Упражнения Повышают Когнитивные Способности: Новые Данные О Свободно Движущихся Молекулах
На протяжении многих лет ученые знали о том, что физическая активность невероятно полезна для мозга. Она улучшает память, когнитивные функции и даже защищает от невроdegenerative заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Но точный механизм этого стимулирующего действия на мозг оставался загадкой.
Хотя более эффективное кровообращение, снижение стресса и укрепление сердца связаны с физической активностью, они не полностью объясняют, как именно двигательная нагрузка воздействует на миллиарды нейронов в нашем головном мозге. Новые обнадеживающие исследования, проведенные на мышах, указывают на то, что ответ может скрываться в крошечных пакетах, называемых внеклеточными везикулами, которые перемещаются по кровотоку.
Представьте эти везикулы как молекулярных курьеров, доставляющих важную информацию: белки и генетический материал. В исследовании, опубликованном в журнале Brain Research, ученые обнаружили, что у молодых взрослых мышей, бегавших на колесах в течение четырех недель, кровь была насыщена этими везикулами, особенно теми, которые содержали молекулы, связанные с антиоксидантной защитой и нейрогенезом (образованием новых клеток мозга).
Когда исследователи инъецировали эти «натренированные» везикулы в бездействующие мыши, произошло удивительное: у неактивных мышей образовалось примерно на 50% больше новых клеток мозга в гиппокампе — области, которая играет важную роль в обучении и памяти. Что важно, большинство из этих новых клеток развивались в функциональные нейроны.
Мегэн Коннолли, руководитель исследования, была удивлена такой специфичностью эффекта. Везикулы от бегающих мышей стимулировали рост нейронов, тогда как везикулы от малоподвижных мышей этого не делали. Хотя неясно, проникают ли эти везикулы непосредственно в мозг или действуют опосредованно через другие сигналы, присутствие этих белков, стимулирующих нейрогенез, является сильным указанием на это.
Это увеличение числа новых нейронов обнадеживающе, но может быть действительно полезным только если они выживут и интегрируются в существующие мозговые сети. «Этим новообразованным нейронам еще нужно несколько недель, чтобы вырасти и подключиться к имеющимся в мозге сетям», — объясняет Пол Лукассен, невролог, который не принимал участия в исследовании. Только тогда они смогут значимо способствовать обучению и памяти.
Нужны дальнейшие исследования, чтобы подтвердить, могут ли эти везикулы восстановить нейрогенез и улучшить память у животных моделей заболеваний мозга. Этот захватывающий путь уже изучается некоторыми исследователями.
В другом исследовании, опубликованном в журнале iScience, ученые использовали модель болезни Альцгеймера на мышах. Они обнаружили, что физически активные мыши имели меньшее скопление амилоида (признак болезни Альцгеймера) в коре головного мозга и обладали лучшей метаболической функцией и памятью по сравнению с неактивными мышами. Интересно, когда везикулы от тренированных мышей были доставлены через нос к бездейственным животным-моделям болезни Альцгеймера, они повторили некоторые из этих метаболических преимуществ, но не значительно улучшили память или снизили уровень амилоида.
Исследователи предполагают, что способ доставки (включающий легкую анестезию) мог повлиять на результаты по памяти. В настоящее время проводятся дополнительные эксперименты с участием людей, в которых сравнивается движение везикул туда и обратно из мозга во время физической активности. Ранние результаты намекают на то, что везикулы, направляющиеся в мозг, могут быть обогащены белками, известными тем, что они влияют на когнитивные функции.
Хотя эти крошечные везикулярные посланцы полны надежд, важно помнить о том, что физическая активность, скорее всего, оказывает влияние на мозг через множество взаимосвязанных путей. Йорам Мул, нейробиолог, занимающийся изучением влияния упражнений на мозг, идеально выразился: «Это общее воздействие тела, а не единственный фактор, объясняющий все, а скорее симфония множества факторов и процессов, действующих в совершенной гармонии». Физическая активность запускает цепь положительных изменений по всему нашему телу — мышцы, нервы, даже микробы кишечника — в конечном итоге благотворно влияя на мозг.
