Регулярные умственные упражнения совершенствуют структуру мозга

Ученые доказали, что регулярные умственные упражнения в зрелом возрасте позволяют сохранить здоровье и работоспособность мозга.

Это происходит за счет стимуляции образования новых соединений между нейронами и поддержания правильных ритмов работы клеток, которые отвечают за формирование памяти, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Полученные нами данные подтверждают важную связь между процессом обучения и ростом головного мозга и указывают на возможные пути усиления этой связи с помощью медицинских препаратов», — сказал Лу Лу Чэнь, ведущий автор исследования из Калифорнийского университета в Ирвайне, США, слова которого приводит пресс-служба университета.

В своей работе ученые использовали технику визуализации, называемую репаративной микроскопией обратной свертки (restorative deconvolution microscopy), которая позволяет наблюдать с высокой четкостью активацию тех или иных белков, снабженных флуоресцентными метками, в живых тканях.

В эксперименте с двумя группами крыс, одна из которых использовалась в качестве контрольной, а члены второй помещались перед изучением в условия незнакомой животным среды с неизвестными параметрами, которые грызунам необходимо было изучить, ученые показали, что процесс изучения активизирует рецепторы нейронов, которые помогают поддерживать работу клеток мозга на оптимальном уровне.

Эти рецепторы активизируются под воздействием особого белка, так называемого «нейротрофического фактора головного мозга» (brain-derived neurotrophic factor — BDNF), который благоприятствует формированию соединений между нейронами, называемых синапсами. Процесс активизации рецепторов является ключевым для коммуникации между нервными клетками мозга и формирования воспоминаний.

Кроме того, ученые показали, что процесс изучения чего-либо не только вызывает активизацию BDNF, но также оказывается вовлеченным в регуляцию так называемых «тета-ритмов головного мозга», важных для запоминания новой информации. Под тета-ратимами головного мозга ученые подразумевают синхронную активацию множества нейронов, повторяющуюся три-восемь раз в секунду.

В своих исследованиях Чэнь и его коллега Кристин Галл показали, что обучение крыс ориентированию в новом для них пространстве, а также искусственное задание тета-ритмов активизирует работу BDNF в позициях формирования новых синапсов.

«Эта взаимосвязь новых синапсов и тета-ритмов с активизацией BDNF может быть применена для поддержания головного мозга в здоровом состоянии. Существуют наблюдения, согласно которым с возрастом тета-ритмы головного мозга ослабевают, что, согласно нашим новым данным, может приводить к ухудшению работы памяти. В то же самое время, эти же данные показывают, что поддержание умственной активности по мере старения может поддержать активацию нейронов с помощью BDNF на постоянном уровне и тем самым существенно замедлить угасание памяти и сознания», — прокомментировала исследование Галл.

Исследователи в настоящее время пытаются выяснить, можно ли процессы ослабления работы головного мозга с возрастом замедлить с помощью новых экспериментальных медицинских препаратов.