В открывшейся демонстрации изобретательности природы исследователи из Принстонского университета недавно обнаружили, что упражнения создают новые живые клетки мозга, а затем отключают их, когда они не должны быть в действии.
Некоторое время ученые, занимающиеся физическими упражнениями, были озадачены двумя, казалось бы, несовместимыми эффектами физической активности на мозг. С одной стороны, известно, что физические упражнения способствуют созданию новых и очень возбудимых клеток мозга. В то же время физические упражнения могут вызывать общее спокойствие в определенных частях мозга.
Большинство из нас, вероятно, не осознают, что нейроны рождаются с определенной предрасположенностью. Некоторые, часто молодые, по своей природе легко возбуждаются. Они стреляют практически любой провокацией, что похвально, если вы хотите ускорить мышление и формирование памяти.
Но эта функция менее желательна во время повседневного стресса. Если стрессор не предполагает принятия решения о жизни или смерти и требует немедленных физических действий, то одновременное включение множества возбудимых нейронов может привести к обратным результатам, вызывая беспокойство.
Исследования на животных показали, что физические упражнения создают изобилие возбудимых нейронов, особенно в гиппокампе, части мозга, которая, как известно, участвует в мышлении и эмоциональных реакциях.
Но было также обнаружено, что физические упражнения уменьшают беспокойство как у людей, так и у животных.
Исследователи из Принстона задались вопросом, как может деятельность одновременно создавать идеальные неврологические условия для беспокойства и оставлять практикующих глубоко укоренившимся спокойствием?
Поэтому они собрали взрослых мышей, ввели им вещество, которое маркирует новорожденные клетки мозга, и в течение шести недель позволяли половине из них по собственному желанию бегать на маленьких колесиках, в то время как остальные спокойно сидели в своих клетках.
После этого ученые определили базовую нервозность каждой группы. Получив доступ к клеткам с открытыми, хорошо освещенными участками, а также с затененными углами, бегущие мыши были более охотно исследовать и проводить время на открытых участках, что свидетельствует о том, что они были более уверенными и менее тревожными, чем сидячие животные.
Исследователи также проверили мозг некоторых бегунов и сидячих мышей, чтобы определить, сколько и каких разновидностей новых нейронов они содержат.
Как и ожидалось, в мозгах бегунов много новых, возбудимых нейронов. Мозг сидячих мышей также содержал похожие, летучие новорожденные клетки, но не в таком количестве.
Мозг бегунов, однако, также имел заметное количество новых нейронов, специально предназначенных для высвобождения нейротрансмиттера ГАМК, который ингибирует активность мозга, препятствуя легкому запуску других нейронов. По сути, это нейроны няни, предназначенные для тихой и спокойной деятельности в мозге.
В мозгу бегунов были большие новые популяции этих клеток в части гиппокампа, вентральной области, связанной с обработкой эмоций. (Остальная часть гиппокампа, область спины, больше связана с мышлением и памятью.)
Какую роль эти нейроны няни играли в мозге животных и в дальнейшем поведении, было не совсем ясно.
Затем ученые осторожно поместили оставшихся мышей в ледяную воду на пять минут. Мыши не наслаждаются холодной водой. Они находят погружение в стресс и вызывают беспокойство, хотя это не опасно для жизни.
Затем ученые проверили мозг этих животных. Они искали маркеры, известные как непосредственные ранние гены, которые указывают, что нейрон недавно сработал.
Они нашли их в изобилии. Как у физически здоровых, так и у сидячих мышей большое количество возбудимых клеток сработало в ответ на холодную ванну. Эмоционально животные были разожжены стрессом.
Но с бегунами это продолжалось недолго. Их мозг, в отличие от оседлых животных, показал, что секретирующие нейроны также были активированы в больших количествах, высвобождая ГАМК, успокаивая активность возбудимых нейронов и, по-видимому, сдерживая ненужную тревогу.
По сути, мозг бегунов отреагировал на сравнительно небольшой стресс от холодной ванны быстрым приливом беспокойства и сопутствующим, всеобъемлющим спокойствием.
Все это говорит о том, говорит Элизабет Гулд, директор лаборатории Гулд в Принстоне, которая написала эту статью вместе со своим аспирантом Тимоти Шенфельдом, который сейчас работает в Национальном институте психического здоровья, и другими, «это то, что гиппокамп бегунов очень отличается от сидячих животных. Мало того, что есть больше возбуждающих нейронов и больше возбуждающих синапсов, но более вероятно, что тормозные нейроны активируются, предположительно, чтобы ослабить возбуждающие нейроны в ответ на стресс ». результаты были опубликованы в журнале нейронауки.
Важно отметить, добавляет она, что в этом исследовании рассматривались долгосрочные учебные ответы. Колеса бегунов были заблокированы на 24 за несколько часов до их холодной ванны, поэтому они не получат острого успокаивающего эффекта от упражнений. Напротив, разница в реакции на стресс между бегунами и сидячими животными отражала фундаментальную реконструкцию их мозга.
Конечно, как мы все знаем, мыши - это не мужчины или женщины. Но, по словам доктора Гулда, другие исследования «показывают, что физические упражнения снижают тревогу у людей», предполагая, что аналогичное ремоделирование происходит в мозге людей, которые тренируются.
«Я думаю, что это не так уж и сложно, - заключает она, - чтобы предположить, что гиппокампы активных людей могут быть менее восприимчивы к некоторым нежелательным аспектам стресса, чем те, которые ведут сидячий образ жизни».
;
