как увеличить количество нейронов в мозге человека
7 способов активировать рост новых нейронов — в любом возрасте
Многие люди считают, что с возрастом нейроны головного мозга начинают мало-помалу отмирать, и мы не можем сделать абсолютно ничего, чтобы затормозить этот процесс, и уж тем более обратить его вспять. Однако это не совсем так, потому что на самом деле наш организм вполне способен на создание новых нейронов — причем практически в любом возрасте.
Нейрогенезис (формирование новых мозговых клеток) не останавливается, как считалось раньше, с достижением зрелости, а продолжается и дальше. Одним из мест, в которых формирование новых нейронов проходит особенно активно, является гиппокамп, участок мозга, играющий крайне важную роль в памяти и усвоении новых знаний. После того, как формирование новых нейронов завершается, они присоединяются к вашей нейронной сети, и их уже никак не отличить от остальных.
Формирование новых нейронов в головном мозге оказывает невероятно позитивный эффект на внимание, память, способность к обучению, а также эмоциональный баланс и стрессоустойчивость.
Мало того, результаты нескольких сравнительно недавних научных исследований указывают на то, что определенные виды деятельности способны ускорить формирование новых нейронов и способствовать омоложению вашего мозга. В этой статье мы хотим познакомить вас с несколькими самыми действенными из этих способов.
Итак, вот целых семь способов ускорить рост новых нейронов в любом возрасте:
1. Научитесь играть на любом музыкальном инструменте
Игра на музыкальных инструментах способно существенно улучшить скорость мышления и способность к усвоению новой информации. И для этого вам вовсе не нужно осваивать инструмент на уровне виртуоза. Целебный эффект здесь оказывается сочетанием слухового, тактильного, сенсорного, логического и аналитического вовлечения в процесс. Все это, вместе с необходимостью поддержания нужного ритма, заставляет разум активно задействовать несколько участков головного мозга одновременно.
Регулярная игра на музыкальных инструментах делает для мозга то же, что физические упражнения делают для тела. Постоянная и длительная практика игры на любом музыкальном инструменте значительно улучшает способность решать повседневные проблемы, соединяя практическую сторону сознания с креативной.
А еще это способствует улучшению вашей памяти и способности учиться чему-то новому. И неудивительно, ведь разве можно без этого заучить множество мелодий?
Более того, когда игрой на музыкальных инструментах занимаются дети, это даже способно повысить их IQ! Результаты исследования, в котором участвовали дети из дошкольных учреждений, показали, что те их них, кто учился играть на пианино, обладали более высоким интеллектом, чем те, кто не играл ни на каком музыкальном инструменте.
Так что сколько бы вам ни было лет, добавьте в вашу жизнь немного музыки — она не только сделает ее веселее, но и поможет оздоровить ваш мозг!
2. Подпитывайте ваш мозг кислородом
Спортивная ходьба, бег трусцой, танец, плавание и езда на велосипеде — вот примеры отличных аэробных упражнений. И это именно те упражнения, которые способны помочь организму в формировании новых нейронов, улучшающих состояние и возможности центральной нервной системы.
Как они это делают? Довольно просто: такие упражнения улучшают кровообращение всех органов тела, не обходя вниманием и мозг. Кроме того, они способствуют укреплению стенок существующих кровеносных сосудов и способствуют формированию новых. Улучшая кровообращение мозга, вы улучшаете и его снабжение кислородом, что помогает в создании мозгом новых нейронов.
Недавнее научное исследование, в котором участвовали люди, регулярно занимавшиеся аэробными физическими упражнениями на протяжении трех месяцев, показало, что эти упражнения способствовали усилению насыщения кислородом некоторых областей мозга, функциональность которых, как правило, ослабевает в пожилом возрасте.
А еще они продемонстрировали исключительные для своего возраста результаты в тестах, оценивающих память. А медицинское обследование показало увеличение количества нейронов в областях мозга, отвечающих за память. В общем и целом, показанные ими результаты могли бы принадлежать куда более молодым людям. Собственно, так и было — только в данном случае омолодился их мозг.
3. Шевелите ногами!
Некоторые исследования, проведенные на животных, отличающихся активным образом жизни, показывают, что если мы будем активнее «шевелить ногами», это также способно ускорить процесс увеличения количества нейронов в областях мозга, ответственных за память и обучение.
Чем чаще вы будете двигаться, тем более интенсивным будет формирование нейронов в головном мозге. И это вполне логично, потому что любая ходьба стимулирует мозг, так как ему приходится обрабатывать информацию об окружающем мире, делать из нее выводы, и при этом не забывать двигаться в нужную сторону.
А еще ученые утверждают, что пешие походы по новым местностях и сопутствующие им новые впечатления уменьшают риск болезни Альцгеймера и улучшает память. А это означает, что если вы действительно хотите оздоровить и омолодить мозг, отличным способом для этого может стать ходьба на средние и долгие расстояния по незнакомой местности.
Разбавьте свою рутину этими походами и удивите свой мозг чем-то новым!
4. Упражняйте не только ваше тело, но и ваш разум
Медитация, йога, тай-ци, упражнения по повышению осознанности, которые комплексно укрепляют тело и разум, значительно улучшают способность мозга к выполнению задач и принятию решений, а также стимулируют многие другие части мозга.
К примеру, ежедневные дзен-медитации, упражнения в осознанности или занятия йогой на протяжении нескольких месяцев оказывают вполне ощутимое положительное воздействие на нервную систему. Доказано, что они улучшают функционирование тех областей «серого вещества» мозга, которые отвечают за память и обработку эмоций.
Кроме того, упражнения такого рода также помогают нормализовать ритм дыхания, что невероятно позитивно влияет на мозг. За дополнительный кислород мозг вам скажет только «спасибо»!
5. Правильно питайтесь
Ученые уже давно твердят, что такие жирные кислоты, как омега-3, невероятно важны для правильного функционирования мозга. Они активно участвуют в поддержании тонуса и восстановлении областей мозга, отвечающих за память и обучение новому (коре больших полушарий и гиппокампе). Но мозг неспособен производить омега-3 кислоты самостоятельно, и потому вы должны включать их в свою диету.
Также важно удостовериться в том, что ваш рацион питания богат клетчаткой, фруктами и овощами. Все это способствует укреплению здоровья вашего желудочно-кишечного тракта, что создает здоровую среду для обитающих в нем симбиотических микроорганизмов.
Полученные учеными результаты множества экспериментов свидетельствуют о том, что укрепление здоровья желудочно-кишечного тракта способствует усилению выработки веществ, участвующих в формировании новых нейронов. Поэтому давайте вашему организму столько жирных кислот и клетчатки, сколько ему нужно — ради здоровья всего тела, и в особенности мозга.
6. Напишите книгу
Опубликованные в 2018 году результаты исследования, во время которого ученые измеряли объем мозга наиболее креативных и интересных современных писателей, показали: в сравнении с обычными людьми у них ощутимо больше серого вещества (а это значит, больше нейронов) в областях мозга, ответственных за создание, организацию и анализ идей.
Другими словами, во всех тех областях, которые вам нужно задействовать, чтобы написать хорошую (или хотя бы пристойную) книгу. А еще креативным писателям волей-неволей приходится задействовать мозг в задачах, развивающих долгосрочную память.
7. Используйте вашу творческую сторону!
Даже если написание длинных текстов — не ваша сильная сторона, вам остается рисование, любительский театр, изобретательство и множество других креативных занятий, каждое из которых способно оздоровить ваш мозг.
Креативность — это одна из тех вещей, на которые ваш мозг тратит больше всего энергии, и, соответственно, одна из тех вещей, которые сильнее всего его стимулируют. Креативность свойственна человечеству в целом, ведь именно она с давних времен способствовала его развитию.
А знаете, что? Мне нравится тот факт, что написание этой статьи помогло моему организму сформировать парочку-другую нейронов. И если, пока вы ее читали, вы прогуливались в парке или слушали любимую музыку, то же самое, скорее всего, случилось и с вами. Потрясающе, правда?
Новое видео:
Как восстановить связи между структурами мозга при психических расстройствах?
Наши исследования в области структурной и функциональной нейровизуализации показывают, что при разных психических расстройствах поражаются разные пучки волокон (белое вещество), например, при слуховых галлюцинациях аркуатные (дугообразные) связи между центрами Брока и Вернике, а в тяжелых случаях и крючковидная или унциатная связка волокон. Довольно часто при психических расстройствах мы фиксировали изменения со стороны цингулярной связки, проходящей по внутренней части височной доли. Возникает вопрос: как нам восстановить разрушенные связи мозга?
Серое и белое
«Серое вещество» — только один из двух типов мозговой ткани; другое «белое вещество» упоминается в литературе гораздо реже. Несмотря на то, что белое вещество составляет половину человеческого мозга, многими авторами оно не считается важным для познания или обучения вне контекста патологии. Однако, эта точка зрения постепенно меняется. Визуализация, клеточные и молекулярные исследования выявляют пластичность белого вещества с возможными последствиями для нормальной когнитивной функции и психических расстройств.
Из чего состоит белое вещество мозга?
Белое вещество, которое находится под корой серого вещества, состоит из миллионов пучков аксонов (нервных волокон), которые соединяют нейроны в различных областях мозга в функциональные цепи. Белый цвет обусловлен своего рода «электрической изоляцией» (миелин), покрывающей аксоны. Он образован не нейрональными клетками — олигодендроцитами, которые как бы обертываются до 150 слоев плотно сжатой клеточной мембраной вокруг аксонов, как «изолентой провод». Миелин необходим для высокоскоростной передачи электрических импульсов, и его повреждение может ухудшить проводимость и, как следствие, сенсорные, моторные и когнитивные функции.
Процесс миелинизации
Мозг человека продолжает подвергаться миелинизации, по крайней мере, до возраста третьего десятилетия, а лобные области коры головного мозга, которые реализуют исполнительные функции (планирование, прогнозирование, решение проблемных ситуаций) более высокого уровня миелинизируются последними.
Как восстановить волокна?
Процесс обучения включает изменения силы синапсов, связей между нейронами серого вещества. Но визуализация мозга человека с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) выявила структурные изменения в белом веществе после решения сложных задач. Замечено, что у взрослых испытуемых через 6 недель после обучения жонглированию наблюдалась повышенная структурная организация белого вещества в области мозга, важной для зрительно-моторного контроля. А в исследовании взрослых, обучающихся чтению, были увеличены объем, анатомическая организация и функциональная связь трактов белого вещества, соединяющих корковые области, важные для чтения. Неясно, влияют ли эти изменения в структуре белого вещества напрямую на функцию нейрона, изменяя передачу информации, необходимой для приобретения навыка. Однако наблюдения показывают, что освоение нового навыка связано с измененной структурой белого вещества в зрелом мозге. Таким образом разработка специальных когнитивных тренингов, направленных на восстановление тех или иных навыков по сути способных восстановить поврежденные связи (пучки волокон) белого вещества мозга при многих психических расстройствах.
Всё, что вы всегда хотели знать о взрослом нейрогенезе, но боялись спросить
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].
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.
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.
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].
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].
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.