Глава 8
Стимуляция генов как способ улучшения работы мозга
Мозг пожилого человека сродни старой лошади: если хотите, чтобы он оставался в строю, придется постоянно его нагружать.
Джон Адамс
[28]
Проверьте, сможете ли вы ответить правильно на вопрос: что сделает вас умнее и снизит риск развития заболеваний головного мозга – решение сложной головоломки или прогулка на свежем воздухе? Если вы выбрали первый ответ, я, конечно, не стану вас критиковать, но все же позволю себе рекомендовать вам сначала прогуляться на свежем воздухе (причем как можно более быстрым шагом), чтобы потом спокойно приступить к решению головоломки. Итак, как вы уже догадались, правильный ответ все же второй. Движение вашего тела принесет более весомую пользу мозгу, чем любая головоломка, математическое уравнение, детектив или даже сам по себе процесс размышления.
Физические упражнения оказывают благоприятное воздействие на тело на всех уровнях – и особенно это касается мозга. Это важная составляющая мира эпигенетики. Проще говоря, когда вы упражняетесь, вы в буквальном смысле этого слова стимулируете работу своей генетической структуры. Занятия аэробикой не только «запускают» гены, связанные с долголетием, но также стимулируют работу гена, кодирующего нейротрофический фактор, – «гормон роста» мозга. Доказано, что занятия аэробикой улучшают память у пожилых людей и стимулируют рост новых клеток мозга в центре, связанном с памятью.
Результаты последних исследований привели к неоспоримому и четкому выводу, указывающему на то, что связь между двигательной активностью и здоровьем мозга – это больше чем просто связь. Физические упражнения способны сформировать мозг, устойчивый к атрофии и склонный к познавательной гибкости.
Волшебная сила движения
Испокон веков люди были очень активными существами – до недавнего времени. Современные технологии стали для нас окном в мир сидячего образа жизни; практически все, в чем мы нуждаемся, сегодня можно получить, не прилагая почти никаких усилий: порой можно даже с кровати не вставать. Но не стоит забывать, что на протяжении миллионов лет наш геном эволюционировал в состоянии непрекращающегося напряжения, ведь человек находился в постоянном поиске еды. Можно сказать, что организм требует регулярной физической активности, чтобы выживать. Но, к сожалению, лишь немногие из нас сегодня уважают такое его желание. И как следствие – рост числа хронических заболеваний и высокий уровень смертности.
Идея, что физическая активность делает нас умнее, заинтриговала не только исследователей в биомедицинских лабораториях, но и антропологов, которые пытаются изучить процесс развития человека за многие тысячелетия. В 2004 году в журнале Nature биологи-эволюционисты Даниэль Либерман и Деннис Брамбл опубликовали статью, в которой утверждали, что человек сумел дожить до нынешних времен только лишь благодаря своей спортивной подготовке1. Наши пещерные предки были способны раньше других хищников выследить жертву. И эти древние атлеты, славящиеся выносливостью, передавали гены из поколения в поколение. Прекрасная гипотеза, не так ли? Нас создали физически развитыми, чтобы мы прожили долгую жизнь. Это говорит о том, что естественный отбор заставил древних людей эволюционировать в исключительно подвижных существ. Наши ноги стали длиннее, пальцы на ногах короче, а внутреннее ухо позволяет сохранять равновесие и координацию. И все это для того, чтобы стоять и двигаться не на четырех ногах, а на двух.
На протяжении долгого времени наука не могла объяснить, почему наш мозг так сильно увеличился в размерах, можно даже сказать, стал непропорционально большим относительно нашего тела. Раньше эволюционисты часто говорили, что в основе плотоядных привычек человека и потребности в социальном взаимодействии лежат сложные мыслительные процессы. Согласно последним исследованиям, за свой огромный мозг мы должны благодарить необходимость постоянно думать и… бегать.
Чтобы прийти к такому выводу, антропологи на примере многих животных – от морских свинок и мышей до волков и овец – изучили связь между размером мозга и выносливостью2. Они заметили, что у видов, которые природа наградила лучшей выносливостью, мозг также был больше относительно размера тела. Но исследователи решили не останавливаться на достигнутом и начали изучать мышей и крыс, которых разводили целенаправленно для участия в марафонах. Они создали линию лабораторных животных, которые превосходили других в беге, и скрещивали их с теми, которые демонстрировали наилучшие результаты на беличьем колесе. Именно в этот момент все встало на свои места: у вновь выведенных животных уровни концентрации нейротрофического фактора мозга (НФМ) и других веществ, стимулирующих рост здоровой ткани, начали повышаться. Как известно, НФМ также стимулирует рост мозга, и по этой причине сегодня бытует мнение, что именно физическая активность помогла нам эволюционировать до умных и сообразительных существ.
Мораль такова: если физическая активность помогла нам развить мозг до его нынешнего состояния, то можно с уверенностью сказать, что упражнения необходимы нам и сегодня для сохранения достигнутого уровня, не говоря уже о необходимости продолжать развиваться, чтобы быть еще умнее, сильнее и образованнее.
Наши козыри – быстрота и ловкость
Биологические основы полезной нагрузки выходят за рамки того, что физическая активность стимулирует приток крови к мозгу, обеспечивая поступление питательных веществ, отвечающих за рост и сохранение клеток. Последние научные изыскания показали, что благодаря регулярным упражнениям человек может контролировать воспаление, повысить чувствительность к инсулину, улучшить показатели сахара в крови, увеличить размер центра памяти и повысить уровень НФМ.
Физические упражнения стимулируют формирование новых клеток мозга. Ученые сумели измерить этот эффект, сравнив мышей и крыс, которые бегали на протяжении нескольких недель, с теми, которые вели малоподвижный образ жизни. У активных животных было примерно в два раза больше нейронов в гиппокампе, чем у лежебок. В рамках других исследований изучались наиболее эффективные типы упражнений. В 2011 году группа, состоящая из 120 пожилых мужчин и женщин, была разделена на две части: одни занимались ходьбой, другие делали упражнения на растяжку мышц. В итоге те, кто занимался ходьбой, показали более высокие результаты3. Через год именно у первой группы размер гиппокампа был больше, а в кровотоке отмечался более высокий уровень НФМ. А у людей, занятых растяжкой, размер мозга уменьшился до уровня атрофии, а результаты когнитивных тестов были далеки от идеала.
Какой бы ни была физическая активность, можно с уверенностью сказать, что упражнения не обязательно должны быть изнурительными, чтобы оказаться эффективными для мозговой деятельности.
Важность формирования новых сетей
Как выяснилось, стимулирование роста новых нейронов – не единственная польза физических упражнений. Последние научные исследования открыли нам глаза на чудо из чудес: упражнения помогают создавать в мозге новые сети. Одно дело зарождать клетки, и совершенно другое – организовывать их в гармонично функционирующие сообщества. Мы не станем умнее только лишь от того, что в мозге появятся новые клетки. Мы должны уметь вплетать их в уже существующие нейронные сети, в противном случае они будут бесцельно бродить среди серого вещества и через некоторое время просто погибнут. Один из способов интегрировать клетки – постоянно узнавать что-то новое. В рамках исследования, которое проводилось в 2007 году, вновь образованные нейроны у мышей вплетались в нейронную сеть мозга, если мыши осваивали водный лабиринт4. Ученые отметили, что клетки-новички не могли помочь мышам выполнять другие когнитивные задачи, помимо прохождения лабиринта. Для выполнения новой задачи мышам пришлось бы прилагать физические усилия, что, в свою очередь, привело бы к формированию новых подвижных и гибких с когнитивной точки зрения клеток.
