Восстанавливаются ли нервные клетки

Десятилетия споров в научной среде, появление мифов и теорий, сотни экспериментов – все это окружает главный вопрос 20 века в области нейрофизиологии: «Как восстанавливается мозг человека и возможно ли это в принципе?».

Ученым удалось определить механизм создания новых нервных клеток головного мозга. Мы знаем, как работают нейроны. Известны и практические экспериментов, доказавшие, что повреждения мозга возможно обратить вспять при определённых условиях.

Содержание

История создания и разрушения мифа

О том, как восстановить функции мозга, сегодня рассказывается в авторитетных научных изданиях мира. Разработаны методики, доступные каждому.

«Нервные клетки не восстанавливаются!» – эта поговорка сопровождает человека с детства, создавая впечатление правдивости этой фразы. Нам даже не приходит в голову сомневаться в однажды полученной и потом постоянно повторяемой вокруг информации. А зря. Ведь это высказывание, основанное на научных исследованиях полувековой давности давно опровергнуто.

Разбираясь с тем, миф или реальность идея о том, что нервные и мозговые клетки не восстанавливаются, где же правда и будут ли еще существовать картинки, утверждающие, что это научный факт, мы изучили историю формирования и развенчания этой идеи.

Сеть нейронов под микроскопом

Как на самом деле?

Действительно, ученым раньше не удавалось обнаружить следы молодых тканей в зрелом мозге. Сейчас это объясняется недостаточно чувствительной аппаратурой [1].

Революция случилась в 1977 году, когда Майкл Каплан и Джеймс Хиндс разработали новый способ отслеживания изменений в коре головного мозга и применили его на уже взрослых лабораторных крысах. Уже через месяц после повреждения, срез мозга животных дал четкие результаты – образование новых клеток идет.

Последующие исследования позволили выявить особенности работы мозга млекопитающих и человека:

  1. Зрелые нервные клетки не способны делиться, так как стали узкоспециализированными.
  2. За образование новых элементов системы отвечают сохранившиеся стволовые клетки.
  3. После деления стволовой клетки, один из ее потомков постепенно приобретает нужную узкую специализацию [2]. И дозревает до того, чтобы занять свое место в мозге, восстанавливая его функциональность. Новый нейрон становится на место погибшего товарища.
  4. Другая дочерняя клетка, которая образовалась после первоначального деления, остается стволовой. Это дает возможность до старости поддерживать в организме способность к восстановлению узкоспециализированных клеток при необходимости.

Делящиеся клетки нейронов

  1. Клетки-предшественники образуются в глубоких отделах мозга, а затем постепенно мигрируют в нужную область. Там замещают поврежденные, «дозревают» и встраиваются в рабочие процессы.

Задумываясь над вопросом, почему же до сих пор говорят, что нервные клетки не восстанавливаются, есть или все-таки нет подтвержденных данных о нервах человека, помните: научное знание медленно проникает в общественное мнение.

Требуются десятилетия, чтобы победить укоренившиеся в массовом сознании мифы. Тем более, когда они вошли в повседневный оборот в виде пословиц и поговорок.

Особенности нейронов

Вопрос о том, восстанавливаются ли нервные клетки мозга у людей, мужчин и женщин, во время жизни и сколько на это понадобиться времени, ученые раскрыли. Однако, чтобы повысить когнитивные функции, восстановить память, способность воспринимать и обрабатывать информацию, этого мало.

За сложные познавательные процессы отвечают еще малоизученные элементы – нейроны и связи между ними. Особенно актуален этот вопрос в связи с развивающимися у взрослых людей проблемами с памятью.

Самих нейронов и связей между ними в мозгу не счесть. Число настолько велико, что потеря части клеток, происходящая каждый день под воздействием негативных внешних факторов или возраста, незаметна для взрослого человека, пока не достигнет критического показателя. Исследования нейрофизиолога Кэрол Барнс позволили выявить несколько закономерностей:

  • Со временем, часть нейронов, сохранивших в себе информацию, человеческуюпамять, уходит в своеобразную спячку. Они не отмирают, но перестают посылать сигналы, замолкают. В это момент мы теряем часть своих воспоминаний, забываем. И это физиологический процесс.
  • Гиппокамп, глубокий подкорковый отдел, у взрослых людей сохраняет способность создавать новые нейроны. Свежие клетки мигрируют по мозгу человека, формируют новые нейронные связи, записывают информацию. Спустя время и эти группы постепенно уходят в «спячку», если к ним не поступают запросы от других клеток.
  • Многих из «спящих» элементов нейронной сети можно разбудить и перевести в активное состояние. Для этого применяется комбинация из медикаментов, физиотерапевтических процедур и психо-нейрофизиологических техник тренировки [3].

Расположение гиппокампа в мозгу

Возможно ли, что мозг взрослого человека создает новые клетки в неограниченном количестве? Или он только поддерживает баланс, сформированный в юности? Ответ на эти вопросы, ученым еще предстоит найти.

Вопрос о том, восстанавливаются ли нейроны головного мозга или нет, в современной науке считается раскрытым. Сегодня идут исследования, помогающие лучше понять этот процесс, найти более действенные методики улучшения работы мозга.

Опасность стресса

О том, что стресс убивает нервные клетки, знают все. Но влияет ли состояние нервного напряжения, волнение, на то, как восстанавливается мозг человека?

На помощь снова пришли лабораторные крысы. Дело в том, что ученые в большинстве своем изучают мозг человека после его смерти, поэтому отследить динамику образования новых клеток в период взрослой жизни было крайне сложно.

Ответ дали эксперименты на крысах. Образование новых клеток специально подавлялось у испытуемых животных. Результатом подобного обращения стала депрессия, отказ от вещей, приносящих радость, отсутствие положительной реакции на то, что раньше даже вызывало эйфорию.

Разрушающийся нейрон

Анализ данных экспериментов показал своеобразный замкнутый круг. Сильный стресс, постоянные переживания, угнетенное состояние или психические заболевания в активной фазе, не позволяют стволовым клеткам размножаться, создавать нейронные связи [4].

Когнитивный застой, отсутствие стимула к развитию и других изменений, приводящих к усилению работы мозга, постепенно погружает животное в депрессивное состояние.

Точно также этот процесс происходит и в организме человека. Поэтому при лечении повреждений мозга, часто применяются успокоительные процедуры, психотерапия.

На то, как восстанавливается мозг человека после повреждений, возрастной деградации, влияет масса факторов. Одним из самых важных является покой. При лечении после травм головы, на этот момент обращают особенное внимание все врачи.

Если человек испытывает интенсивный стресс, то образование новых клеток, а значит и нейронных связей, – невозможно. Никакие упражнения, обучение и даже прием специальных препаратов не дадут заметного результата.

Как помочь мозгу восстановиться?

Разобравшись с главным вопросом, можно ли восстановить нейронные связи головного мозга и нервные клетки, перейдем к руководству, как это сделать.

Даже во взрослом возрасте, причиненный мозгу ущерб возможно если не полностью, то частично исправить. Потребуется специализированная медицинская помощь: подобранные курсы лекарственных препаратов и физиопроцедур. Не меньшую результативность дает самостоятельная работа над собой – развитие и укрепление когнитивных функций.

Рассмотрим подробнее методы с доказанной эффективностью.

Переверните мир

Находясь в окружении привычных вещей, мы начинает воспринимать их как детали интерьера и перестаем замечать.

Чтобы убрать этот эффект и одновременно заставить мозг задействовать новые для него типы мышления, переверните вокруг себя предметы (какие получится) вверх тормашками.

Мозг не сможет воспринять их как привычную деталь и вынужден будет воспринять, как что-то новое, задействовать для этого нейронные связи.

Перевернутые вещи дома

Новизна впечатлений подстегнет нейроны к работе, усилится внимательность, улучшится навык воспринимать новое.

Правило семи дней

Есть данные, что для создания и фиксации новой нейронной связи нужно повторять тренировочное действие в течение семи дней.

После этого периода тренировок связь становится устойчивой, однако это не значит, что можно будет бросить тренироваться. Без необходимой работы, такая связь быстро «уснет».

Все семь дней, минимум полчаса в день уделяйте тренировке мозга – и вы заметите результат. Например – изучайте новое, ходите домой новой дорогой.

Аэробика для мозга

Чтобы находиться в постоянном развитии, создавать новые связи, мозг постоянно должен сталкиваться с чем-то необычным, новым. Это просто устроить даже в обыденной жизни.

Давайте умеренную нагрузку на органы восприятия информации. Начните утро не привычным ритуалом, измените напиток, почистите зубы другой рукой, меняйте запахи в доме. Разнообразьте привычную звуковую атмосферу вокруг себя, концентрируйте зрительное внимание на непривычных вещах.

Всё, что вы всегда хотели знать о взрослом нейрогенезе, но боялись спросить

Картина художника и дипломированного нейрофизиолога Грега Данна, изображающая одну из главных зон взрослого нейрогенеза — гиппокамп.

Автор
Редакторы

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Выражение «нервные клетки не восстанавливаются» является одним из лидеров среди расхожих в быту утверждений о человеческом мозге. При этом уже 20 лет как доказана его ложность, а количество рассматривающих это самое восстановление статей до сих пор увеличивается чуть ли не по экспоненте. Уже установлены зоны, где оно проходит, его функциональное значение, а также огромное количество влияющих на него факторов. А сколько еще предстоит открыть.

Конкурс «био/мол/текст»-2015

Эта работа опубликована в номинации «Лучшая обзорная статья» конкурса «био/мол/текст»-2015.

Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.

Спонсоры конкурса: лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

Пошатнуть стереотип оказалось непросто.

Еще в начале прошлого века потеря нейронов в результате травмы или старения считалась фатальной — ведь даже лучшие умы настаивали на невозможности новообразования нейронов (или нейрогенез) у взрослых особей высших позвоночных. Впервые это постулировал гениальный С. Рамон-и-Кахаль [1], у которого на тот момент просто не могло быть инструментов исследования мозга, способных фиксировать малоинтенсивные постнатальные процессы. Авторитет Рамон-и-Кахаля был огромен, к тому же было известно, что с возрастом масса мозга снижается. О наличии малого пула стволовых клеток поводов задуматься не было, а отсутствие знаний о пластичности мозга не позволяло решить проблему интеграции новых нейронов в сложнейшую систему старых.

В результате убежденность в невозможности образования нервных клеток во взрослом состоянии была настолько твердой, что стала причиной ряда драматических историй в науке. Одним из первых, кто говорил о существовании взрослого нейрогенеза, был Джозеф Альтман. Используя новый для того времени метод авторадиографии с меченым тимидином (рис. 1), он и его сотрудники выпустили в 60-х целый ряд работ, утверждавших протекание нейрогенеза в зубчатой фасции гиппокампа, обонятельных луковицах и коре головного мозга у взрослых крыс, морских свинок, а также в новой коре у кошек [2].

Признаки взрослого нейрогенеза

Рисунок 1. Первые признаки взрослого нейрогенеза. Животным вводили 3 Н-тимидин — радиоактивный аналог обычного нуклеотида тимидина, — который тоже встраивается в ДНК делящейся клетки, но который потом можно регистрировать методом авторадиографии.

Альтман также предположил, что «взрослорождённые» нейроны имеют ключевое значение в процессах обучения и формирования памяти. Несмотря на то, что работы были выпущены в ведущих научных журналах, ученое сообщество проигнорировало их выводы, противоречившие установившемуся стереотипу. В результате Альтман прекратил работы по этому направлению. В начале 80-х его утверждения дополнились ультраструктурными доказательствами того, что возникающие в мозге взрослых крыс клетки похожи на нейроны. Кроме того, процессы деления были зафиксированы уже в мозге взрослых приматов — макак. Эти результаты получил Майкл Каплан, известный биолог и врач, позднее работавший в Университете Джонса Хопкинса и Национальном институте по проблемам старения (США). В ответ на его статьи некоторые именитые ученые говорили, что подобные результаты, полученные на крысах, не могут быть показательными, так как крысы не прекращают расти в течение жизни, следовательно, не могут когда-либо считаться «взрослыми». А обнаруженные деления в мозге макак сочли недостаточными для доказательства существования у них значительного нейрогенеза. Такие реакции не вдохновляли Каплана на продолжение исследований этой проблемы, и он занялся реабилитационной медициной [3].

. и всё же это удалось!

Одним из поворотных моментов в изучении нейрогенеза стала серия статей Фернандо Ноттебома, вышедшая в 80-х и 90-х годах. Сейчас Ноттебом — глава отдела экологии и этологии Рокфеллеровского университета, а тогда он занимался мозгом птиц, в частности — вокальным центром канареек. В ходе его работы выяснилось, что в отделах их мозга, гомологичных коре и гиппокампу приматов, помимо гибели происходит образование огромного количества новых клеток! При этом многие новые клетки являются нейронами и образуют синапсы, а активность всего этого процесса коррелирует со сложностью окружающей птицу среды. Несмотря на то, что многими эти результаты списывались на некую специфику птиц, они сильно сдвинули общественное мнение [3].

Исследование нейрогенеза продолжилось с новыми силами после введения в научную практику синтетических аналогов тимидина. Такие аналоги куда легче потом обнаружить в тканях, чем радиоактивные, которые использовал Альтман. Кроме того, были открыты маркеры клеток разных типов: нейронов различной степени зрелости, клеток глии, а также любых клеток, находящихся в фазе митоза, то есть делящихся. Это позволило еще увереннее говорить об активном нейрогенезе в зубчатой фасции гиппокампа и в стенках желудочков мозга с проекциями в обонятельные луковицы (рис. 2) [4]. Последние работы демонстрируют нейрогенез и в ряде других структур мозга: в хвостатом ядре, фронтальной коре, первичной и вторичной моторной и соматосенсорной коре (рис. 3) [5], [6]. Но недостаточно высокая активность процесса всё же не позволяет называть эти зоны нейрогенными, в отличие от двух вышеназванных.

Зоны нейрогенеза в мозге

Рисунок 2. Зоны мозга, в которых происходит нейрогенез: субвентрикулярная зона мозга (SVZ) в боковых стенках первых двух желудочков и субгранулярная зона зубчатой фасции гиппокампа (SGZ). У грызунов образующиеся в SVZ клетки потом мигрируют по ростральному миграционному тракту в обонятельные луковицы.

Зоны нейрогенеза в мозге человека

Рисунок 3. Зоны мозга человека, в которых происходит нейрогенез. У приматов клетки, образующиеся в субвентрикулярной области, мигрируют еще и в полосатое тело, которое представляет собой анатомическую структуру мозга, отвечающую за мышечный тонус, формирование условных рефлексов, а также регулирующую некоторые поведенческие реакции.

Нейрогенез в желудочках мозга значительно усиливается при каком-либо обонятельном опыте, а также при беременности у грызунов, так как узнавание детенышей у них сильно связано с обонянием [7], [8]. Результаты работ по исследованию нейрогенеза в этой зоне у человека пока не приводят к окончательным выводам: часть из них свидетельствует о его протекании у человека, другая ставит под сомнение миграцию нейронов в обонятельные луковицы. Недавно было показано, что у приматов новообразованные нейроны из субвентрикулярной зоны могут мигрировать в полосатое тело (или стриатум), отвечающее за сложные двигательные реакции и формирование условных рефлексов [9]. С повреждениями стриатума связан синдром Туретта, а также более серьезные проблемы, такие как болезни Паркинсона и Хантингтона. Поэтому в будущем можно рассчитывать на появление ряда работ по связанному с этой областью нейрогенезу.

Нейрогенез оказался важным инструментом в нашем организме.

Пожалуй, для человека самой важной нейрогенной зоной всё же можно назвать зубчатую фасцию гиппокампа. Гиппокамповая формация является частью лимбической системы и участвует в исполнении таких функций мозга, как интеграция и распределение по мозгу сенсорной информации, ответ на новизну, регуляция настроения и активности организма. Будучи частью круга Пейпеца, гиппокамп удерживает информацию при бодрствовании и участвует в ее переводе в кору больших полушарий во время сна, то есть из кратковременной памяти в долговременную. Нейрогенез вовлечен в осуществление некоторых из этих функций, выполнение которых становится возможным благодаря специфическим характеристикам образующихся клеток — в частности, молодые гранулярные клетки зубчатой фасции имеют более низкий порог долговременной потенциации, чем старшие [10]. Считается, что подобная пластичность играет роль в процессах обучения и памяти [11].

Скорость образования новых нейронов гиппокампа для взрослой крысы оценивается в 9000 клеток в сутки, однако большинство новообразованных клеток погибает между первой и второй неделями после своего рождения, из-за чего число окончательно интегрировавшихся в гиппокамп новых нейронов в месяц равно примерно 25000, что составляет около 3,3% их популяции [12]. Скорость нейрогенеза у человека оценивается в 700 нейронов ежедневно, а в год обновляется около 1,75% всего гиппокампа или же 0,004% нейронов его зубчатой фасции [13]. Половая специфика в этих показателях отсутствует, а с возрастом активность процесса снижается, при этом «качество» предшественников остается прежним, так как in vitro они культивируются так же хорошо, как и в молодом возрасте. Это позволяет предположить, что с возрастом происходит удлинение продолжительности клеточного цикла предшественников нервных клеток in vivo [14].

Стадии нейрогенеза в зубчатой фасции подробно описаны по морфологии клеток и набору специфических клеточных маркеров (рис. 4) [15].

Схема дифференцировки нервных стволовых клеток

Рисунок 4. Схема дифференцировки нервных стволовых клеток зубчатой фасции со специфическими маркерами разных стадий. Покоящиеся нервные предшественники (quiescent neural progenitors, в ранней классификации называемые радиальной глией) после активации цитокинами, ростовыми или иными факторами начинают делиться асимметричным митозом с образованием в базальной части делящегося нервного предшественника (amplifying neural progenitor, в ранней классификации — нерадиальный предшественник). Он, в свою очередь дважды поделившись, выходит из клеточного цикла и становится постмитотическим нейробластом (neuroblast 1, ранее — промежуточный прогенитор). Именно на этой стадии погибает большинство клеток. Оставшиеся превращаются в нейробласты второго порядка (neuroblasts 2, ранее — нейробласты) и затем в незрелые нейроны, мигрирующие в гранулярный слой, где завершается их созревание. Полное превращение нервной (нейральной) стволовой клетки в функциональный нейрон занимает около месяца.

В настоящее время ведутся споры относительно судьбы QNP (quiescent neural progenitors, покоящихся нервных предшественников) после деления. Согласно «оптимистической» модели, стволовые клетки мозга — по аналогии с гемопоэтическими стволовыми клетками — являются самовозобновляемыми: в результате асимметричного деления они дают клетку, дифференцирующуюся потом в нейрон, а затем возвращаются в покоящееся состояние и могут быть заново активированы. В противоположность этому, согласно «пессимистической» модели, стволовые клетки зубчатой фасции не способны к самовоспроизведению, и их активация в конечном итоге приводит к превращению в астроциты. Предполагают, что сами стволовые клетки используются только единожды в течение взрослой жизни, выходя из этого пула после серии быстрых делений, в результате которых образуются прогениторы. Это объясняет и связывает между собой снижение темпов нейрогенеза и рост количества астроцитов в течение жизни (рис. 5) [16].

Модели деления стволовых клеток

Рисунок 5. «Оптимистическая» (слева) и «пессимистическая» (справа) модели деления стволовых клеток.

В то же время вторая модель не исключает возможности нахождения в зубчатой фасции или малых популяций самовоспроизводящихся стволовых клеток, или клеток с удлиненными G2/M-фазами, или же каких-то специфических клеток, не экспрессирующих нестин. В последнем случае их просто не удалось бы обнаружить при использованном дизайне эксперимента.

. на работу которого многое может повлиять

Уровень новообразования нервных клеток — в частности, в зубчатой фасции — может меняться под воздействием множества факторов. Если принять во внимание «пессимистическую» модель и роль нейрогенеза в осуществлении некоторых функций гиппокампа, а также патогенез ряда нейродегенеративных заболеваний, станет очевидной важность определения мишеней для этих факторов — влияют ли они на молчащие стволовые клетки, расходуя их пул, или же способствуют выживаемости их потомков, или увеличивают количество их делений. Все влияния на нейрогенез в конечном итоге можно подразделить по результату их действия на положительные и отрицательные. К первым относятся как банальные (содержание в обогащенной среде, физическая нагрузка, прием антидепрессантов или мелатонина, социальные взаимодействия), так и специфические — вроде одноночной бессонницы или приема каннабиноидов. Ко вторым — радиация, стресс, хроническое недосыпание, злоупотребление опиатами, алкоголем и множество прочих общенегативных для мозга вещей.

Хотя в целом результат воздействия многих перечисленных факторов можно предугадать, механизм их воздействия, а также влияние их комбинаций требуют изучения — как для выстраивания правильной общей профилактики, так и для лечения конкретных заболеваний. Среди так называемых позитивных факторов особенно эффективным является обогащенная среда, включающая в себя физические упражнения. По различным данным, нахождение в течение небольшого количества времени (примерно от недели до месяца) в такой среде стабильно и значимо повышает уровень нейрогенеза, причем увеличение может быть даже пятикратным — в зависимости от возраста, состояния здоровья и других параметров [17]. Несмотря на активное изучение эффектов обогащенной среды на нейрогенез, на современном этапе исследований остается открытым вопрос о том, какие именно из ее компонентов (физическая или исследовательская активность) оказывают влияние на процесс формирования новых нейронов в мозге, а также на какие этапы нейрогенеза эти эффекты распространяются. Разрешение этих вопросов важно для поиска новых терапевтических и нейропротекторных воздействий и для нахождения эффективных путей регуляции нейрогенеза во взрослом мозге. Именно поэтому интерес к этой теме лишь усиливается, и количество статей по ней будет расти еще долгое время.

Восстанавливаются ли нервные клетки у человека

Вопрос, может ли мозг создавать новые нейроны, — это новая область научных исследований. Сегодня я расскажу вам об одном из самых замечательных участков мозга, где и создаются новые нейроны, — гиппокампе (др.-греч. «морской конек»). Свое название он получил из-за сходства с этим морским животным. Гиппокамп — центр лимбической системы, куда также входят базальные ядра, лимбический мозг и кортекс.

Лимбический мозг напрямую отвечает за управление эмоциями. А гиппокамп — за все, что связано с обучением, запоминанием и настроением. За последние пару лет исследования обнаружили, что это единственный участок мозга взрослого человека, где каждый день вырабатываются новые нейроны.

С детства мы все знаем, что у каждого из нас определенное количество нейронов (приблизительно 87 млрд) и со временем мы их теряем. Это объясняло проблемы с памятью или более выраженные перепады настроения у пожилых людей. Благодаря современной нейронауке ученые обнаружили, что в день гиппокамп производит до 700 новых нейронов.

Можно подумать, что 700 — это совсем немного, если сравнивать с 87 млрд. Но задумайтесь вот о чем: к 50 годам благодаря нейрогенезу наш мозг заменяет все нейроны, которые были у нас с рождения. И все эти новые нейроны были созданы во взрослом мозге!

Почему новые нейроны важны?

Они особенно важны для процесса обучения и памяти. Исследования взрослого мозга с блокированной способностью производить новые нейроны выявило, что отсутствие новых нейронов неизменно отражается на запоминании.

Эта способность памяти особенно важна для ориентирования в пространстве. Например, благодаря ей вы ориентируетесь в знакомом городе. Поэтому люди, у которых происходит нейродеградация (например, из-за болезни Альцгеймера), имеют проблемы с ориентацией и часто не могут найти дорогу домой.

Последние открытия показали, что создание новых нейронов важно не просто для способности запоминать, но также для качества памяти. Нейрогенез помогает нам различать воспоминания, которые могут казаться одинаковыми на первый взгляд. Например, когда вечером вы ставите свою машину на парковку, у вас есть привычка оставлять ее в определенной части паркинга, но всякий раз на разных местах. Именно благодаря нейрогенезу у вас будет возможность удерживать в памяти новое место.

Обнаружение производства нейронов в гиппокампе позволило нам сделать настоящие открытия. Например, существует прямая связь между нейрогенезом и депрессией. Человек в депрессии или в состоянии эмоционального выгорания всегда имеет более низкий уровень производства новых нейронов.

Именно поэтому, чтобы улучшить память, настроение, избежать проблем в мозге, вызванных старением и стрессом, надо исследовать нейрогенез более подробно.

Можно ли контролировать нейрогенез и содействовать ему?

И здесь у меня для вас хорошая новость: это возможно! Вот что вы можете делать, чтобы способствовать образованию новых нейронов.

Обучение

Больше всего стимулирует производство новых нейронов обучение. Так происходит процесс адаптации нашего мозга к окружающим условиям. Чем больше ваше сознание открыто для нового, чем больше вы учитесь, тем больше нейронов будет создавать ваш мозг. В точности как с мышцами: чем больше вы заставляете их работать, тем больше они развиваются.

Сексуальные отношения

Вас может удивить, что сексуальные отношения тоже усиливают нейрогенез. Это действительно так! Но речь не идет о случайных связях: отношения должны быть качественными, с человеком, которого вы любите. У вас должен быть настоящий обмен любовью, тогда это будет способствовать интенсивному нейрогенезу.

Вспомните свое состояние, когда вы чувствовали себя невероятно влюбленным. Вам казалось, что у вас словно выросли крылья, и вы чувствовали себя особенно уверенно.

Сон

Проводить время в постели с любимым человеком — прекрасно! Но имейте в виду, что это надо делать не за счет сна. Потому что недостаток сна — главный тормоз нейрогенеза. Очень важно отдыхать и спать столько, сколько требуется вашему организму.

Вообще просто запомните: как только мы чувствуем себя хорошо в своем теле, как только начинаем что-то узнавать и изучать, когда оказываемся в приятных нам отношениях, нейрогенез всегда усиливается.

Игры

Любые игры — также значительный катализатор нейрогенеза. Обращаюсь сейчас ко всем родителям: когда ваш ребенок играет в видеоигры, он, представьте себе, создает новые нейроны!

Да, я знаю: когда наблюдаешь за современными подростками, со стороны они часто похожи на зомби с гаджетами. И тем не менее это тоже способ производить новые нейроны! Но стоит обратить внимание, что переизбыток компьютерных игр негативно влияет на сон, что сводит весь положительный эффект на ноль.

Спорт

Позволяют значительно усилить нейрогенез бег, плавание и вообще любой спорт.

Новизна

Есть одна очень важная маленькая деталь: обязательно варьируйте удовольствия. Если вы бегаете, регулярно меняйте маршрут. В любую тренировку вносите какие-нибудь изменения. Так мозг будет продолжать создавать новые нейроны, потому что будет вынужден адаптироваться к изменяющимся условиям.

Позитивные связи

Благоприятствуют нейрогенезу позитивные связи со своим окружением и людьми из вашего круга общения.

Что тормозит и полностью блокирует выработку новых нейронов?

Важно не только выполнять действия, которые стимулируют нейрогенез, но и избегать тех, что его тормозят.

Недосыпание

Я уже говорил о недостатке сна. Добавлю, что речь идет о глубоком, восстанавливающем сне. Это не вопрос времени, которое вы проспали. Сегодня мы знаем критерии качества сна: просыпаться в форме, иметь достаточно энергии, чтобы хорошо функционировать в течение дня и не уставать слишком быстро. Только такой сон способствует нейрогенезу.

Стресс

Продолжительный и сильный стресс мешает производству новых нейронов. Это сказывается на настроении и создает эффект хронической усталости. Вы и сами замечали, что, как только оказываетесь в стрессе или сильно устаете, ваше настроение всегда автоматически портится.

Прекращение обучения

Принято считать, что старение тоже должно замедлять нейрогенез. Влияние возраста и правда прослеживается, но только в том случае, когда человек выпадает из процесса обучения. Факт, что с возрастом наша память ослабевает, связан в первую очередь с тем, что мы недостаточно нагружаем свой мозг, а не с количеством прожитых лет.

Статичное окружение

В ходе одного исследования подопытных мышей рассадили по двум разным клеткам. В каждой клетке было по колесу — все мыши имели возможность бегать и получали необходимую физическую нагрузку. Но в одной из клеток больше не происходило ничего, а в другой все время что-то меняли: устанавливали какие-то новые лабиринты, меняли ходы, добавляли разные «игрушки». И нейрогенез у мышей из этой клетки был иногда в семь (!) раз выше по сравнению с мышами в клетке без изменений.

Поэтому для образования новых нейронов важно иметь окружение, которое регулярно меняется. Если вы замечали, даже в магазинах в среднем раз в три года полностью меняют торговый зал. Как маркетинговый прием это применяется не случайно.

Негативные эмоции

Когда вы испытываете гнев, фрустрацию, страх, в вашем организме вырабатывается кортизол. У кортизола есть свойство немедленно атаковать нейроны в гиппокампе. То есть у вас не только сокращается выработка новых нейронов, но и старые оказываются под ударом.

Как питание влияет на нейрогенез?

Что и как мы едим, тоже сказывается на выработке мозгом новых нейронов.

Калорийность и режим питания

Я вам сообщу еще одну вещь, которая может показаться совсем уж невероятной. Ограничение дневного рациона на 20–30% калорийности усиливает нейрогенез. Регулярные короткие голодания и растягивание времени между приемами пищи тоже способствуют выработке новых нейронов.

Черный шоколад и черника

Эта информация должна особенно понравиться женщинам: потребление черного шоколада и черники способствует увеличению нейрогенеза. За это отвечают флавоноиды, которые содержатся в этих продуктах.

Жиры

Все продукты, которые содержат жирные кислоты омега-3 (например, жирная рыба), помогают нейрогенезу. С другой стороны, пищевой режим, богатый насыщенными жирами (например, красное мясо, пальмовое масло и т.д.), крайне негативно отражается на производстве новых нервных клеток.

Алкоголь

Этанол, содержащийся в алкогольных напитках, буквально убивает нейроны мозга.

Небольшая деталь. Если вы пьете вино, для вас есть хорошая новость. В нем содержится вещество, поддерживающее жизнь нейронов. Поэтому вином можно наслаждаться в небольших количествах, помня о вредности этанола.

Твердая и хрустящая пища

Расскажу о последнем исследовании, проведенном в Японии. Японцы просто обожают сочетать в еде самые разные текстуры. Например, они могут соединить что-то липкое и тягучее с твердым и хрустящим и т.д. Так вот, ученые из этой страны выяснили, что мягкие продукты замедляют нейрогенез, а твердые и хрустящие, которые приходится тщательно пережевывать, ускоряют его.

Здоровое питание

Здоровая пища и сырые продукты полезны для организма и стимулируют нейрогенез. Неправильное питание, пища с чрезмерным содержанием кислоты не только провоцируют развитие депрессивных состояний, но также ухудшают память и настроение, замедляют выработку нейронов в гиппокампе.

Гигиена жизни

С информацией, которую я дал вам, у вас есть возможность осознанно подойти к оздоровлению своей жизни, заполнить ее новыми впечатлениями, удовольствиями и открытиями, обучением и любовью.

Итак, держите курс на более здоровую и расслабленную жизнь без стрессов, по максимуму оградите себя от тревоги и беспокойства. Потому что теперь вы знаете, что в долгосрочной перспективе пострадает гиппокамп, и это будет иметь крайне негативные последствия для организма в целом.

Кажется, что все, что я здесь рассказал, и так все знают и практикуют. Но, когда начинаешь вдаваться в детали, мало кто может похвастаться тем, что ведет здоровую, счастливую жизнь. Не надо себя винить и заниматься самобичеванием. Надо чаще задавать себе вопрос: вдохновляет ли меня то, что я делаю?

Отдавайте предпочтение тем видам деятельности, которые увеличивают количество вырабатываемых вашим мозгом нейронов. Это позволит вам:

— быть счастливыми в повседневной жизни;

— поддерживать свою память;

— хорошо управлять своими эмоциями;

— улучшить качество своего обучения;

— и в особенности гарантировать себе хорошее старение.

По поводу последнего пункта замечу, что разрушительные процессы в мозге начинаются задолго до того дня, как врачи диагностируют болезнь Альцгеймера, — лет за 15–17, не меньше. Поэтому заботиться о мозге надо начинать уже сейчас, не ожидая прихода старости.

Нервные клетки не восстанавливаются?

Нервные клетки не восстанавливаются? («Популярная механика» №6, 2018)

Десятилетия дискуссий, давно вошедшие в обиход поговорки, эксперименты на мышах и овцах — но все-таки может ли мозг взрослого человека образовывать новые нейроны взамен утраченных? И если может, то как? А если не может — почему?

Порезанный палец заживет за несколько дней, сломанная кость срастется. Мириады эритроцитов сменяют друг друга короткоживущими поколениями, растут под нагрузкой мышцы: наш организм обновляется постоянно. Долгое время считалось, что на этом празднике перерождения остается один аутсайдер — головной мозг. Его важнейшие клетки, нейроны, слишком высокоспециализированны, чтобы делиться. Количество нейронов падает год от года, и хотя они так многочисленны, что потеря нескольких тысяч штук не оказывает заметного влияния, способность восстанавливаться после повреждений не помешала бы и мозгу. Однако ученым долго не удавалось обнаружить присутствия новых нейронов в зрелом мозге. Впрочем, не было и достаточно тонких инструментов, позволяющих найти такие клетки и их «родителей».

Ситуация поменялась, когда в 1977 году Майкл Каплан и Джеймс Хиндс использовали радиоактивный [ 3 H]-тимидин, способный встраиваться в новую ДНК. Ее цепочки активно синтезируют делящиеся клетки, удваивая свой генетический материал и заодно накапливая радиоактивные метки. Месяц спустя после введения препарата взрослым крысам ученые получали срезы их головного мозга. Авторадиография показала, что метки находятся в клетках зубчатой извилины гиппокампа. Все-таки они размножаются, и «взрослый нейрогенез» существует.

Задачи выживания

Нервной клетке мало просто родиться — ей предстоит выжить и приобрести функциональность зрелых нейронов. А умирают они чаще, чем можно подумать: почти половина клеток гиппокампа, возникших в ходе взрослого нейрогенеза у крыс, погибает в течение месяца после появления. У мышей потери достигают 75% — зато тем, кто продержался этот срок, смерть больше не угрожает, и к концу его новые нейроны уже полностью включаются в работу. У макак с их более крупным мозгом созревание новых нейронов и их встраивание в структуры для обработки данных занимает куда больше времени, около полугода.

О людях и мышах

В ходе этого процесса зрелые нейроны не делятся, как не делятся и клетки мышечных волокон, и эритроциты: за их образование отвечают различные стволовые клетки, сохраняющие «наивную» способность размножаться. Один из потомков разделившейся клетки-предшественника становится молодой специализированной клеткой и дозревает до полнофункционального взрослого состояния. Другая дочерняя клетка остается стволовой: это позволяет поддерживать популяцию клеток-предшественников на постоянном уровне, не жертвуя обновлением окружающей их ткани.

Клетки-предшественницы нейронов нашлись в зубчатой извилине гиппокампа. Позже их обнаружили и в других частях головного мозга грызунов, в обонятельной луковице и подкорковой структуре стриатума. Отсюда молодые нейроны могут мигрировать в нужную область мозга, уже на месте дозревать и встраиваться в существующие системы связей. Для этого новая клетка доказывает соседям свою полезность: ее способность к возбуждению повышена, так что даже слабое воздействие заставляет нейрон выдавать целый залп электрических импульсов. Чем активнее клетка, тем больше связей она образует с соседями и тем быстрее стабилизируются эти связи.

Строение головного мозга («Популярная механика» №6, 2018)

Взрослый нейрогенез у людей удалось подтвердить лишь пару десятилетий спустя с помощью сходных радиоактивных нуклеотидов — в той же зубчатой извилине гиппокампа, а затем и в стриатуме. Обонятельная луковица у нас, по всей видимости, не обновляется. Однако насколько активно проходит этот процесс и как он меняется во времени, точно не ясно и сегодня.

Например, исследование 2013 года показало, что до глубокой старости каждый год обновляется примерно 1,75% клеток зубчатой извилины гиппокампа. А в 2018-м появились результаты, согласно которым образование нейронов здесь прекращается уже в подростковом возрасте. В первом случае измерялось накопление радиоактивных меток, а во втором использовались красители, избирательно связывающиеся с молодыми нейронами. Сложно сказать, какие выводы ближе к истине: трудно сопоставить редкие результаты, полученные совершенно разными методами, а тем более экстраполировать на человека работы, выполненные на мышах.

Лабораторная крыса со светодиодом («Популярная механика» №6, 2018)

Первые исследования нейрогенеза были проведены на плоских червях-планариях, а первыми позвоночными моделями стали аксолотли. Сегодня эксперименты проходят чаще всего с рыбками данио и лабораторными грызунами

Проблемы моделей

Большинство исследований взрослого нейрогенеза проводят на лабораторных животных, которые быстро размножаются и просты в содержании. Такое сочетание признаков встречается у тех, кто имеет небольшие размеры и живет совсем недолго, — у мышей и крыс. Но в нашем мозге, который лишь заканчивает созревание к 20 годам, все может происходить совершенно иначе.

Зубчатая извилина гиппокампа — это часть коры головного мозга, хотя и примитивная. У нашего вида, как и у других долгоживущих млекопитающих, кора развита заметно сильнее, чем у грызунов. Возможно, нейрогенез охватывает весь ее объем, реализуясь по какому-нибудь собственному механизму. Прямых подтверждений этому пока нет: исследования взрослого нейрогенеза в коре больших полушарий не выполнялись ни на людях, ни на других приматах.

Нервные клетки («Популярная механика» №6, 2018)

Зато проведены такие работы с копытными. Изучение срезов мозга новорожденных ягнят, а также овец чуть постарше и половозрелых особей не нашло делящихся клеток — предшественников нейронов в коре больших полушарий и подкорковых структурах их мозга. С другой стороны, в коре животных даже старшего возраста обнаружились уже родившиеся, но недозревшие молодые нейроны. Скорее всего, они готовы в нужный момент завершить специализацию, образовав полноценные нервные клетки и заняв место погибших. Конечно, это не совсем нейрогенез, ведь новых клеток при таком процессе не образуется. Однако интересно, что такие молодые нейроны присутствуют в тех областях мозга овец, которые у человека отвечают за мышление (кора больших полушарий), интеграцию сенсорных сигналов и сознание (клауструм), эмоции (миндалевидное тело). Велика вероятность, что и у нас в аналогичных структурах найдутся незрелые нервные клетки. Но зачем они могут понадобиться взрослому, уже обученному и опытному мозгу?

Гипотеза о памяти

Число нейронов так велико, что частью из них можно безболезненно пожертвовать. Однако, если клетка выключилась из рабочих процессов, это еще не значит, что она умерла. Нейрон может перестать генерировать сигналы и реагировать на внешние стимулы. Накопленная им информация не пропадает, а «консервируется». Этот феномен позволил Кэрол Барнс, нейрофизиологу из Аризонского университета, выдвинуть экстравагантное предположение о том, что именно так мозг накапливает и разделяет воспоминания о различных периодах жизни. По мнению профессора Барнс, время от времени в зубчатой извилине гиппокампа появляется группа молодых нейронов для записи нового опыта. Через некоторое время — недели, месяцы, а может, и годы — все они переходят в состояние покоя и сигналов больше не подают. Именно поэтому память (за редчайшими исключениями) не сохраняет ничего, что происходило с нами до третьего года жизни: доступ к этим данным в какой-то момент оказывается заблокирован.

Учитывая, что зубчатая извилина, как и гиппокамп в целом, отвечает за перенос информации из кратковременной памяти в долговременную, такая гипотеза выглядит даже логичной. Однако требуется еще доказать, что гиппокамп взрослых людей действительно образует новые нейроны, причем в достаточно большом количестве. Для проведения экспериментов имеется лишь весьма ограниченный набор возможностей.

Нервные клетки не восстанавливаются? («Популярная механика» №6, 2018)

История со стрессом

Обычно препараты человеческого мозга получают во время вскрытия или нейрохирургических операций, как при височной эпилепсии, припадки которой не поддаются медикаментозному лечению. Оба варианта не позволяют проследить, как интенсивность взрослого нейрогенеза влияет на работу мозга и поведение.

Такие эксперименты проводились на грызунах: образование новых нейронов подавлялось направленным гамма-излучением или выключением соответствующих генов. Это воздействие повышало склонность животных к депрессии. Неспособные к нейрогенезу мыши почти не радовались подслащенной воде и быстро оставляли попытки держаться на плаву в заполненной водой емкости. Содержание в их крови кортизола — гормона стресса — оказывалось даже выше, чем у мышей, стрессированных обычными методами. Они были более склонны впадать в зависимость от кокаина и хуже восстанавливались после инсульта.

К этим результатам стоит сделать одно важное замечание: возможно, что показанная связь «меньше новых нейронов — острее реакция на стресс» замыкается сама на себя. Неприятные события жизни снижают интенсивность взрослого нейрогенеза, из-за чего животное становится чувствительнее к стрессам, поэтому скорость образования нейронов в мозге падает — и так далее по кругу.

Нервные клетки («Популярная механика» №6, 2018)

Бизнес на нервах

Несмотря на отсутствие точных сведений о взрослом нейрогенезе, уже появились бизнесмены, готовые построить на нем доходное дело. Еще с начала 2010-х компания, продающая воду из родников Канадских Скалистых гор, выпускает бутылки Neurogenesis Happy Water. Утверждается, что напиток стимулирует образование нейронов за счет содержащихся в нем солей лития. Литий в самом деле считается полезным для мозга препаратом, хотя в таблетках его куда больше, нежели в «счастливой воде». Действие чудо-напитка проверили нейробиологи из Университета Британской Колумбии. 16 дней они поили крыс «счастливой водой», а контрольную группу — простой, из-под крана, а потом рассмотрели срезы зубчатых извилин их гиппокампа. И хотя у грызунов, пивших Neurogenesis Happy Water, новых нейронов появилось на целых 12% больше, их общее число оказалось невелико и говорить о статистически достоверном преимуществе нельзя.

Пока мы можем лишь констатировать, что взрослый нейрогенез в головном мозге представителей нашего вида однозначно существует. Возможно, он продолжается до глубокой старости, а может, только до подросткового возраста. На самом деле это не так важно. Интереснее то, что рождение нервных клеток в зрелом мозге человека вообще происходит: от кожи или от кишечника, обновление которых идет постоянно и интенсивно, главный орган нашего тела отличается количественно, но не качественно. И когда сведения о взрослом нейрогенезе сложатся в цельную детальную картину, мы поймем, как перевести это количество в качество, заставив мозг «ремонтироваться», восстанавливать работу памяти, эмоций — всего того, что мы зовем своей жизнью.