Как да отглеждаме нови мозъчни клетки? Бягане и мозък: как упражнението влияе върху функционалните връзки

Редовното бягане прави много повече от укрепване на сърцето и белите дробове. Проспективното изследване на мозъка показва силна връзка между бягането и младостта, бдителността на мозъка и бързото мислене.

По-енергична "помпена" дейност на сърцето съдова системапозволява на кислорода и глюкозата да достигат по-активно до мозъка. И когато превърнете бягането в редовен навик, това осигурява значителни ползи за тялото ви в дългосрочен план. Всички форми на упражнения осигуряват енергия за мозъка, но изследванията показват, че колкото по-интензивни са аеробните упражнения, толкова по-голяма е "печалбата".

Нови мозъчни клетки

Бягането причинява растеж на нови нервни клетки (неврогенеза) и нови кръвоносни съдове (ангиогенеза), казва д-р Дж. Карсън Смит, асистент в Университета на Мериленд. „Знаем, че неврогенезата и ангиогенезата увеличават обема на мозъчната тъкан, който иначе намалява с възрастта“, добавя той. Проучване от 2011 г., публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences, установи, че по-възрастните хора, които редовно бягат, имат 2% по-голям хипокампус (област, свързана с ученето и паметта), отколкото техните неактивни връстници. Това може да не изглежда като голяма работа, но трябва да разберете, че тази част от мозъка обикновено не расте в зряла възраст. Освен това в този случай упражненията действат като „спасители“ на клетките от сигурна смърт.

Яснота на мисленето

Бягането може да ви помогне да научите и запомните нова информация по-добре и дори може потенциално да предотврати деменция, свързана с възрастта. Хипокампусът е частта от мозъка, скрита под медиалния темпорален лоб, най-засегнати от невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер. В проучване от 2010 г. възрастни „бягащи“ мишки развиват нови неврони, които им помагат да възприемат фините разлики между формите и цветовете по-добре от заседналите гризачи. | Повече ▼ ранни проучванияпри хора показва подобни резултати. Всички тези видове когнитивни умения помагат за предотвратяване на деменция.

Редовното тичане ви помага да се справяте по-лесно с функции като вземане на решения, планиране, организация и жонглиране с множество умствени задачи. В едно японско проучване от 2010 г. хората, които току-що са завършили сесия на физическа активност, реагират по-добре на умствени предизвикателства от тези, които не са.

Бързо напомняне

Като сте физически активни, вие не само ще можете да помните по-добре, но и ще можете да си припомняте фактите, от които се нуждаете, когато пожелаете. При проучване на пациенти с диагноза ранна фазаБолестта на Алцхаймер“ тези, които спортуват редовно, са по-способни да запомнят имена известни хора. Мозъчните сканирания показват активност в опашното ядро, което се намира в средната част на мозъка, точно под corpus callosum. Тази област участва в двигателна функция, но също така поддържа набор от операции, свързани с паметта, и подобрява качеството на предаваните нервни сигнали. Това означава, че ще имате отличен достъп до милиардите детайли, съхранявани в нишите на мозъка ви.

Положителни перспективи

Бягането може да бъде също толкова ефективно, а в някои случаи и по-добро от лекарствата за SSRI при лечение на депресия. Тези антидепресанти влияят върху производството на серотонин, подобрявайки настроението и благосъстоянието. Оказва се, че аеробните упражнения правят същото. Освен това, в проучвания пациентите, които са били успешно лекувани с лекарства от SSRI, са имали рецидив по-рано от тези, които са останали физически активни.

Припомняме, че тази седмица е посветена на ефекта от бягането върху човешкото тяло и вътрешни процеси. Темата на днешната статия е влиянието на бягането върху умствен капацитетчовек.

Физическата активност има благоприятен ефект не само върху нашето тяло, но и върху когнитивните ни способности. Много проучвания показват, че упражненията буквално ни правят по-умни.

Бягането е искрата, която предизвиква раждането на нови нервни клетки (неврогенеза) и образуването на нови кръвоносни съдове (ангиогенеза).

Неврогенезата и ангиогенезата увеличават обема на мозъчната тъкан, който обикновено намалява с възрастта. Ето защо джогингът или поне бързото ходене има толкова благоприятен ефект върху мозъчната дейност при възрастните хора. Проучване от 2011 г. в Proceedings of the National Academy of Sciences установи, че възрастните хора, които активно изображениеживот и упражнения, обемът на хипокампуса се увеличава, област от мозъка, която е свързана с паметта и способността за учене.

Само няколко последователни дни бягане могат да доведат до растежа на стотици хиляди нови мозъчни клетки, които са отговорни за припомнянето и сортирането на спомени (информацията не се събира в главата ви) – умение, което е от решаващо значение за ученето и други когнитивни задачи.

Освен това, докато бягате, е по-вероятно да намерите необходимата информациявъв вашите дворци на паметта. Друго изследване показа, че по време на бягане опашното ядро, което се намира в средния мозък точно под corpus callosum, започва да работи по-активно. Тази област участва в двигателна функцияи поддържа вериги на паметта, а работата подобрява сигналите, които се изпращат до клетките на паметта, и шансовете ви да стигнете до дъното на малки детайли и друга информация се увеличават значително. Затова ви препоръчваме, докато бягате, да мислите за проблеми, които просто не можете да разрешите.

В допълнение към горните бонуси за подобряване на паметта, концентрацията и способността за учене, бягането може да бъде най-много ефективно лекарствоот депресия. Изследванията показват, че ефектът му върху процесите, които предизвикват депресия, е подобен на този на лекарства(антидепресанти) - задържат невротрансмитери (серотонин и норепинефрин) в синапсите за по-дълъг период, подобрявайки настроението.

И може би бягане по страхотен начинсъзнателна медитация. Освен това всеки бегач има свой собствен път. Някой се фокусира върху дишането или ритъма на сърцето и по този начин напълно изчиства ума си от странични мисли, някой започва да съзерцава и забелязва неща около себе си, които преди не са били поразителни. Нещата, събитията и хората започват да се възприемат по съвсем различен начин. Някой напълно изчиства мозъка си от мисли и остава в пълно мълчание, докато някой, докато бяга, се опитва да реши проблем, който не е бил даден цял ден и - бинго! - намира решение, което е било на повърхността.

Много хора въпреки физическа умораслед бягане усещат прилив на положителни емоции и яснота на ума. Как се чувстваш? Случвало ли ви се е докато бягате да намирате изход от наглед безнадеждна ситуация?

Може би само един спорт може да се нарече универсален - бягането. Бягането помага най-много на човек да се развива и усъвършенства необходими качества: сила на много, скорост, ефективност, воля. Човешката нужда от физическа активност е особено актуална в нашето време на технологичен прогрес. За съжаление, начинът на живот на съвременния човек допринася за появата и развитието на сърдечни заболявания, заболявания на обмяната на веществата и съдовата система. Комфортните условия на живот водят до мускулна дистрофия, в резултат на това дейността на най важни системитяло.

Как бягането влияе на човешкото здраве?

Те ще го донесат в тялото ви в удобно за вас време. несъмнена полза:

• укрепване: активният джогинг принуждава сърцето да работи усилено, изпомпвайки около 30 литра кръв в минута, докато в покой обемът на кръвта, идваща от сърцето, не надвишава 4 литра в минута;
• ускоряването на кръвообращението помага за подобряване на окислителния процес на мастните клетки, като по този начин бягането помага почиства стените на кръвоносните съдовеот отлаганията на вредния холестерол, което несъмнено ще ви помогне да се предпазите от развитието на инфаркт на миокарда, ангина пекторис, хипертония, атеросклероза и облекчаване на затлъстяването;
• бягането стимулира възстановителни процеси (фазите „умора“ - „почивка“ се редуват), като по този начин се забавят естествено стареенелице;
• бягането помага за укрепване дихателната система , увеличават функционалния обем на белите дробове. По време на джогинг процесът на снабдяване с кислород на всички органи и тъкани се подобрява, което спомага за нормализиране на тяхното функциониране.

Ползите от бягането за мозъка

Всички сме чували поговорката, че "нервните клетки не се регенерират" и всеки ден техният брой намалява. Последни откритияучените посочват, че процесът регенерация нервни клетки (неврогенеза) е възможно и е по силите на всеки човек да осигури редовното появяване на нови неврони в мозъка му, както и оцеляването на съществуващите. Освен неврогенезата е открита и експериментално доказана благоприятно влияниенадпревара за ангиогенеза – процес появата на нови кръвоносни съдове , подхранващи мозъчните клетки.

За да се подобри скоростта и прогресията на неврогенезата и ангиогенезата, е полезно да се извършват както редовни умствени, така и физически упражнения. Тук бягането идва на помощ, тъй като подобрението помага за оптимизиране на дейността в хипокампуса, мозъчната структура, където се раждат нови неврони. Тези нови елементи играят ключова роля в процесите на запомняне и възприемане на информация, те са тясно свързани с емоциите и паметта.

Джогингът подобрява паметта

Според резултатите от изследванията новите неврони играят по-значима роля в процес на запаметяване, а не в комбинация със съществуващи. Въз основа на това може да се предположи, че редовното бягане подобрява скоростта и качеството на запаметяване.

Следният пример може потвърдете това предположение: Група от хора, които бягаха редовно в продължение на 4 седмици, показаха много по-добри резултати в извикването на сложни картини от паметта, отколкото тези, които не отделиха време физическа дейности води пасивен начин на живот.

Бягането ще ви предпази от депресия

Всички бегачи отбелязват, че джогингът подобрява настроението им и помага при депресия. Това се дължи на следните фактори:

• физиологични: джогингът може да замени приема на лекарства антидепресанти, тъй като ефектът им е сходен: те помагат за забавяне и удължаване на ефекта на такива невротрансмитерикато серотонин и ендорфин, които са отговорни за приповдигнатото настроение;
• психологически: подобряването на здравето и бягането носи радостта от самоусъвършенстването в живота му. Физическата умора помага за отпускане на мислите, един вид бягство от тревожната реалност. Повечето ентусиасти на бягането отбелязват, че по време на тренировка има специална концентрация на вниманието, тревожните въпроси и проблеми намират своето решение, мозъкът се зареждатворческа енергия.

Бягането ви помага да мислите.Много хора са забелязали, че след добро бягане мислите особено ясно и ясно. Невролозите установиха научно обяснениетези чувства. Оказа се, популярен израз„нервните клетки не се възстановяват“ не е вярно. Всъщност в тялото се образуват нови неврони и бягането - По най-добрия начинзапочнете този процес.

„По време на изследване открихме, че нови неврони се появяват 30-40 минути след началото на тренировката. Също така забелязахме, че бягането увеличава активността в предния дял, който е отговорен за планирането, концентрацията, поставянето на цели и управлението на времето,” обясни президентът на Американската академия по клинична невропсихология Карън Постал.

Бягането подобрява паметта.Друга област на мозъка, която се активира при бягане, е хипокампусът. Той е отговорен за паметта и има тенденция да намалява с възрастта. Но сенилната забрава буквално може да бъде избегната. Резултатите от експериментите: при хора, които са получили добри аеробни упражнения, хипокампусът е удвоил обема си за една година.

Бягането ви спасява от депресия.Бегачът Монте Дейвис веднъж каза: „Много е трудно да бягаш и съжаляваш себе си едновременно.“ Оказа се, че във шегата има само зрънце шега: при бягане се отделят серотонин и ендорфин, които се наричат ​​хормони на радостта.

Вторият момент е психологически: бягането подобрява вашето здраве и фигура – ​​мисълта за самоусъвършенстване автоматично ви прави по-щастливи.

И още нещо: физическата умора помага за „отпускане“ на мислите. С други думи: твърде сте уморени от тренировка, за да се тревожите за проблеми.

Бягането помага на мозъка да си „почива“.Това благоприятен ефектбягането върху мисленето все още не е достатъчно проучено. въпреки това приблизителна същносте следното: по време на джогинг умът „лута“. Вниманието и концентрацията, разбира се, са важни. Но за ефективна работамозъкът просто понякога трябва да е в разсеяно състояние.

Като цяло японският писател, любител бегач и велик мъдрец Харуки Мупаками беше прав, когато написа: „Не мисля за нищо конкретно, просто бягам и бягам. По принцип, когато тичам, около мен се образува някаква празнота. Може да се каже, че бягам, за да намеря себе си точно в тази празнота.”

Бягането развива логиката.Японски учени са доказали, че бегачите решават проблеми два пъти по-бързо логически проблеми- както на ниво битови грижи, така и в бизнес сферата. Това се дължи на факта, че редовният джогинг подобрява производителността. фронтални дяловемозък, отговорен за функции като вземане на решения, организация и стратегическо планиране.

Епидемията от мозъчни заболявания предизвика отговор: най-добрите учени по света мислят как да се предпазят сива материя. Водещият невролог Григорий Ениколопов разказа пред Ogonyok за посоката, в която се движи научната мисъл.

— Григорий Николаевич, изглежда, че половината научни новини днес са посветени на изследването на мозъка. Каква е причината за тази тенденция?

— Навсякъде по света науката за мозъка е на първо място по важност. Това се дължи на две неща: първо, мозъкът остава най-сложната и все още неизвестна система на живия свят. Второ, тези изследвания са изключително важни от социална и икономическа гледна точка. Парадоксално, благодарение на успеха съвременна медицинаГраницата на старостта се движи назад и поради това нараства броят на невродегенеративните заболявания сред възрастните хора. В същото време расте броят на нервните и неврологичните заболявания сред работещата част от населението - депресия, тежки неврози, наркомании, инсулти, наранявания.

Лечението на толкова много хора е скъпо. Изчислено е, че ако не се направят фундаментални открития, то след 20-30 години цената на само една болест на Алцхаймер може да надвие здравната система на всяка високоразвита страна, било то САЩ, Русия или Япония. Това е огромен проблем. Но засега сериозно не можем да спрем, камо ли тежки заболявания, но също и „обичайното“ влошаване на паметта, което се случва с възрастта.

— И кое откритие от тази гледна точка ви се струва най-значимото в напоследък?

„Сега има експлозивно нарастване на откритията и знанията в науката за мозъка. Директно в моята област, най-важното откритие последните години- неоспорими доказателства, че образуването на нервни клетки в мозъка на възрастните, тоест неврогенезата, се случва не само в мозъка на възрастните животни, но и при хората. Доста дълго време се смяташе, че нервните клетки се образуват в нас само в ембрионалния период и след това се изразходват през целия ни живот. Но днес е брилянтно доказано, че процесът на появата на нови неврони активно протича при хората, както в в млада възраст, и то в много напреднала възраст. Това е фундаментално важно за разбирането как работи мозъкът и за нови идеи за лечението на заболявания на нервната система.

— Как се появяват невроните? От какво се раждат?

„Нашият мозък има резерв от стволови клетки, които под въздействието на цяла каскада от реакции и сигнали започват да се превръщат в неврони. В този случай неврогенезата се случва главно в две части на мозъка: вентрикулите и, което може да е най-важно за хората, в хипокампуса, структурата, отговорна за ученето и паметта. Вярно, само онзи ден се появиха новини, че в други области на мозъка на възрастни, по време на удари, друг вид клетки - астроцити - могат да се превърнат в неврони. Това е много интересно, защото означава, че имаме някакъв клетъчен резерв и той се включва, когато мозъкът е повреден.

— Вашата лаборатория отгледа трансгенен тип мишки, в които мозъчните стволови клетки светеха ярко. След това стана ясно, че нервните клетки действително растат в мозъците на животните. Как можем да открием това в един човек?

„Самата идея, че нови клетки могат да се появят в мозъка на възрастен човек, беше предложена преди 50 години. Но дори и при животни беше трудно да се докаже, че в мозъка на възрастен новите клетки са способни да се превръщат в неврони. Фундаментално важна работаспрямо хората се появява едва в средата на 90-те години на миналия век. Учени от университета Каролинска в Швеция са работили с пациенти с рак последен етап. Доброволците са инжектирани с белязани нуклеотиди в телата им и мозъците им са анализирани след смъртта. Ето как беше възможно да се види и докаже, че при възрастните клетъчното делене се случва в мозъка, повечето от които се превръщат в неврони. През следващите години учените се опитаха да разберат какво означава това и каква функция изпълняват. Като цяло тази област на неврофизиологията се развива най-бързо днес. Основната цел е да се разработят подходи, които биха ни позволили да оценим неинвазивно появата на нови неврони при хората.

— Могат ли да се направят изводи? Каква е функцията на тези нови неврони?

„Ние свързваме новите неврони в хипокампуса с паметта, емоциите и когнитивните функции – способността на мозъка да учи и възприема информация.“ По-специално, няколко лаборатории показаха, че новите неврони са важни за специална форма на памет, наречена "разграничаване на модели". Не е като да запомните поредица от числа или думи.

— Можете ли да обясните с пример какво е това?

„Въпросът е, че човек може да прави разлика между много сходни, но малко различни контексти. Всъщност ние правим това през цялото време, когато осъзнаем, че ситуацията или мястото е почти същото, но все пак различно по някакъв начин. Именно този механизъм е нарушен при някои невродегенеративни заболявания. Например, ние знаем много истории, когато в началото на болестта на Алцхаймер, дори преди развитието тежки стадии, хората не могат да намерят дома си. Струва им се, че са попаднали на правилната пресечка, на правилната къща и така нататък – ситуациите са 90 процента еднакви, но най-важното е в тези 10 процента разлики, които те не забелязват. И така, новите неврони са отговорни точно за тази дискриминация на малки, но често критични разлики.

— Ако неврогенезата е толкова важна, възможно ли е по някакъв начин да се ускори? Има ли някакви ефективни начини?

— В днешно време много изследвания са посветени на клетъчните механизми, които регулират определени етапи от образуването на нови неврони и начините за „стимулиране“ на стволовите клетки и неврогенезата. Именно това е основната тема на нашето изследване. Удивително е, че най-мощният и надежден начин за стимулиране на неврогенезата и подобряване на когнитивните ви способности е бягането и като цяло физически упражнения. Днес това е потвърдено от десетки, ако не и стотици изследвания. В допълнение, някои значително ускоряват неврогенезата лекарстваи процедури. Например антидепресанти като прозак, електроконвулсивен шок и други ефективни начинивсички лечения за депресия увеличават неврогенезата. Въз основа на тези данни започва да се развива нова индустрия за мозъчен фитнес.

— Във вашата московска лаборатория в MIPT учените изучават ефектите на ниските дози радиация върху мозъка. Защо това е интересно?

— Модерен човекВсе по-често се сблъскваме с подобни видове радиация – изложени сме на всякакви медицински прегледи, летят на самолети и т.н. Освен това обикновените хора, се появяват все повече професии, в които се налага да работят с постоянни източници на различни лъчения - лекари, инженери, пилоти, космонавти...

Днес знаем със сигурност, че ниските дози радиация не причиняват такива опасни усложнения, като рак. Но все още не е известно как те влияят на човешките когнитивни способности. Хората започнаха да мислят за това едва наскоро, когато стана известно, че в мозъка постоянно се раждат нови неврони. Може би такива дози нямат ефект, може би влошават, а може би подобряват когнитивните процеси. Това засега е отворен въпрос. Сега в нашата лаборатория разглеждаме как дългосрочното излагане на ниски дози радиация влияе върху паметта и ученето при животните. Това е много дълъг процес, но това е единственият начин да запишете всички промени и след това да опитате да ги намерите химични съединениякоито могат да издържат на евентуални негативни въздействия.

- Колко уместно е това? Изглежда, че знаем доста за радиацията.

— Интересът е изключително голям! Помислете за космически пътувания на дълги разстояния, като например бъдещата мисия до Марс. Факт е, че на Земята и в околоземна орбита астронавтите са защитени от космическата радиация от магнитното поле на планетата. Но веднага щом напуснат зоната на неговото влияние, върху тях ще падне поток от различни частици, чието въздействие върху мозъка е неизвестно. Ако увредят механизма за раждане на нови неврони в хипокампуса, тогава различни форми психични разстройства, например, хората ще запомнят по-лошо нова информация, ще страдат от тежка депресия и т.н. Факти като тези могат да бъдат критична пречка за полетите на дълги разстояния. Това са много реални опасения, поради което НАСА отпуска големи безвъзмездни средства през последните 10 години за изследване на подобни проблеми, точно въз основа на специфичните цели за запазване на психологическото здраве на екипажа.

— Има някои реални доказателства, че радиацията може да увреди паметта на човек или да увреди емоционална сфера?

— Ако говорим за повишени дози, тоест те идват от неочаквана посока. Например, наскоро стана ясно, че приблизително 20-40 процента от хората, които са излекувани от рак с лъчетерапия и химиотерапия, изпитват когнитивни нарушения за известно време. Има дори такова понятие като "хемомозък": състояние, когато след онкологична терапия човек не мисли добре, мозъкът му изглежда замъглен, но след няколко месеца или най-малкото няколко години, загубените функции се възстановяват. Така че имаме основание да смятаме, че подобни манипулации убиват стволови клетки в мозъка и по този начин, появата на нови неврони.

Интервюто взе Елена Кудрявцева

Мозъкът е неговият занаят

Визитка

Григорий Ениколопов,професор, кандидат биологични науки. Роден през 1952 г. в Ереван. Завършва Биологическия факултет на Московския държавен университет през 1974 г. Работил е в Института по молекулярна биология на Академията на науките на СССР в лабораторията на G.P. Георгиева. Преподава в Московския държавен университет. Ръководител на групата в Cold Spring Harbor Laboratory (САЩ, Ню Йорк) и ръководител на лабораторията за мозъчни стволови клетки в MIPT. Член на програмите по невробиология, генетика и молекулярна биология, фармакология в Stony Brook University, САЩ. Автор на над 120 бр научни трудове, притежател на 6 научни патента на САЩ, участва в експертни групи за отпускане на грантове от големи научни фондации в САЩ и Европа. Водещ изследовател в областта на неврогенезата (говорим за способността на нервните клетки да се възстановяват). Трябва да се отбележи, че през 1989 г. Григорий Ениколопов е поканен да работи в лабораторията Cold Spring Harbor, където са работили 9 нобелови лауреати, от Джеймс Уотсън, един от авторите на откритието на двойната спирала на ДНК.

Храна за размисъл

Подробности

Специалните продукти за защита на невроните са съществена част от всяка програма за фитнес на мозъка.

1. какао.Напитка номер едно за тези, които искат да спасят мозъка си. Съдържа теобромин, който активира когнитивните способности на мозъка - памет, скорост на обработка на информация, креативност.

2. Куркума.Тази подправка съдържа куркумин, вещество, което предотвратява разрушаването на допамина в мозъка - важно веществов борбата срещу болестта на Паркинсон.

3. Чисто месо.Съдържа веществото L-карнозин, което е необходимо за нормална операциямозъчна тъкан. Предпазва от излагане на токсични метали.

4. Горски плодове.Почти всички видове съдържат флавоноиди. Те активират гени, които предпазват мозъка от стрес. Особено много от тях има в тъмното грозде, черешите и касиса.

5.спанак,както и киселец, киноа и някои видове листни салати. Те блокират действието на свободните радикали и помагат при тежък психически стрес.

6. Зелен чай.Източник на епигалокатехин галат, който предпазва мозъка от развитие на големи инсулти. Неутрализира невротоксините.

7. Гинко.Екстрактът от плодовете на едноименното дърво изглажда реакцията на мозъка към въздействието на хормона на стреса кортизол и регулира микроциркулацията на кръвта в главата.

8. Рибна мазнина.Спира процесите на разрушаване на нервните клетки, подобрява функционирането на областите на мозъка, отговорни за емоциите и паметта.