буковски 47 лет, и хотя он всегда занимался бегом, в последнее время стал отводить ему меньше времени. Но когда ему предложили стать участником исследования и бесплатно тренироваться в тренажерном зале, Буковски стал серьезно относиться к занятиям. Он просыпался в 5 часов утра (а жил он на окраине Нью-Йорка), садился в автобус в шесть и часом позже был уже на бегущей дорожке тренажерного зала. Зал находился напротив медицинского центра Колумбийского университета на Манхеттене, где, собственно, он и работал, помогая координировать клинические испытания. Три-четыре раза в неделю Буковский занимался по одной и той же схеме: 20 минут на бегущей дорожке, 20 минут на других тренажерах. И что в результате? Через пять месяцев занятий Буковски был счастлив обнаружить, что сбросил несколько фунтов, индекс массы тела пошел вниз, он почувствовал себя лучше «эмоционально, физически и духовно»: «...у меня появилось больше энергии, и я не уставал в конце длинного дня».

Однако самым важным было то, что зубчатая извилина в его голове «взбесилась».

Зубчатая извилина? И из-за этого стоило вставать с кровати в такую рань? Из-за зубчатой извилины?

Да-да. За последние несколько лет зубчатая извилина, небольшой отдел гиппокампуса, область, критически важная для памяти, стала суперзвездой в драме стареющего мозга. А зубчатая извилина, как выяснилось, очень любит физические упражнения. Не так давно зубчатая извилина вызвала некоторое замешательство в лаборатории Колумбийского университета. Однажды после обеда группа ученых рассматривала изображения на экране компьютера. Это был мозг мыши, которая несколько недель крутила небольшое колесо, примерно 20 тысяч оборотов в день.

Картинка сменяла картинку, и постепенно на микроскопических уровнях мозга мыши стали появляться крошечные маленькие точки. Точки были новыми клетками мозга. Они были помечены краской, заставляющей их гореть ярко-зеленым цветом. В мозге мыши, которая не выполняла упражнений, почти не было зеленых точек, но в мозге мыши, которая добросовестно и по собственной воле бежала внутри колеса, эти новые клетки были, и это было ясно как божий день - ярко-зеленые точки в зубчатой извилине мозга. Физическая активность привела к рождению новых нейронов - на языке науки - к нейрогенезису. И видавшие виды ученые не могли поверить своим глазам, особенно Скотт Смолл, руководитель лаборатории, в которой у мышей появились новые нейроны. «Факт, что мы обнаружили новые клетки мозга, родившиеся в мозгу мыши, - сказал Смолл, когда я разговаривала с ним о том дне. - Мы видели их столь ясно, эти новые клетки, появившиеся в результате упражнений, было невозможно игнорировать. Мои коллеги начали надевать кроссовки».

Последние годы нейронаука серьезно пыталась понять, как найти для нашего мозга правильное направление, чтобы предотвратить его старение. Есть ли реальные факторы, которые помогут реальному мозгу в реальном мире? Образование, похоже, создает буфер мозга. А как насчет других, слишком преувеличенных заявлений: судоку, глубокая медитация?

На сегодняшний день наиболее многообещающий ответ - это физические упражнения. В тщательных исследованиях, идущих одно за другим, упражнения проявились как наиболее эффективное средство, как волшебная палочка, дарящая мозгу хорошее состояние, как наилучшее средство для развития мозга, новых нейронов и наряду с образованием, возможно, как ментальная подушка для когнитивного резерва.

Ученые десятилетиями подозревали, что физические упражнения и особенно аэробные упражнения, полезны для мозга, так же как они полезны и для сердечно-сосудистой системы. Подобно всем другим клеткам, клетки мозга нуждаются в кислороде, и чем больше кислорода может переносить наша кровь, тем лучше. Кровоток есть кровоток. Все то, что нам советуют для сердца, - контролировать уровень холестерина и давление, сохранять как можно большую эластичность артерий, также полезно, если не более полезно, для нашего мозга. И Скотт Смолл с его зелеными точками находится на передовой научного фронта, стремясь понять, как именно все это работает.

Энергичный и разговорчивый Смолл, 46 лет, делает все, чтобы поддержать свой собственный мозг человека среднего возраста. Он любит играть в теннис, а недавно увлекся сноубордингом. Вот интересно, когда Смолл достигнет возраста 60, 70 и даже 80 лет, скажутся ли все эти многочисленные тренировки на работе его лобных долей мозга так же, как на его ударе справа?

Весной 2007 года Смолл опубликовал выдающееся исследование, которое однозначно говорит, что ответ - да. Вначале исследование строилось на животных: 46 мышей разделили на две группы. Две недели одну группу мышей содержали в клетках с колесом, а другую - без колеса, после чего исследователи просканировали мозг мышей, чтобы посмотреть, что стало с кровотоком мозга. Лаборатория Скотта Смолла была одной из первых, которая разработала техники сканирования мозга крошечных мышей, шаг, который не только позволяет исследователям видеть, что происходит от клетки к клетке, но и помогает прояснить выводы, сделанные в ходе сканирования мозга человека, которые сложно интерпретировать. В данном исследовании, например, мышам вводилось вещество, которое запрещено вводить в организм человека, оно оседает в новых клетках мозга и позволяет ученым точно видеть, где формируются новые клетки мозга. Затем исследователи смотрят срезы мозга мышей под микроскопом.

Смолл и его коллеги обнаружили то, что они ожидали. У мышей, которые крутили свои колеса, повысился кровоток внутри зубчатой извилины, этого крошечного отдела внутри гиппокампуса, критически важного для памяти. Повышенный кровоток держался долго после того, как мыши прекращали выполнять упражнения, значит, дело не в кратковременном повышении метаболизма, свойственном физическим упражнениям. И прямо в середине зубчатой извилины мозга мышей Смолл и его команда обнаружили эти зеленые точки новых клеток мозга. У мыши, которая выполняла упражнения, было почти в два раза больше новых клеток мозга, окрашенных в зеленый цвет, чем у мыши, которая не занималась упражнениями.

Для Смолла и его коллег это было важное открытие, очевидный знак того, что физические упражнения были не только мощным фактором, порождающим новые нейроны, как показали некоторые более ранние исследования, они, казалось, «избирательно направляли свое влияние на зубчатую извилину - непосредственно в среднюю часть механизма памяти мозга, в область, которая, как было известно, начинает хуже работать в процессе нормального старения мозга. Это означает, что физические упражнения могут реально поддерживать нашу стареющую память.

«Гиппокампус - это структура, которая объединяет разные отделы мозга, - говорит Смолл, - и упражнение направляет свое влияние на эту конкретную область гиппокампуса - на зубчатую извилину».

Конечно, исследование Смолла, в котором были обнаружены новые нейроны у мышей, проводилось для крошечной выборки, но оно имеет смысл хотя бы потому, что опирается на обширное исследование других ведущих специалистов в этой области. Некоторые первые ясные свидетельства, что упражнения развивают наш мозг, пришли от коллеги Смолла - Фреда Гейджа.

Один из наиболее известных нейроспециалистов современности, Гейдж, был первым, кто обнаружил, что бег даже сам по себе может способствовать рождению новых клеток мозга. В конце 1990-х годов Гейдж и его коллеги, включая Генриетту ван Прааг, работавшую в Институте Солк в Ла Холла, Калифорния, решили посмотреть, что произойдет, если позволить мышам бежать столько, сколько они захотят, а это, как правило, четыре или пять часов за ночь, или почти пять километров.

После пробежки Гейдж провел с мышами классический тест. Он поместил их в емкость с мутной водой, мыши должны были «нащупать» в воде крошечную опору, невидимую сверху, на которой они могли бы примоститься. Этот эксперимент называется «Водная ловушка Морриса», и это один из лучших способов определить, насколько умна мышь, если хотите, это мышиный 10;тест. Мыши не очень любят плавать, поэтому, когда они погружаются в воду, то изо всех сил стараются найти что-нибудь, на что они могли бы опереться, чтобы держать мордочку над водой. Те, кто обнаруживают платформу быстрее, считаются более смышлеными с когнитивной точки зрения по сравнению со своими сверстниками.

Гейдж и его коллеги обнаружили, что мыши, которые упражнялись больше других, были не только лучше в поиске опоры под водой во второй и третьей попытках, но у них также образовалось в два раза больше новых нейронов мозга.

И где же оказались эти новые нейроны? Именно там, где позднее их обнаружил и Смолл из лаборатории Колумбийского университета - в середине зубчатой извилины. «Наши результаты показывают, что физическая активность может регулировать развитие нейронов гиппокампуса, синаптическую пластичность и обучаемость», - заключил Гейдж в отчете по своим исследованиям в 1999 году. В более поздних исследованиях он обнаружил, что упражнения также возбуждали процесс порождения новых нейронов у мышей зрелого возраста.

Конечно же, эти эксперименты проводились только на мышах. Но Гейдж, которого однажды назвали «импресарио от нейронауки», был настроен решительно. Он находился на пути поиска корней и перспектив нейрогенезиса.

Как и большинство новых концепций, идея, что взрослый мозг животного или человека может в действительности производить новые клетки, начала с фальстарта - яркий пример того, как наука движется вперед методом проб и ошибок. До недавнего времени большинство ученых в области исследования мозга действовали в рамках заключений, выведенных в 1913 году испанским исследователем и нобелевским лауреатом Сантьяго Рамон-и-Кахалем, который с уверенностью писал: «В мозге взрослого человека нервные пути установлены и неизменны. Все может умереть, но ничто не может возродиться».

Эта идея, казалось, имеет смысл. Но она была ложной. Гейдж сам писал в Scientific American в 2003 году, почему было столь трудно поверить, что эта идея ошибочна:

За большую часть своей 100-летней истории нейронаука впитала центральную догму: зрелый мозг взрослого человека остается стабильным, неизменным, подобно компьютеру с фиксированными памятью и мощностью процессора. Вы можете терять клетки мозга... но вы, очевидно, не можете приобретать новые клетки.

Как возможно иначе? Если бы в мозге происходили структурные изменения, каким образом мы могли бы помнить что-либо?

Кроме того, как мы могли бы все время воспринимать себя как себя? Хотя кожа, печень, сердце, почки, легкие и кровь могут создавать новые клетки взамен поврежденных, по крайней мере в ограниченной степени, до недавнего времени ученые думали, что такая способность к регенерации не распространяется на центральную нервную систему, которая состоит из головного и спинного мозга. Соответственно у неврологов для пациентов был только один совет: «Старайтесь не повреждать мозг, потому что нет способа его подлатать».

Как широко известно, первый намек, что это может не соответствовать действительности, пришел от молодого ученого из Массачусетского технологического института, Джозефа Альтмана. Как пишет Шарон Бегли в книге «Тренируйте ваш ум, изменяйте ваш мозг», которая прослеживает историю феномена нейрогенезиса (и что интересно, соотносит последние открытия в области исследования мозга с учением буддизма), Альтман испытывал непреодолимое желание протестировать новую технику, которая позволяла исследователям помечать вновь сформированные ДНК в клетках радиоактивным веществом.

В начале 1960-х он решил с ее помощью посмотреть, нет ли каких-либо новых нейронов в мозге взрослых крыс. И он обнаружил их. Тогда Альтман продолжил поиск вновь образованных клеток в мозге кошек и даже морских свинок. Он опубликовал результаты своих исследований в научном журнале, но они остались незамеченными. Альтман скоро перешел в Университет Пердью и оставил все еще слишком противоречивую концепцию нейрогенезиса.

Идея, однако, не исчезла. Исследования в начале 1980-х годов, проведенные на певчих птицах, и в частности на канарейках, показали, что у них также появляются новые нейроны, даже у взрослых особей. Каждую весну, когда канарейки разучивали новую брачную песню, создавались новые наборы нейронов, они появлялись и скапливались в области, отвечавшей за пение, которая становилась соответственно очень большой.

Затем, в конце 1990-х годов, Фред Гейдж обнаружил нечто похожее у крыс. Взрослые крысы, которые жили в «интересной» среде - с другими крысами, с игрушками и крутящимися колесами, а также крысы, которые выполняли физические упражнения, - порождали значительно больше новых нейронов. Он также обнаружил, что достаточно только физических упражнений, чтобы порождались новые нейроны. Позднее другие исследователи обнаружили новые нейроны в мозге взрослых обезьян.

Необходимы были исследования на людях. Для такого исследования Гейдж объединился со шведским нейроученым Питером Эрикссоном, который получил срезы мозга умерших пожилых раковых пациентов, которым вводили вещество, маркирующее клетки мозга. Они смогли показать, что даже у взрослых людей появляются новые нейроны. Но откуда? «Мы считаем, что новые нейроны... создаются из деления исходных клеток в зубчатой извилине взрослого человека, - писал Гейдж в Nature Medicine в 1998 году, где были опубликованы материалы исследования. - Наши результаты показали, что гиппокампус человека сохраняет способность генерировать нейроны в течение всей жизни». Это было исследование, которое изменило исследования мозга навсегда.

Открытия на этом не закончились. Гейдж и Смолл пошли дальше, оттолкнувшись от исследования зеленых точек мышей в Колумбии, они приступили к исследованию человека. (Именно в этот момент на сцену вышел Кевин Буковски.) Ричард Слоун, коллега Смолла, специалист в области поведенческой психологии Колумбийского университета, изучал влияние физических упражнений.

Смолл решил провести экспресс-исследование зубчатой извилины у 11 участников эксперимента Слоуна. (Слоун же пытался выяснить в своем исследовании, могут ли высокоинтенсивные упражнения устранить воспаления, которые наносят ущерб клеткам. Оказалось, что да.)

На сканах мозга людей Смолл обнаружил во многом те же явления, что и у мышей. Буковский и другие испытуемые, которые выполняли упражнения в максимальном объеме, имели в два раза больший кровяной поток по сравнению с теми, кто упражнения не делал, и это было в критически важной для памяти области мозга - в зубчатой извилине.

Более того, кровяной поток зубчатой извилины подскакивал до максимальных значений у тех, кто имел наилучшую физическую форму, измеряемую по уровню VO, max, то есть максимальному объему потребляемого кислорода во время упражнений - золотой стандарт измерения физической формы. И эта группа людей, имеющих наилучшую физическую форму, также показала улучшение в результатах выполнения когнитивных тестов.

«Мы не можем это увидеть глазами, но это был один из тех дней, когда музы науки улыбались нам», - говорит Смолл.

Поскольку исследователи не могли открыть череп Кевина Буковски и заглянуть в него, а радиоактивные вещества, которые метят новые клетки, нельзя применять на людях, исследование технически не доказало, что в мозге Буковски появились новые нейроны. Но на основе резкого повышения уровня кровяного потока - показателя, непосредственно связанного с ростом числа новых нейронов у мышей, Смолл и другие считают, что можно быть уверенным: упражнения способствуют росту новых клеток мозга.

«Мы не можем подтвердить достоверность этих заключений на людях, но по аналогии можем сказать, что упражнение способствует развитию нейронов», - говорит Смолл.

Ну и что же из этого следует? Что же такого особенного в этих нейронах? Могут ли несколько новых нейронов там-сям сдержать наступление старости? То есть может ли горстка юных нейронов в чем-то столь малом и незаметном, как зубчатая извилина, быть достаточно серьезной причиной, чтобы выключить телевизор и вступить на беговую дорожку?

Действительно, когда я собиралась на встречу с Гейджем в его калифорнийской лаборатории, это был основной вопрос, который вертелся у меня на языке.

Офис Гейджа находится на первом этаже одного из бетонных корпусов, все они составляют городок Института биологических исследований Солк в городе Ла Холла. Здания в их лишенном украшательства стиле, созданные по проекту знаменитого архитектора Луиса Кана, стоят в одном из самых живописных мест - на совершенно отделенном от всего остального обрыве, спускающемся к Тихому океану. Внутри - десятки рабочих лабораторий. В них проводятся некоторые из наиболее важных биологических исследований в мире.

Несмотря на свою важность, институт представляет собой удивительно неформальное место - велосипеды, брошенные у стен, распахнутые двери. Ну вот я, наконец, нашла офис в бетонном лабиринте. Гейдж сразу настроился на расслабленный и неформальный тон беседы. 57 лет, желтая рубашка с коротким рукавом - он выглядел стройным и подтянутым и приветствовал меня крепким рукопожатием и открытой улыбкой.

После того как мы устроились в его небольшом кабинете, я спросила: «Почему нам должны быть небезразличны эти новые нейроны?»

В конце концов он потратил последние десять лет на то, чтобы доказать, что новые нейроны вообще существуют. Эта идея только- только начала завоевывать сторонников. Сильные и энергичные умы озабочены сложными вопросами: что именно делают эти новые маленькие нейроны, как они это делают и почему - почему это действительно должно быть нам небезразлично.

Гейдж как раз и относится к таким энергичным умам, и вопрос был по адресу.

«Новые клетки мозга включаются в уже существующую схему, в этом нет сомнений, - сказал мне Гейдж. - Но вопрос, как они это делают и почему, еще остается».

И он пожимает плечами, когда речь заходит о том, сколько времени потребуется, чтобы убедить научное сообщество, что нейроны действительно постоянно рождаются во взрослом мозге. Сомнения превалировали, сказал он, потому что «очень долго мы думали, что мозг устроен так же, как и компьютер, а если вы пробрасываете новый провод в существующей схеме, то вы просто портите все дело. «Мозг - это орган. Это ткань, которая меняется постоянно, и этот процесс регулируется всем окружением человека. На наш мозг оказывает влияние то, что мы делаем».

Мы знаем теперь, что новые клетки мозга, которые являются стволовыми клетками, самой ранней и универсальной версией клеток, в основном создаются в этой маленькой области гиппокампуса - зубчатой извилине. Мы знаем, что примерно половина новых клеток умирает, а половина - выживает. И мы знаем, что они создаются разными способами. Мы получаем новые нейроны, когда фокусируемся на очень сложном задании или когда концентрируемся на конкретной цели (такая концентрация в деятельности мозга порождает тета-волны, тот же тип, что и при медитации, поэтому заявление, что тета-волны помогают нашему мозгу, может быть не только гипотетичным).

И мы также знаем, что регулярные физические упражнения, практически все, что повышают сердцебиение и кровоток, ускоряют процесс рождения новых клеток. «Только посмотрите на это», - сказал Гейдж, разворачивая свое кресло, чтобы кликнуть мышкой своего офисного компьютера. Появилось изображение. Пятно пурпурного цвета на экране было увеличенной картинкой гиппокампуса мыши. В верхней части этого изображения находилась длинная узкая полоска темно синего цвета - зубчатая извилина. От этой извилины отходили десятки ответвлений - зрелых нейронов. И среди этих ответвлений были крошечные ярко-зеленые точки. Те же точки, те же «детские» нейроны, что и в лаборатории Скотта Смолла.

Эти новые клетки мозга, которые я видела на экране компьютера, появились в мозге мыши всего за полтора часа физических упражнений. Я впервые видела эти зеленые точки. Впечатление довольно сильное, даже воодушевляющее. И это был всего лишь один небольшой срез мозга в один короткий промежуток времени жизни одной маленькой мыши.

«Мы должны помнить, что нейрогенезис является не событием, а процессом, - сказал Гейдж. - И нет сомнения, что физическая активность заставляет развиваться новые клетки мозга».

До деталей, конечно же, следует еще докапываться, но уже по итогам своей собственной работы и работ других исследователей Гейдж убежден, что физические упражнения непосредственно влияют на создание новых клеток мозга. Когда мускулы сокращаются, они продуцируют молекулы факторов роста, которые называются VEGF и IGF. Обычно эти молекулы слишком велики, чтобы проходить через барьер между кровотоком и мозгом, но по причинам, которые еще неизвестны, физические упражнения делают эти барьеры более проходимыми, что позволяет молекулам, которых раньше называли «факторы чудесного роста» мозга, проникать в мозг и стимулировать рост нейронов. (То же было продемонстрировано с серотонином, содержание которого в мозге повышается при выполнении физических упражнений и также заставляет новые клетки мозга расти.)

Далее все становится не столь ясным. Число новых нейронов, которые мы создаем, говорит Гейдж, «имеет колоссальную генетическую вариабельность».

Никто точно не знает, сколько их там всего. Весьма вероятно, что это относительно небольшое число, единицы процентов, как говорит Гейдж, по сравнению с общим числом клеток мозга.

С помощью комплексной системы математического моделирования, которая сейчас подкрепляется новыми данными тестов на животных, Гейдж недавно разработал новую интересную теорию по поводу «новорожденных» клеток мозга. Он убежден, что клетки являются критически важными для нашей жизни и делают не что иное, как «помогают нам понять мир». В частности, как говорит Гейдж, они «помогают нам адаптироваться к новому», встраивая новый опыт в существующую модель мира.

«Если мы проводим всю нашу жизнь в одной комнате, то нам не нужны новые клетки мозга», - сказал мне Гейдж, указывая на стены своего крошечного офиса. - Однако новые клетки мозга помогают нам интегрировать новое со старым. Без них мы никогда не захотели бы менять что-либо, потому что любое новое было бы слишком сложным для нас».

Когда сенсорная информация впервые попадает в мозг, скажем просто, она попадает во внешний слой - в кору. Затем информация проходит в гиппокампус, который собирает воедино информацию, воспоминания и результаты обучения. Гиппокампус связывает различный сенсорный опыт вместе в значимое целое и затем направляет эту информацию обратно в кору головного мозга для хранения в долгосрочной памяти.

Но до того как информация попадет в гиппокампус, она фильтруется зубчатой извилиной, своего рода шлюзом, которая, как принято думать, выполняет прямо противоположное - она разбивает ощущения на более мелкие фрагменты. Это, как говорит Гейдж, «разделитель паттернов». Клетки мозга в зубчатой извилине замечают малейшие различия и аналогии - листок может быть немного зеленее, а чай - немного горячее. Зрелые клетки мозга в извилине кодируют эти слабые различия и передают их в гиппокампус.

И как же сюда вписываются новые нейроны? Сначала Гейдж был убежден, что новые клетки, поскольку они были образованы в зубчатой извилине, должны каким-то образом, помогать извилине выполнять ее функции, то есть разбивать информацию на фрагменты. Но, сказал мне Гейдж почти с гордостью, «я был не прав».

Как выясняется, новые нейроны могут связывать разбросанную информацию и помещать ее в конкретные временные рамки. Теперь Гейдж убежден, что новые нейроны помогают нам создавать ассоциации. Если мы слышим песню «Бич Бойз» и чувствуем запах соли с морского побережья, то эти два впечатления - песня «Бич Бойз» и соль - всегда будут связаны вместе временем и местом. В действительности чем больше новых клеток мозга у вас образовалось, как говорит Гейдж, «тем больше вы связываете вместе вещи, которые отличаются друг от друга».

Наша память, как хорошо известно, является очень ненадежной, частично потому, что мы постоянно извлекаем старые воспоминания и «даем им новые ярлыки», снабжая новой информацией, а затем снова храним эти воспоминания в модифицированной форме. Молодые нейроны, как убежден Гейдж, помогают нам в этом процессе, соединяя вместе различные ощущения, происходящие в одно и то же время, и помогая нам совмещать новое со старым, песню, которую мы знаем, с песком, на котором мы сидим.

В условиях хронического стресса создание новых нейронов замедляется или совсем останавливается. Чтобы пояснить это, Гейдж использует пример солдата в Ираке с посттравматическим синдромом. Вообразите, сказал Гейдж, «что участник иракской компании находится в условиях постоянного стресса и, следовательно, его мозг не продуцирует новых нейронов. Затем происходит ужасное событие, например он видит, как сносят голову его друга».

Если нейрогенезис существует, то страшное воспоминание будет дополняться новой информацией и солдат сможет смягчить воспоминание, соединяя его с новыми ощущениями от каждого дня, и, будучи сохраненным в памяти снова, это воспоминание приобретет более мягкую форму.

«Нейрогенезис связывает различные вещи вместе, и это помогает нам обобщать опыт и рационализировать его», - пояснил Гейдж. Без цепочки новых нейронов, убежден он, такая память хранилась бы только в зрелых клетках мозга: «В воспоминании событие оставалось бы таким же страшным и реальным, каким оно было в действительности».

Гейдж считает, что это делает возможной терапию разговором. Если мы вспоминаем тяжелые события в более безопасной обстановке, когда мы не находимся под стрессом, и у нас создаются новые нейроны, гнетущие воспоминания будут смешиваться с более мягкими - приятный офис, спокойный врач, цветы на столе - так мы сможем разобраться с некоторыми из наиболее беспокоящих нас событий и жить с ними дальше.

Гейдж разработал модель, как все это происходит. Когда информация приходит в зрелые нейроны, она закодирована. Но это кодирование затем быстро прекращается нейротрансмиттером, который ингибирует активность мозга, - GABA. Если бы кодирование не было остановлено на определенном этапе, то более возрастные нейроны постоянно адаптировали бы себя к новой информации.

Но новые «детские» нейроны настроены совершенно иначе. В течение первых семи дней своей жизни, до того как они сформировали связи с другими нейронами, говорит Гейдж, они в действительности возбуждаются посредством GABA, а не тормозятся. Это означает, что, когда они рождаются, они поглощают некоторое количество GABA из лежащих рядом зрелых нейронов и возбуждаются в ту же самую наносекунду, что и старые нейроны, происходит и активация и торможение одновременно.

В результате вновь родившиеся нейроны кодируют информацию от всех соседних зрелых нейронов - соль, песок, песня, - связывая все это вместе во времени в общую память, которая остается с нами до тех пор, пока она снова не будет выведена на поверхность, смешана с более современными воспоминаниями и помещена на хранение. Новые нейроны имеют память с отметками времени.

Эта идея еще не доказана, конечно, но она, что не удивительно, если принять во внимание ее источник, является элегантной и интересной.

Гейдж считает, что таким образом нейрогенезис может смягчать депрессию, помогая нам поддерживать интерес к миру. Когда мы заболеваем, мы часто оказываемся обездвиженными, и в этой «летаргии мы перестаем создавать новые нейроны, что не дает нам возможности когнитивно познавать мир и усиливает депрессию», - говорит Гейдж.

В конце концов, добавляет он, «что такое депрессия, как не отсутствие интереса к новому, чувство «и это все, что впереди?». Нам нужны новые нейроны, чтобы мы могли адаптироваться к новому и встроить его в общую линию жизни. Иногда, чтобы проявить интерес к событиям, вам нужно признать, насколько эта новая интересная вещь похожа на интересную вещь, которая была в прошлом. Нейрогенезис помогает нам это сделать».

С точки зрения Гейджа, вся система могла развиться именно для того, чтобы позволить нам справиться с новыми обстоятельствами. Это созвучно весьма туманной области эволюционной теории, и это очень интересная мысль, которую стоило упомянуть.

«Только подумайте об этом, - сказал Гейдж. - Как только примитивный человек вышел в саванну, это движение стимулировало производство новых нейронов, которые нужны были человеку, чтобы подготовиться к новой обстановке, адаптироваться к ней и объединить ее со старой обстановкой».

Несомненно, нейрогенезис снижается с процессом старения, возможно, начиная со среднего возраста. Но в то же время мы понимаем, что, как говорит Гейдж, «клетки-то в мозге есть, поэтому мы можем снова запустить этот процесс».

Однако для этого нам нужно подняться с кресла. Гейдж настолько убежден в силе физических упражнений и их влиянии на развитие новых клеток мозга, что сам много бегает и в состоянии играть в сквош с более молодыми парнями четыре или пять раз в неделю.

Он и его жена стараются как можно больше ходить пешком. И он всем рекомендует физическую активность по крайней мере полчаса в день - чтобы наша зубчатая извилина работала и выдавала нам дозу свежих новых нейронов.

«Речь не о том, чтобы найти лекарство, - сказал он. - Это вопрос образа жизни. Компании по производству медикаментов не желают даже слышать об этом, но мы можем повлиять на мозг своими собственными действиями».

Все больше свидетельств, что упражнения помогают мозгу и в более общем смысле. Пока неясно, какой объем физических упражнений требуется мозгу, или, как сказал мне один ученый: «Мы все еще не знаем дозы». Однако кажется, что все, что повышает частоту сердечных сокращений, помогает этому процессу.

Не волнуйтесь, не нужно подписываться на участие в нью- йоркском марафоне. И за эти спасительные вести мы должны благодарить Арта Крамера - специалиста из Университета Иллинойса в Урбана, Шампань. Крамер стремится раскрыть связь между физическими упражнениями и мозгом не только потому, что он один из ведущих ученых, но также и потому, что он сам является человеком среднего возраста, да еще родом из семьи, в которой не все хорошо со здоровьем. Будучи всегда несколько задиристым парнем, Крамер занимался боксом, затем перешел на бег и на трековые гонки и теперь пытается заниматься обычным велосипедом всякий раз, как только представляется такая возможность. Еще он играет в сквош и побеждает двадцатилетних.

Однако его отец умер рано, и если бы Крамер не принимал медикаменты, чтобы контролировать здоровье, его уровень холестерина был бы равен примерно 400. Как и большинство людей, достигающих середины жизни, Крамер озабочен своим здоровьем. Достаточно ли он делает для того, чтобы поддерживать здоровье? Не нужны ли физические упражнения в большем объеме? Важно ли это?

«Не имеет значения, сколько мы можем прожить. Важно, как долго мы можем сохранять себя в форме», - подчеркивал Крамер совершенно логично в нашем недавнем разговоре. А поэтому что нужно делать, чтобы все наши органы хорошо работали, и как доказать с помощью науки, что то, что мы делаем, оказывает реальное влияние? Пока в ходе своих исследований Крамер сделал позитивные выводы, что нужно выполнять упражнения среднего уровня.

Например, в одном из своих последних исследований, опубликованных в 2006 году, Крамер и его коллеги обнаружили, что люди старше 60 лет, которые выполняли регулярные аэробные упражнения в течение шести месяцев, повысили объем серого вещества лобных долей, которое состоит из нейронов, а также объем белого вещества мозолистого тела, «моста» нервной ткани, который соединяет правое и левое полушария и снижение массы которого связано с более медленным мышлением.

Упражнения включали довольно широкую программу быстрой ходьбы. Тот, кто ходил в гимнастическом зале примерно один час три раза в неделю со скоростью три мили в час, имел объем мозга, характерный для людей на три года младше них.

«Значительное увеличение объема мозга, как в отношении серого вещества, так и в отношении белого вещества, было обнаружено у пожилых людей, которые участвовали в программе аэробного фитнеса, но не у пожилых людей, которые участвовали в программе на растяжку и тонизирование мышц (неаэробная нагрузка) контрольной группы», - заключил Крамер в статье в журнале Journal of Gerontology, посвященной результатам исследования.

Это впечатляющее исследование появилось после потока аналогичных исследований Крамера и его коллег. Одно из исследований, проведенное в 2003 году, обнаружило, что те, кому за 60 и кто регулярно выполнял физические упражнения (опять же речь идет об аэробных упражнениях, таких как бег или быстрая ходьба), меньше теряли мозговую ткань, нежели те, кто не занимался такими упражнениями. А в исследовании, опубликованном в 1999 году в известном научном журнале Nature, Крамер заметил, что группа из 124 относительно мало тренированных людей старше 60 лет после ходьбы (одна миля за 17,7 минуты) в течение 45 минут три дня в неделю (и особенно те, кто сумел увеличить скорость до 16 минут за милю) показали значительно лучшие результаты в комплексных тестах, особенно в тестах с переключением (тот же тип испытания для лобных долей мозга, перед которым стояли обезьяны среднего возраста в исследовании Марка Мосса). В исследовании Крамера в этом тесте для людей были быстрые ответы на вопросы, например, «Это четное или нечетное число?».

Те, кто выполнял упражнения, также показали лучшие результаты в концентрации или в игнорировании ненужной информации. Такие высшие функции лобных долей, как мы сказали, являются критически важными для любых повседневных действий, особенно когда мы должны выполнять два действия сразу.

Исследования Крамера зеркально повторяют основательные тесты на животных, проведенные в последние годы, включая исследование в Университете науки и здоровья в Орегоне. Там было обнаружено, что обезьяны, которые тренировались на бегущей дорожке 20 недель (пять дней в неделю), имели значительно более высокий объем крови в капиллярах мозга, нежели контрольная группа обезьян, и именно наиболее возрастные и наименее физически тренированные обезьяны демонстрировали наиболее впечатляющие результаты. Как говорит Крамер: «На основе всего того, что было исследовано, мы знаем, что на мозг благотворно действуют несколько факторов, и один из этих факторов - физические упражнения».

Крамер говорит, что он не до конца понимает, как все это происходит в мозге, и в настоящее время пытается смотреть глубже, чтобы получить дополнительную информацию. Возможно, дело в зубчатой извилине, а может быть, важна комбинация влияний на мозг. «Что это точно означает на молекулярном уровне, мы не знаем, но мы можем строить гипотезы», - говорит Крамер.

«Мы хотим узнать, почему изменяется объем мозга, - сказал он мне. - Что является причиной: рост числа капилляров? Числа синапсов? Белого вещества? Серого вещества? Пока мы этого не знаем».

Совсем недавно Крамер углубился в изучение ходьбы. Он хочет взять кровь на анализ у людей, занимающихся ходьбой, чтобы узнать, какие гены промодулировали эти изменения, «кто показывает лучшие результаты и почему». Он также проанализирует кровь пациентов на маркеры воспаления, привязанные к проблемам сердечно-сосудистой системы и, возможно, к болезни Альцгеймера (число условий, включая ожирение и курение, которые, как сейчас считают, создают что-то типа хронического воспаления низкого уровня в теле, что со временем может привести к падению клеточных защитных барьеров и, в свою очередь, к болезни).

Если бы Крамер мог, то он хотел бы взять спинной мозг добровольцев и посмотреть на фактор роста нервной ткани, факторы волшебного роста, но эту процедуру не разрешают проводить на живых людях. «Мы также не можем получить срез гиппокампуса», - сказал Крамер. Однако сама идея, что нечто совсем простое, как упражнения, может оказать реальное благотворное воздействие на наш мозг, весьма оптимистична. Она смотрится очень положительно в глазах человека среднего возраста.

Эта идея сегодня представляется в высшей степени разумной таким людям, как Кевин Буковски. Он практически не обращал внимания на свой мозг (впрочем, как и большинство из нас), но сейчас он уважает свой мозг значительно сильнее. Так же как и большинство из нас в среднем возрасте, Буковски - очень занятой человек. У него напряженная работа по ассистированию и координации научных исследований в крупном медицинском центре. У него семилетняя дочь. Он ухаживает за своей матерью. Но в свои 47 лет он чувствует себя несколько более целостно и спокойно... в его жизни проявился фактор зрелости.

«Я просто понимаю, что именно сейчас делаю очень много. Но я чувствую, что справляюсь с работой, и от этого чувствую себя прекрасно. Это немного удивительно, но я - в среднем возрасте, и для меня это совсем неплохо. На самом деле я чувствую себя даже в большей безопасности, зная, что могу со всем с этим справиться».

Но для того чтобы поддерживать свой мозг в этом состоянии, он должен оставаться на бегущей дорожке. Буковски убежден в этом. И он делает, что в его силах. Он тренирует свое тело среднего возраста и тренирует мозг - для триатлона.

Другие интересные материалы:

Лечебная мотивация у наркозависимых как психологическая проблема

С. Соловьева Психологические...

Подростковые заработки: зло или благо?
В российском обществе сегодня на работу...

Отношение к работе подростков по найму...

Перспективы реформирования российского здравоохранения
Темой очередного научного семинара,...

Евгений Ясин: Сегодня у нас очередная...

Социальные факторы и зависимость от психоактивных веществ
Рассматривается роль факторов социальной...

П. Сидоров Исторические источники,...

Какие методы наиболее эффективны в лечении расстройств, связанных с употреблением алкоголя?
Лечение расстройств, связанных с...

В последнее время все чаще возникают...