Цикл отправки сообщения из аксона одного нейрона в синапс, а затем в дендриты другого нейрона составляет основу работы мозга. По сути, это химический и электрический процесс. Когда нейрон находится в состоянии покоя, внутри него содержится отрицательный заряд, а снаружи — положительный. Клеточная мембрана разделяет положительные и отрицательные заряды, избирательно позволяя ионам (заряженным атомам таких веществ, как кальций, натрий, хлор и калий) перемещаться внутрь и наружу клетки. Отрицательно заряженные ионы внутри клетки не выпускаются наружу, тогда как положительно заряженные могут свободно перемещаться туда и обратно через клеточную мембрану. Этот баланс удерживает нейрон отрицательно заряженным, за исключением тех случаев, когда ему приходит время действовать.
Если нейрону необходимо отправить сигнал другому нейрону, его клеточная мембрана дает возможность положительно заряженным ионам попасть внутрь, что изменяет заряд с отрицательного на положительный и позволяет отправить электрический сигнал по аксону. После этого мембрана вновь приступает к работе, восстанавливая отрицательный заряд, откачивая положительные ионы из клетки и оставляя внутри отрицательные. Как только нейрон спокойно зарядится до отрицательного состояния, он снова будет готов «выстрелить» сообщением.
Интересно, что нейроны не могут срабатывать по чуть-чуть. Каждый раз, когда один из них отправляет сигнал, он делает это на полную катушку. Так происходит для того, чтобы посылаемый сигнал не ослабевал при прохождении через аксон и синапс, гарантированно достиг дендритов другого нейрона и был услышан. По крайней мере, так это работает, когда аксоны имеют достаточную защиту из жирового покрытия — миелиновую оболочку. (Мы вскоре рассмотрим, что вы можете предпринять, чтобы ваш организм вырабатывал больше миелина.) И, конечно же, в наличии должно быть достаточно АТФ, чтобы обеспечить энергией весь этот процесс.
Между тем электрический импульс, посылаемый через аксон нейрона, стимулирует выделение нейротрансмиттеров в синапсе. Нейротрансмиттеры помогают воспринимающим дендритам следующего нейрона получать сигнал и, срабатывая, в свою очередь, передавать его дальше, к следующему нейрону. Именно так наш мозг обрабатывает сигнал: через цепочку связанных нейронов, по одному нейрону за раз.
Нейронные связи образуют огромные нейронные сети. Именно они отвечают за обучение и запоминание, передачу информации из краткосрочной памяти в структурное ядро мозга, где они хранятся как долговременные воспоминания. Если вы испытываете трудности с освоением нового, запоминанием событий или восстановлением в памяти эпизодов из прошлого, вполне возможно, в этом виноваты недостаточная сила и эффективность работы нейронных сетей.
От их работы зависят не только ваши способности запоминать новое и вспоминать старое, они критически важны для возможности сосредоточиться. В частности, исследования, не так давно проведенные в Университете Макгилла, показали, что нейронные сети в префронтальной коре — вашем мозге — отвечают за обработку визуальной информации и прочих раздражителей
[25]. Если эта группа нейронов функционирует недостаточно эффективно, ваш мозг лабрадора будет находиться в состоянии постоянного возбуждения, готовый реагировать на любой неотфильтрованный раздражитель как на источник реальной угрозы для жизни. Разумеется, все эти дополнительные раздражители постоянно вас отвлекают и не дают сосредоточиться на текущих задачах.
К счастью, существует множество способов улучшить работу нейронов, в том числе помощь в создании миелиновой оболочки, чтобы как следует заизолировать проводящие пути между нейронами, вырастить новые здоровые нейроны или увеличить объем доступной нейронам энергии.
Как заставить нейроны лучше работать
Как вы уже знаете, у всех клеток есть мембрана, состоящая в основном из жиров, но миелин — это особый, более толстый слой, который необходим для функционирования мозга; без него сигналы между нейронами просто потеряются. Мы рождаемся с очень небольшим объемом миелина, и процесс его выработки (называемый миелинизацией или миелиногенезом) идет быстрыми темпами еще в младенчестве. Это основная причина, по которой младенцы так быстро развиваются и превращаются из очаровательных маленьких комочков в ходящих и говорящих людей. На противоположном конце спектра демиелинизация, или потеря миелина вдоль аксонов клеток, — виновник многих нейродегенеративных заболеваний, например рассеянного склероза (РС).
Изучая пациентов с РС, исследователи много узнали о том, как миелин появляется (и разрушается). Большинство из нас вряд ли заболеет РС, но каждый может извлечь пользу из этого исследования, взглянув на методы, которые используют врачи, чтобы помочь пациентам с нейродегенерацией. На восстановление распавшегося миелина требуется намного больше усилий, чем на поддержание его содержания на хорошем уровне, но методы будут одинаковыми в обоих случаях.
В мозге присутствует определенный тип клеток, олигодендроглии (попробуйте быстро произнести это слово три раза подряд), производящие миелин. На протяжении всего взрослого периода жизни эти клетки постоянно вырабатывают новый миелин и заменяют фрагменты миелина, которые вышли из строя
[26]. Так же как электрическая компания поддерживает линии электропередач для обеспечения плавного прохождения сигналов по сети, так и эти специализированные клетки проводят обслуживание миелиновой оболочки в нейронных сетях. Для того чтобы хорошо выполнять свою работу, они опираются на правильный баланс гормонов, в первую очередь гормонов щитовидной железы и прогестерона.
В главе 2 мы обсудили, как гормоны щитовидной железы влияют на митохондриальную функцию и производство АТФ. Исследования показывают, что они также имеют решающее значение для здоровья и выживания клеток олигодендроглии и, следовательно, для постоянного воспроизводства миелиновых оболочек
[27]. Это еще одна причина, почему необходимо следить за здоровьем щитовидной железы и проверять уровень ее гормонов один раз в год или чаще, особенно если усталость — ваш постоянный спутник. Ученые обнаружили, что прогестерон, который мы обычно ассоциируем с биохимией женского тела, поскольку он участвует в регуляции менструального цикла, запускает в олигодендроглиях процесс ремиелинизации нейронов. В одном из исследований у мышей, которые получали прогестерон, было больше клеток олигодендроглии, и, таким образом, они лучше могли восстанавливать миелин
[28].
