Отдельные области мозга, включая такой его раздел, как гиппокамп, в процессе жизнедеятельности человека становятся меньше в размерах. При этом страдает скорость взаимодействия нейронов и ухудшаются когнитивные свойства мозга, способность устанавливать причинно-следственные связи. Поставив эксперимент на крысах, учёные обнаружили, что некоторые привычные физические упражнения положительно сказываются на состоянии гиппокампа и таким образом становятся методом профилактики деменции и болезни Альцгеймера. Способствует сохранению функции этой области мозга и отказ от GPS-устройств.


Трусцой от Альцгеймера

Результаты эксперимента на крысах были опубликованы в журнале The Journal of Phуsiology. Показано, что некоторые физические упражнения эффективно увеличивали объём мозга животных, в частности, за счёт стимуляции нейрогенеза гиппокампа. Исследование проводилось в течение двух недель. Выяснилось, что аэробные упражнения (например, бег) усиливают нейрогенез у взрослых грызунов. Силовые упражнения, фитнес и высокоинтенсивные интервальные тренировки нейрогенеза не вызывали, зато стимулировали создание дополнительных кровеносных сосудов.

Мириам Нокиа, возглавлявшая исследование, проанализировала результаты и с уверенностью предположила: наиболее полезны для здоровья гиппокампа кардиотренировки. К ним относятся бег трусцой, езда на велосипеде, плавание и др. Ходьба и йога в меньшей степени сказываются на активности мозга.

Andrey Arkusha/Global Look Press

Чем важен гиппокамп

Гиппокамп — один из отделов головного мозга человека, продолговатый выступ боковых желудочков мозга. Он является основной структурой, участвующей в процессе запоминания информации. Его деятельность имеет решающее значение для многих аспектов повседневной жизни и, в частности, позволяет нам ориентироваться в пространстве и знать, где мы находимся, создавая когнитивные карты. Он также позволяет нам вспоминать события из прошлого, а также, по мнению нейробиологов, даёт нам возможность представить себя в будущем. Атрофия гиппокампа связана с разрушительными состояниями, включая посттравматическое стрессовое расстройство и болезнь Альцгеймера.

В октябре 2014 года в Стокгольме Нобелевская премия в области физиологии и медицины была присуждена исследователям, открывшим природную систему позиционирования, то есть клетки головного мозга, которые позволяют человеку и животным ориентироваться в пространстве. Лауреатами премии стали американец британского происхождения Джон О'Киф и супруги из Норвегии Мэй-Бритт и Эдвард Мозер. Американец О'Киф сделал своё открытие в 1971 году: он доказал, что у попадающей в знакомую обстановку лабораторной крысы всегда активизировалась одна и та же область мозга — гиппокамп.

Супруги Мозер, в свою очередь, выяснили, что в определённом слое мозга клетки берут на себя функцию картографических меток, создавая проекцию окружающего пространства. Это своего рода внутренний «навигатор». Мозг, как выяснили Мозеры, формирует правильную, идеальную с математической точки зрения структуру, но не в виде карты, а в формате сетки из активных нейронов. Оказалось, что чем быстрее живое существо проходит определённое расстояние, тем быстрее идёт разрядка нейронной проекции в мозге. Полученные данные помогают сегодня учёным раскрывать механизмы того, как болезнь Альцгеймера действует в отношении высших функций мозга, и противодействовать ей.

Исследования давно показали, что гиппокамп очень восприимчив к персональному опыту индивидуума. Например, доказано, что лондонские таксисты имеют больший объём серого вещества в этом отделе мозга — в результате запоминания сложных маршрутов английской столицы.

Схематичное изображение гиппокампаСхематичное изображение гиппокампаCamillo Golgi/Wikimedia Commons

Отказ от GPS-устройств

В качестве дополнительного способа сохранения когнитивных свойств мозга учёные также рекомендуют отказ от навигаторов. Постоянное использование GPS-устройств пагубно влияет на когнитивные способности человека. Чтобы держать мозг в хорошей форме, необходимо самостоятельно, без гаджетов, составлять маршруты и запоминать их.

Использование навигаторов постепенно приводит к уменьшению размеров гиппокампа. К таким выводам пришли авторы эксперимента ещё в 2017 году (результаты были опубликованы в Nature Communications). Тогда участникам эксперимента предлагали перемещаться по виртуальной симуляции лондонского района Сохо. Учёные контролировали мозговую активность участников исследования, в частности, держали под контролем деятельность гиппокампа. Как оказалось, те, кто руководствовался пошаговыми инструкциями от навигатора, демонстрировали меньшую активность в этой части мозга, чем участники, которые ориентировались без гаджетов.

В дальнейшем это открытие только подтверждалось, пишет на страницах газеты The Washington Post М. Р. О'Коннор, эксперт в области науки, техники и этики. Пользователи GPS-устройств избавлены от необходимости создавать свои собственные маршруты и запоминать их и в результате меньше обращают внимания на окружающее пространство. Поведение мозга изменяется, когда люди постоянно полагаются на пошаговые инструкции.

Гиппокамп составляет внутреннюю карту окружающей среды, и эта карта становится активной только тогда, когда вы самостоятельно занимаетесь навигацией, а не используете GPS, — приводит О'Коннор мнение Амир-Хомаюна Джавади, одного из учёных, работающих над вопросами сохранения функции гиппокампа на протяжении всей жизни человека.

Джавади считает, что если области мозга, отвечающие за навигацию, используются редко, они имеют тенденцию сокращаться.

Навигационные способности человека достигают пика примерно в 19 лет, и после этого большинство людей постепенно перестают использовать стратегии пространственной памяти, полагаясь на привычку. Но нейробиолог Вероник Бобот обнаружила, что использование стратегий пространственной памяти для навигации коррелирует с увеличением серого вещества в гиппокампе в любом возрасте.

Если мы обращаем внимание на окружающую среду, мы стимулируем наш гиппокамп, а большой гиппокамп, похоже, защищает от болезни Альцгеймера, — считает Бобот. — Когда человек потерялся в пространстве, гиппокамп активируется, и это полностью выводит нас из привычного режима. Заблудиться — это хорошо! Но, разумеется, лишь в том случае, если всё закончилось благополучно.