Мозг не фиксирован: учёный 30 лет доказывал это, а бегущие мыши поставили точку

В начале XX века испанский нейроанатом Сантьяго Рамон-и-Кахаль, которого считают отцом современной нейронауки, провозгласил: взрослый мозг структурно заморожен. Нейроны, которые есть у тебя в 25 лет, останутся с тобой навсегда. Новых не будет. Единственный вектор движения мозга после зрелости - вниз, к угасанию.

Эту догму приняли как данность на 60 лет. Пока один нейробиолог не решил её проверить.

Джозеф Алтман в 1962 году, работая в MIT, ввёл взрослым крысам радиоактивную форму тимидина - одного из строительных блоков ДНК. Любая делящаяся клетка копирует ДНК, значит любой новый нейрон будет помечен радиоактивным маркером. Когда Алтман вскрыл мозг крыс и посмотрел на гиппокамп под микроскопом, там светились новые нейроны. Живые, свежие, только что созданные. Он опубликовал открытие в Science с вопросом в заголовке: образуются ли новые нейроны в мозге взрослых млекопитающих?

Научное сообщество практически единодушно его отвергло. Алтман переехал из MIT в Purdue и следующие 30 лет тихо публиковал дальнейшие доказательства вместе с женой Шерли Байер. Научный мир их игнорировал. Алтман умер в 2016 году - дожив до крушения догмы, но так и не получив заслуженного признания.

Публикую и разбираю научные исследования у себя в тг в области ИИ, заходите будет много интересного!

Человек, который окончательно доказал правоту Алтмана - Фред Гейдж. В 1998 году вместе со шведским нейроученым Питером Эрикссоном он получил доступ к тканям мозга пяти онкологических больных, умерших в Швеции. В ходе лечения опухоли им вводили BrdU - химическое вещество, работающее по тому же принципу, что и радиоактивный тимидин Алтмана. Под флуоресцентным микроскопом все пять гиппокампов светились новыми нейронами.

Статья вышла в Nature Medicine в ноябре 1998 года под названием "Neurogenesis in the Adult Human Hippocampus". Пять гиппокампов покончили век догмы. Кахаль ошибался. Алтман был прав. Взрослый человеческий мозг производит свежие нейроны каждый день - пока он жив.

Бег как лекарство для мозга

Через год после публикации Гейджа постдок Хенриетта ван Прааг решила выяснить, что вообще управляет скоростью нейрогенеза. Она поместила мышей в пять условий: одни учились водному лабиринту, другие просто плавали, третьи жили в обогащенной среде с игрушками и туннелями, четвертые - в обычных клетках. Пятая группа просто бегала в колесе.

Только два условия удвоили производство новых нейронов: обогащенная среда и бег. Когда она изолировала переменные дальше, бег остался достаточным один. Мышь, у которой в клетке нет ничего, кроме колеса, производила вдвое больше новых нейронов гиппокампа, чем мышь без колеса. Лабиринт - нет. Плавание без нагрузки - нет. Обучение само по себе - нет. Ритмичный бег работал.

Механизм оказался одной молекулой. BDNF (brain-derived neurotrophic factor) - нейротрофический фактор мозга. Исследователи прозвали его "удобрением для мозга" (Miracle-Gro for the brain) - именно он дает нейральным стволовым клеткам в гиппокампе команду делиться, созревать и встраиваться в существующие цепи. Аэробная нагрузка поднимает BDNF в гиппокампе резче, чем почти любое другое измеренное вмешательство. Антидепрессанты тоже его поднимают. И электросудорожная терапия тоже. Но естественный триггер, который эволюция отобрала для выброса этой молекулы - тот, которым почти никто не пользуется целенаправленно.

Человеческое подтверждение появилось в 2011 году. Кёрк Эриксон из Университета Питтсбурга провел годовое рандомизированное исследование с участием 120 малоподвижных пожилых людей, у которых гиппокамп уже усыхал. Одна группа 40 минут 3 раза в неделю ходила по дорожке. Другая то же время делала растяжку и упражнения. Год спустя: ходящие увеличили гиппокамп на 2%.

Мозг после 50 лет теряет 1-2% объема гиппокампа ежегодно. Простая ходьба вернула 2% за 12 месяцев - то есть фактически откатила 2 года старения. Группа растяжки, занимаясь то же время без аэробной нагрузки, потеряла объем по плану. Одинаковое время, одинаковые усилия снаружи, полностью разный результат внутри. Статья вышла в Proceedings of the National Academy of Sciences. Редактором, одобрившим ее, был Фред Гейдж.

Бег против антидепрессантов

Каждый крупный антидепрессант на рынке действует частично через подъем BDNF. Prozac, Zoloft, все SSRI сходятся на один и тот же финальный путь, который физнагрузка запускает естественным способом. Разница: Prozac требует нескольких недель ежедневного приема, чтобы дать измеримый нейрогенез, дает побочные эффекты и затрагивает только один биологический механизм. Физическая нагрузка активирует 7 разных путей одновременно: снижение воспаления, регуляция кортизола, улучшение кровотока к мозгу, выброс эндоканнабиноидов и прямая стимуляция нейральных стволовых клеток в зубчатой извилине гиппокампа.

Не существует таблетки, которая делает то, что бег делает с человеческим мозгом. Молекула, которую таблетки пытаются имитировать, ваш организм производит сам, как только частота сердца поднимается и ноги начинают работать.

Что в итоге

Кахаль объявил мозг замершим в 1900 году. Алтман обнаружил новые нейроны в 1962 и был отвергнут 30 лет. Гейдж закрыл вопрос в 1998 году. Ван Прааг выяснила, что бег - триггер, в 1999 году. Эриксон доказал эффект на живых людях в 2011 году. Полвека исследований, вышедших в наиболее авторитетных журналах мира и воспроизведенных в десятках лабораторий на нескольких континентах.

Самый мощный препарат для нейрогенеза не требует рецептура. Он требует пару ног и желания ими воспользоваться.

Источник: