Страница 2 из 12
Цель конкретно этого исследования заключалась в том, чтобы понять, как старение отражается на мозге, потому что он, как и кожа, сердце и легкие, стареет. Однако как он стареет? Обречены ли мы проходить процесс старения и не иметь никакой возможности повлиять на его течение или же мы можем что-то изменить, например, посредством регулярной физической активности? Именно об этом ученые задумались, после того как в ходе исследований выяснилось, что живущие в клетках мыши, у которых есть возможность бегать во вращающемся колесе, стареют медленнее.
Чтобы ответить на интересовавшие их вопросы, авторы исследования разделили 60-летних испытуемых на две группы: первая регулярно ходила пешком несколько раз в неделю на протяжении года, а вторая занималась лишь легкими упражнениями, при которых пульс испытуемых не учащался.
Мозг людей как из группы, которая ходила пешком, так и из группы, которая выполняла лишь легкие упражнения, был исследован с помощью МРТ до начала исследования и спустя год.
Чтобы отследить мозговые процессы, МРТ проводили во время выполнения испытуемыми ряда психологических тестов. Снимки показали, как активизируются различные части мозга, и продемонстрировали, как области в височной доле работают вместе с областями в затылочной и лобной долях. Оказалось, что между ними существует весьма сложная взаимосвязь.
Однако самыми удивительными были не результаты как таковые, а контраст между результатами в двух разных группах.
Испытуемые, которые ходили пешком, за год не только улучшили свою физическую форму, но и получили мозг, который работает более эффективно. МРТ показала, что связи между долями укрепились, особенно связь височной доли с лобной и затылочной. Короче говоря, различные участки мозга стали лучше взаимодействовать, и, следовательно, работа всего органа улучшилась. Каким-то образом физическая активность (то есть в данном случае ходьба) оказала положительное влияние на связь между мозговыми долями.
Когда результаты тестов 60-летних испытуемых сравнили с результатами более молодых людей, вывод стал очевиден: мозг тех, кто много двигается, является более молодым. Эти испытуемые вовсе не выглядели так, будто они постарели за этот год, наоборот, они, казалось, стали сильнее. Наиболее поразительной оказалась укрепившаяся связь между лобной и височной долей, которая особенно ослабевает в процессе старения. Улучшение связи между двумя этими долями свидетельствовало о том, что старение приостановилось.
Что еще более важно, эти регулярные прогулки оказали реальный практический эффект. Психологические тесты показали, что набор когнитивных функций, называемый исполнительными функциями, который помимо всего прочего включает в себя способность проявлять инициативу, планировать действия и фокусировать внимание, улучшился у тех испытуемых, которые много ходили пешком.
Результаты исследования о влиянии физической активности на работу мозга свидетельствуют о том, что мозг работает лучше у физически активных людей и что пагубное влияние старения можно замедлить и даже остановить, сделав мозг энергичнее.
Остановитесь на минуту и задумайтесь о том, что вы только что прочли. Прочитайте еще раз. Если это недостаточная мотивация для того, чтобы начать двигаться, то я не знаю, как еще вас убедить. Вы знаете, что бег улучшит вашу выносливость, а силовые тренировки помогут сделать мышцы объемнее, но вы, возможно, не догадывались, что зарядка и тренировки способны изменить ваш мозг. Эти изменения невероятно важны для оптимальной когнитивной функции.
Мы более детально обсудим эти изменения позднее, но сперва давайте посмотрим, как устроен мозг, а затем узнаем, что можно сделать, чтобы улучшить его работу.
Вселенная внутри вас
Оказалось, что мозг гораздо более гибкий, чем мы считали до недавнего времени. То, что находится внутри черепа, не является подобием компьютера с генетически запрограммированными функциями, которому суждено развиваться строго определенным образом. Мозг устроен гораздо сложнее. Он состоит примерно из 100 млрд мозговых клеток. Каждая клетка может связываться с сотнями тысяч других, следовательно, общее число возможных связей в мозге достигает как минимум 100 000 млрд. Это в тысячу раз больше количества звезд в Млечном Пути или числа галактик во Вселенной. Утверждение, что внутри вашего черепа находится целая Вселенная, звучит в духе Нью Эйдж, но это действительно так.
Старые мозговые клетки умирают, а новые непрерывно образуются. Между клетками появляются связи, которые впоследствии разрываются, если долго не используются. Сила этих связей со временем меняется в зависимости от того, как мозг преобразует свою структуру. Мозг можно рассматривать в качестве сложно устроенной экосистемы в состоянии постоянных перемен. Перемены происходят в течение всей вашей жизни, причем не только когда вы молоды или учитесь чему-то новому. Каждое ощущение, каждая мысль – все оставляет след и немного вас меняет. Мозг, которым вы обладаете сегодня, не совсем такой же, какой был у вас вчера. Мозг постоянно меняется.
Вовсе не число мозговых клеток или связей между ними играют ключевую роль.
Некоторые полагают, что количество мозговых клеток или размер мозга определяют эффективность работы этого органа. Это не так. Наиболее иллюстративным примером может служить Альберт Эйнштейн, чей мозг вовсе не был больше или тяжелее мозга любого среднестатистического человека. Мозг Эйнштейна весил 1230 г, хотя в среднем мозг мужчины весит 1350 г, а женщины – на 100 г меньше.
На протяжении долгого времени я считал, что количество связей между клетками определяет способности мозга, однако это тоже не так. В мозге двухлетнего ребенка значительно больше связей между клетками, чем у взрослого. В процессе роста количество связей уменьшается. Этот процесс называется «прунинг»[2]. Установлено, что до 20 млрд связей разрываются каждые 24 часа, начиная с двух лет и до достижения подросткового возраста. Мозг избавляется от неиспользуемых связей, чтобы освободить место для тех, которые несут в себе сигнал. Это можно обобщить следующим образом: нейроны, которые загораются вместе, связываются друг с другом.
Однако если качество мозга не зависит ни от количества мозговых клеток, ни от числа связей между ними, то с чем тогда оно связано? Дело в том, что, когда мы занимаемся различными делами, например, катаемся на велосипеде, читаем книгу или планируем, что приготовить на ужин, мозг задействует особые «программы», которые называются функциональными сетями. У вас есть одна такая программа для плавания, другая – для катания на велосипеде и третья – для написания своей подписи. Все, что вы делаете, зависит от этих сетей, которые представляют собой собрания мозговых клеток, связанных друг с другом. Программа объединяет клетки из разных областей мозга, и чтобы она хорошо работала, то есть давала вам возможность плавать, кататься на велосипеде или подписывать что-то, необходимо, чтобы разные области мозга были тесно связаны.
Навык мастера славит: быстрые мозговые программы
Представьте, что вы хотите научиться играть простую мелодию на фортепиано. Чтобы это оказалось возможным, многие области мозга должны работать в команде. Для начала вам нужно увидеть клавиши. Сигнал из глаз поступает по зрительному нерву в первичную зрительную кору, расположенную в затылочной доле. Одновременно двигательная область коры головного мозга должна координировать движения ваших кистей и пальцев. Слуховая зона коры обрабатывает звуковую информацию и посылает ее в ассоциативную зону коры, расположенную в височной и теменной долях. В итоге информация достигает лобной доли, вместилища вашего сознания и высших мозговых функций, и вы начинаете осознавать, что играете, и можете исправлять все неверные ноты. И вся эта активная деятельность необходима лишь для того, чтобы сыграть на фортепиано простую мелодию!
2
Синаптический или нейрональный прунинг (Synaptic pruning) – сокращение числа синапсов или нейронов для повышения эффективности нейросети, удаления избыточных связей. Завершается к моменту полового созревания у людей. – Прим. науч. рец.