Jak běh napumpuje mozek

Neurovědci vysvětlují, jak velký přínos má běh pro mozek

Zažíváte kreativní blok? Jít si zaběhat. Snažíte se udělat rozhodnutí, které změní život? Jít si zaběhat. Cítíte se podrážděný, smutný nebo jen znuděný? Musíte běžet, běžet, běžet.

Spisovatelka Joyce Carol Oatesová to jednou napsala do sloupku New York Times „U běžícího člověka se mysl pohybuje s tělem. v rytmu s nohama a rukama“. Režisér Casey Neistat loni na podzim pro Runner’s World řekl, že běh mu někdy přináší duševní jas. „U každého velkého rozhodnutí, které jsem za posledních osm let udělal, jsem kandidoval jako první,“ řekl publikaci. Ale možná to nejlépe řekl běžec jménem Monte Davis ve filmu Radost z běhu (1976): „Je těžké utéct a zároveň se litovat. Navíc po dlouhém běhu jsou tu hodiny jasnosti a rovnováhy.“

Po dobrém běhu se někdy můžete cítit jako úplně nový člověk. A to je doslova pravda. Zhruba tři desetiletí neurovědního výzkumu nalezlo konzistentní spojení mezi aerobním cvičením a následnou kognitivní jasností. Ale nejvíce vzrušujícím objevem v této oblasti je neurogeneze.

Není to tak dávno, co nejbystřejší mozky lidstva věřily, že náš mozek přijímá určitý počet neuronů, jejichž počet se v dospělosti nezvyšuje. Ukázalo se, že to byla mylná představa. Studie na zvířatech prokázaly, že se v mozku během života tvoří nové neurony. A nyní je známo, že intenzivní aerobní cvičení spouští zrození nových neuronů, říká Karen Postal, prezidentka Americké akademie klinické neuropsychologie.

Zajímavé je, že nové buňky jsou produkovány v hippocampu, oblasti mozku spojené s učením a pamětí. To může alespoň částečně vysvětlit, proč mnoho studií našlo souvislost mezi aerobním cvičením a zlepšenou pamětí. „Pokud budete cvičit, dokud se nezpotíte – asi 30 až 40 minut – vytvoříte nové mozkové buňky,“ říká Postal, která je sama běžkyní. „To se děje přímo v oblasti spojené s pamětí.“

Změny po běhání byly zaznamenány také ve frontálních lalocích mozku. Zvýšená aktivita v těchto oblastech je pozorována poté, co si lidé osvojí dlouhodobé návyky fyzické aktivity. Po 30 až 40 minutách intenzivního aerobního cvičení vědci zaznamenali zvýšení průtoku krve do této oblasti, což je spojeno s plánováním dopředu, pozorností a soustředěním, stanovením cílů a řízením času.

Tato oblast mozku je také spojena s regulací emocí, což pomáhá vysvětlit výsledky nedávné studie provedené profesorkou psychologie z Harvardské univerzity Emily E. Bernsteinovou. Běhá a zajímá se o změny, které to způsobuje v jejím mozku. „Všiml jsem si, že se cítím lépe, když jsem aktivní“ – říká Eimli. Zajímala se o intervenční studie z posledních let, které naznačují, že cvičení prospívá lidem s problémy s náladou nebo úzkostí. Bernstein chtěl vědět, proč to funguje.

Aby to zjistila, použila verzi klasického experimentu mezi výzkumníky, kteří studují emoce. Společně se svým kolegou Richardem J. McNallym zahráli pro skupinu testovacích subjektů závěrečnou scénu z filmu Champ (1979). Zde je epizoda:

Před sledováním někteří z 80 účastníků běhali 30 minut; zbytek subjektů neudělal nic. Po zhlédnutí všichni vyplnili dotazník, ve kterém uvedli, jak na něj film udělal dojem. Poté všichni 15 minut tvrdě pracovali, poté znovu zkontrolovali, jak se cítí. Účastníci studie, kteří si šli zaběhat na 30 minut, se zotavili z emocionální scény rychleji než ostatní. Ti, kteří se zpočátku cítili hůř, získali z běhu zvláštní výhody. Emily Bernstein v současné době provádí další výzkum, aby přesně určila, proč a jak přesně to funguje.

S běháním je spojena ještě jedna velká mozková výhoda. Zatímco nabíráte kilometry, váš mozek je v oblacích. Všímavost neboli zaměření na tady a teď přináší do vašeho života velké výhody, jak ukazuje rostoucí množství vědeckých důkazů. A přesto jsou snění a snění neméně důležité. Zde je například úryvek z článku, který tři psychologové publikovali v roce 2013 v časopise Frontiers in Psychology:

„Mysl se toulá, ať už dobrovolně, nebo náhodou, a přináší hmatatelné odměny, když je v souladu s osobně smysluplnými cíli a aspiracemi. Někdy musíte znovu přečíst řádek textu potřetí, protože vaše pozornost odběhla od tématu. Ztráta pár minut je menší ztráta, pokud nám rozptýlení umožní konečně pochopit, proč něco, co jste řekl, šéfa minulý týden tak rozrušilo. Vracet se domů z obchodu bez vajec, jejichž nákup byl účelem jít do supermarketu, je jen otrava, pokud vás během této doby napadlo požádat o povýšení, změnit práci nebo se vrátit ke studiu.“.

Je těžké změřit výhody putování myslí, ale to neznamená, že to nemá hodnotu. K podobnému duševnímu stavu spolehlivě vede běhání na dlouhou dobu. V několika nedávných studiích se vědci pokusili zjistit, na co myslí profesionální a amatérští běžci, když běží míle. Téměř vždy myšlenky nejsou o podnikání. Na nich nezáleží. Jak napsal Haruki Murakami ve své knize O čem mluvím, když mluvím o běhání: „Když běžím, tvoří se kolem mě určitá prázdnota. Dalo by se říci, že běžím, abych se ocitl v této prázdnotě. I když je stále děravá – nějaké takové myšlenky se v ní vznášejí a čas od času na ně narážím„.

„Běh je nejlepší způsob, jak obnovit mozek.“

Neurovědec Grigory Enikolopov řekl Eleně Kudryavtseva, proč jsou nervové buňky obnoveny

Epidemie mozkových chorob vyvolala reakci: nejlepší vědci z celého světa přemýšlejí o tom, jak chránit šedou hmotu. Přední neurovědec Grigory Enikolopov řekl Ogonyokovi o směru, kterým se ubírá vědecké myšlení.

— Grigoriji Nikolajeviči, zdá se, že polovina vědeckých zpráv je dnes věnována studiu mozku. Jaký je důvod tohoto trendu?

— Na celém světě má věda o mozku nejvyšší důležitost. To je způsobeno dvěma věcmi: za prvé, mozek zůstává nejsložitějším a dosud neznámým systémem živého světa. Za druhé, tyto studie jsou nesmírně důležité ze sociálního a ekonomického hlediska. Paradoxně se díky úspěchům moderní medicíny posouvá hranice stáří a díky tomu se zvyšuje počet neurodegenerativních onemocnění u seniorů. Zároveň roste počet nervových a neurologických poruch mezi pracující částí populace – deprese, těžké neurózy, drogové závislosti, mrtvice, úrazy.

Léčba tolika lidí je drahá. Odhaduje se, že pokud nebudou učiněny žádné zásadní objevy, pak by za 20-30 let mohly náklady na pouhou jednu Alzheimerovu chorobu převálcovat zdravotnický systém jakékoli vysoce rozvinuté země, ať už jde o USA, Rusko nebo Japonsko. To je obrovský problém. Ale zatím vážně nedokážeme zastavit nejen vážná onemocnění, ale ani „obyčejné“ zhoršování paměti, ke kterému s věkem dochází.

— A jaký objev se vám z tohoto pohledu v poslední době zdá nejvýznamnější?

„Nyní dochází k explozivnímu nárůstu objevů a znalostí ve vědě o mozku. Přímo v mém oboru je nejdůležitějším objevem posledních let nezpochybnitelným důkazem, že k tvorbě nervových buněk v dospělém mozku, tedy k neurogenezi, dochází nejen v dospělém mozku zvířat, ale také u lidí. Poměrně dlouho se věřilo, že nervové buňky se v nás tvoří pouze v embryonálním období a pak se spotřebovávají po celý život. Ale dnes je brilantně prokázáno, že proces vzniku nových neuronů u lidí aktivně probíhá, a to jak v mladém věku, tak ve velmi vysokém věku. To je zásadně důležité pro pochopení fungování mozku a pro nové představy o léčbě nemocí nervového systému.

— Jak se objevují neurony? Z čeho se rodí?

„Náš mozek má rezervu kmenových buněk, které se pod vlivem celé kaskády reakcí a signálů začnou měnit v neurony. Většina neurogeneze se vyskytuje ve dvou částech mozku: v komorách a, což je pro člověka možná nejdůležitější, v hipokampu, struktuře odpovědné za učení a paměť. Pravda, právě nedávno se objevily zprávy, že v jiných oblastech dospělého mozku se během mrtvice může jiný typ buněk – astrocyty – proměnit v neurony. To je velmi zajímavé, protože to znamená, že máme jakousi buněčnou rezervu a ta se zapne při poškození mozku.

– Vaše laboratoř vyšlechtila transgenní typ myší, ve kterých mozkové kmenové buňky jasně zářily. Poté bylo jasně vidět, že nervové buňky skutečně rostou v mozcích zvířat. Jak to můžeme u člověka zjistit?

„Samotná myšlenka, že se v mozku dospělého člověka mohou objevit nové buňky, byla navržena před 50 lety. Ale i u zvířat bylo obtížné prokázat, že v dospělém mozku jsou nové buňky schopné přeměnit se na neurony. Zásadně důležitá díla týkající se člověka se objevila až v polovině 90. let minulého století. Vědci z Karolinska University ve Švédsku pracovali s pacienty v terminálním stádiu rakoviny. Dobrovolníkům byly do těla vpraveny značené nukleotidy a jejich mozky byly po smrti analyzovány. Tak bylo možné vidět a dokázat, že u dospělých dochází k buněčnému dělení v mozku, z nichž většina se mění na neurony. Během následujících let se vědci snažili pochopit, co to znamená a jakou funkci plní. Obecně platí, že tato oblast neurofyziologie se dnes rozvíjí nejrychleji. Hlavním cílem je vyvinout přístupy, které by nám umožnily neinvazivně posoudit vznik nových neuronů u lidí.

— Je možné vyvodit nějaké závěry? Jaká je funkce těchto nových neuronů?

„Nové neurony v hipokampu spojujeme s pamětí, emocemi a kognitivními funkcemi – schopností mozku učit se a vnímat informace.“ Zejména několik laboratoří ukázalo, že nové neurony jsou důležité pro zvláštní formu paměti nazývanou „diskriminace podle vzoru“. Není to jako zapamatovat si řadu čísel nebo slov.

— Můžete vysvětlit na příkladu, co to je?

„Jde o to, že člověk je schopen rozlišovat mezi velmi podobnými, ale mírně odlišnými kontexty. Ve skutečnosti to děláme neustále, když si uvědomujeme, že situace nebo místo jsou téměř stejné, ale přesto se v něčem liší. Právě tento mechanismus je u některých neurodegenerativních onemocnění narušen. Známe například mnoho příběhů, kdy na počátku Alzheimerovy choroby, ještě před rozvojem těžkých stadií, lidé nemohou najít svůj domov. Zdá se jim, že přišli na správnou křižovatku, do správného domu a tak dále – situace jsou z 90 procent stejné, ale to nejdůležitější spočívá v těchto 10 procentech rozdílů, kterých si nevšimnou. Nové neurony jsou tedy zodpovědné právě za toto rozlišování malých, ale často kritických rozdílů.

— Pokud je neurogeneze tak důležitá, je možné ji nějak urychlit? Existují nějaké účinné způsoby?

— V současné době se mnoho výzkumů věnuje buněčným mechanismům, které regulují určité fáze tvorby nových neuronů, a způsobům „stimulace“ kmenových buněk a neurogeneze. To je právě hlavní téma našeho výzkumu. Je úžasné, že nejúčinnějším a nejspolehlivějším způsobem, jak podnítit neurogenezi a zlepšit své kognitivní schopnosti, je běh a fyzická aktivita obecně. Dnes to potvrzují desítky, ne-li stovky studií. Některé léky a postupy navíc značně urychlují neurogenezi. Například antidepresiva, jako je Prozac, elektrokonvulzivní šok a další účinná léčba deprese, všechny zvyšují neurogenezi. Na základě těchto údajů se začíná rozvíjet nový průmysl mozkové fitness.

— Ve vaší moskevské laboratoři na MIPT vědci studují účinky nízkých dávek záření na mozek. Proč je to zajímavé?

„Moderní lidé se stále častěji potýkají s podobnými druhy záření – podstupujeme nejrůznější lékařské prohlídky, létáme v letadlech a tak dále. Kromě obyčejných lidí přibývá profesí, ve kterých musí pracovat se stálými zdroji různého záření – lékaři, inženýři, piloti, astronauti.

Dnes s jistotou víme, že nízké dávky záření nezpůsobují tak nebezpečné komplikace jako například rakovina. Ale stále není známo, jak ovlivňují lidské kognitivní schopnosti. Lidé o tom začali přemýšlet teprve nedávno, kdy se provalilo, že se v mozku neustále rodí nové neurony. Možná takové dávky nemají žádný účinek, možná se zhoršují a možná zlepšují kognitivní procesy. To je zatím otevřená otázka. Nyní v naší laboratoři sledujeme, jak dlouhodobé vystavení nízkým dávkám záření ovlivňuje paměť a učení u zvířat. Jedná se o velmi dlouhý proces, ale je to jediný způsob, jak zaznamenat jakékoli změny a poté se pokusit najít chemické sloučeniny, které dokážou odolat případným negativním vlivům.

– Jak relevantní je to? Zdá se, že o záření toho víme docela dost.

— Zájem je extrémně vysoký! Zvažte cestování vesmírem na dlouhé vzdálenosti, jako je budoucí mise na Mars. Faktem je, že na Zemi a na oběžné dráze v blízkosti Země jsou astronauti chráněni před kosmickým zářením magnetickým polem planety. Jakmile ale opustí zónu jejího vlivu, dopadne na ně proud různých částic, jejichž účinky na mozek nejsou známy. Pokud poškodí mechanismus zrodu nových neuronů v hipokampu, pak mohou vznikat různé formy psychických poruch, lidé si například hůře zapamatují nové informace, trpí těžkými depresemi a podobně. Tyto skutečnosti mohou být zásadní překážkou pro lety na dlouhé vzdálenosti. To jsou velmi reálné obavy, a proto NASA v posledních 10 letech přiděluje velké granty na studium takových problémů, přesně na základě konkrétních cílů zachování psychického zdraví posádky.

— Existuje nějaký skutečný důkaz, že záření může poškodit paměť člověka nebo narušit emocionální sféru?

— Pokud mluvíme o zvýšených dávkách, to znamená, že přicházejí z nečekaného směru. Nedávno se například ukázalo, že přibližně 20–40 procent lidí, kteří se vyléčili z rakoviny radioterapií a chemoterapií, po určitou dobu trpí kognitivní poruchou. Existuje dokonce takový pojem jako „chemomozek“: stav, kdy člověk po onkologické terapii nemyslí dobře, jeho mozek se zdá být zamlžený, ale po několika měsících, nebo alespoň po několika letech , ztracené funkce jsou obnoveny. Máme tedy důvod se domnívat, že takové manipulace zabíjejí kmenové buňky v mozku, a tím i vznik nových neuronů.

Rozhovor s Elenou Kudryavtsevovou

Mozek je jeho řemeslo

vizitka

Grigory Enikolopov, profesor, kandidát biologických věd. Narozen v roce 1952 v Jerevanu. Vystudoval Biologickou fakultu Moskevské státní univerzity v roce 1974. Pracoval v Ústavu molekulární biologie Akademie věd SSSR v laboratoři G.P. Georgieva. Vyučuje na Moskevské státní univerzitě. Vedoucí skupiny v Cold Spring Harbor Laboratory (USA, New York) a vedoucí laboratoře mozkových kmenových buněk v MIPT. Člen programů neurobiologie, genetiky a molekulární biologie, farmakologie na Stony Brook University, USA. Autor více než 120 vědeckých prací, držitel 6 amerických vědeckých patentů, účastní se expertních skupin pro udělování grantů od významných vědeckých nadací v USA a Evropě. Přední výzkumník v oblasti neurogeneze (hovoříme o schopnosti nervových buněk zotavit se). Je pozoruhodné, že v roce 1989 byl Grigory Enikolopov pozván k práci v Cold Spring Harbor Laboratory, kde pracovalo 9 laureátů Nobelovy ceny, James Watson, jeden z autorů objevu dvoušroubovice DNA.

Jídlo pro mysl

Детали

Speciální produkty na ochranu neuronů jsou nezbytnou součástí každého mozkového fitness programu.

1. Kakao. Nápoj číslo jedna pro ty, kteří si chtějí zachránit mozek. Obsahuje theobromin, který aktivuje kognitivní schopnosti mozku – paměť, rychlost zpracování informací, kreativitu.

2. Kurkuma. Toto koření obsahuje kurkumin, látku, která zabraňuje destrukci dopaminu v mozku, důležité látky v boji proti Parkinsonově chorobě.

3. Libové maso. Obsahuje látku L-karnosin, která je nezbytná pro normální činnost mozkové tkáně. Chrání před vystavením toxickým kovům.

4. Bobule. Téměř všechny druhy obsahují flavonoidy. Aktivují geny, které chrání mozek před stresem. Zvláště mnoho je jich v tmavých hroznech, třešních a černém rybízu.

5. Špenát, stejně jako šťovík, quinoa a některé druhy hlávkového salátu. Blokují účinky volných radikálů a pomáhají při těžké psychické zátěži.

6. Zelený čaj. Zdroj epigalokatechin galátu, který chrání mozek před rozvojem velkých mozkových příhod. Neutralizuje neurotoxiny.

7. Ginkgo. Extrakt z plodů stejnojmenného stromu vyhlazuje reakci mozku na účinky stresového hormonu kortizolu a reguluje mikrocirkulaci krve v hlavě.

8. Rybí tuk. Zastavuje procesy destrukce nervových buněk, zlepšuje fungování oblastí mozku odpovědných za emoce a paměť.

• Časopis „Ogonyok“ č. 42 ze dne 27.10.2014. září 33, str. XNUMX

• Elena Kudryavtseva přihlásit se k odhlášení