Тренировки способствуют образованию нейронов

Цель исследования состояла в том, чтобы проверить, как трехмесячная программа тренировок влияет на когнитивные функции, настроение и биологические показатели образования новых нейронов в гиппокампе — важнейшей зоне мозга, отвечающей за память и обучение. Ученые опирались на данные экспериментов на животных, где физическая нагрузка улучшала когнитивные показатели и стимулировала появление новых нейронов из стволовых клеток в гиппокампе. Теперь предстояло выяснить, работает ли этот механизм у людей.

Участники были случайным образом разделены на две группы. 27 человек три раза в неделю выполняли комбинированные тренировки, включавшие аэробную нагрузку и силовые упражнения. Остальные 25 человек вошли в контрольную группу и не меняли привычный уровень активности. Основным показателем эффективности считали когнитивные способности — их оценивали с помощью специальной задачи на различение похожих объектов (Mnemonic Similarity Task). Эта задача напрямую зависит от работы гиппокампа и чувствительна к возрастным изменениям, а также к ранним признакам болезни Альцгеймера.

Через три месяца значимых улучшений в когнитивных тестах ученые не обнаружили. Эффект от тренировок все равно оказался заметным, так как у участников тренировочной группы существенно улучшились показатели, связанные с настроением, и это при том, что изначально у них не было выраженных депрессивных симптомов. Исследователи делают из этого вывод, что даже здоровым людям регулярные тренировки могут заметно поднимать эмоциональный фон.

Еще один важный результат касался образования новых нейронов. Прямое измерение этого процесса в человеческом мозге было бы слишком инвазивным и этически неприемлемым для клинического исследования. Поэтому эксперты использовали косвенный, но надежный метод, они брали образцы сыворотки крови участников и добавляли их к культурам человеческих стволовых клеток гиппокампа в лаборатории. Так можно понять, какие факторы в крови способны влиять на превращение стволовых клеток в нейроны.

Оказалось, что сыворотка крови людей, прошедших программу тренировок, снижала количество стволовых клеток, находящихся в состоянии активного деления. На первый взгляд это звучит парадоксально: если клеток делится меньше, значит ли это, что нейрогенез ослаб? Профессор Сандрин Тюре объясняет это иначе: поскольку запас стволовых клеток в мозге ограничен, организм может беречь часть из них для будущего использования, вместо того чтобы расходовать все сразу. Вероятно, тренировки как раз помогают мозгу рациональнее управлять этим резервом.

По словам Саханда Фарманда, одно из авторов работы, трех месяцев регулярных упражнений оказалось достаточно, чтобы заметно улучшить настроение даже у здоровых людей. А вот когнитивные преимущества, особенно те, что связаны с работой гиппокампа, могут проявиться позже, либо при более продолжительных занятиях, либо при более интенсивных нагрузках.

Интересно, что у некоторых участников эффект от тренировок оказался особенно выраженным, у них заметно улучшались и настроение, и лабораторные показатели, и даже когнитивные результаты.

Исследование является частью более масштабного проекта, который проводится совместно с APC Microbiome Ireland при Университетском колледже Корка. В нем дополнительно изучают, как тренировки влияют на микробиоту кишечника и на ось «кишечник — мозг».

Таким образом, даже без немедленного эффекта на память и мышление, регулярные физические нагрузки дают мозгу и психике важные преимущества: улучшают настроение и, вероятно, помогают сохранять и разумно использовать клеточный резерв гиппокампа, все это может быть значимой профилактикой возрастных изменений.