"Бег — лучший способ обновить свой мозг"

Эпидемия заболеваний мозга породила ответную реакцию: лучшие ученые всего мира думают, как защитить серое вещество. О том, в каком направлении движется научная мысль, "Огоньку" рассказал крупнейший нейробиолог Григорий Ениколопов

— Григорий Николаевич, кажется, что изучению мозга сегодня посвящена половина научных новостей. С чем связана подобная тенденция?

— Во всем мире наука о мозге выходит по значимости на первое место. Это связано с двумя вещами, во-первых, мозг остается самой сложной и до сих пор непознанной системой живого мира. Во-вторых, эти исследования чрезвычайно важны с социальной и экономической точки зрения. Парадоксальным образом, благодаря успехам современной медицины граница старости отодвигается и из-за этого увеличивается количество нейродегенеративных заболеваний среди пожилых. Одновременно растет количество нервных и нейрологических расстройств среди работающей части населения — депрессии, тяжелые неврозы, наркомания, инсульты, травмы.

Лечение такого количества людей — дорогостоящее удовольствие. Подсчитано, что если не будет сделано каких-то принципиальных открытий, то через 20-30 лет затраты на всего лишь одну болезнь Альцгеймера могут сокрушить систему здравоохранения любой высокоразвитой страны, будь то США, Россия или Япония. Это огромная проблема. А ведь пока мы всерьез не можем остановить не то что тяжелые заболевания, но и "обычное" ухудшение памяти, которое наблюдается с возрастом.

— А какое открытие, с этой точки зрения, кажется вам наиболее значимым в последнее время?

— Сейчас происходит взрывное увеличение открытий и знаний в науке о мозге. Непосредственно в моей области, важнейшее открытие последних лет - неоспоримое доказательство того, что образование нервных клеток во взрослом мозге, то есть нейрогенез, происходит не только во взрослом мозге животных, но и у человека. Довольно долго считалось, что нервные клетки образуются у нас только во время эмбрионального периода, а потом всю жизнь расходуются. Но сегодня блестяще доказано, что процесс появления новых нейронов активно идет у человека как в молодом возрасте, так и в совсем преклонном. Это принципиально важно для понимания работы мозга и для новых идей о терапии заболеваний нервной системы.

— Как происходит появление нейронов? Из чего они рождаются?

— В нашем мозгу есть запас стволовых клеток, которые под воздействием целого каскада реакций и сигналов начинают превращаться в нейроны. При этом в основном нейрогенез идет в двух частях мозга: желудочках и, что может быть наиболее важно, для человека, в гиппокампе - структуре, ответственной за научение и память. Правда, буквально на днях появилась новость, что и в других областях взрослого мозга при инсультах в нейроны может превращаться и другой тип клеток — астроциты. Это очень интересно, так как означает, что у нас есть какой-то клеточный резерв и он включается при повреждении мозга.

— Ваша лаборатория вывела трансгенный тип мышей, у которых ярко светились стволовые клетки мозга. После этого стало отчетливо видно, что в мозге животных действительно растут нервные клетки. А как зафиксировать это у человека?

— Сама идея того, что во взрослом мозге человека могут появляться новые клетки, была предложена 50 лет назад. Но и для животных было трудно доказать, что во взрослом мозге новые клетки способны превращаться именно в нейроны. Принципиально важные работы относительно человека появились только в середине 90-х годов прошлого века. Ученые из Каролинского университета в Швеции работали с больными раком на последней стадии. Добровольцам вводили в организм меченые нуклеотиды, а после смерти анализировали их мозг. Именно так удалось увидеть и доказать, что у взрослых людей в мозге происходит деление клеток, большая часть из которых превращается в нейроны. В течение последующих лет ученые пытались понять, что же это значит и какую функцию они несут. Вообще, именно эта область нейрофизиологии на сегодняшний день развивается наиболее бурно. Главная задача - разработать подходы, которые позволили бы оценивать появление новых нейронов у человека неинвазивно.

— Можно ли уже делать какие-то выводы? Какова функция этих новых нейронов?

— Мы связываем новые нейроны в гиппокампе с памятью, эмоциями и когнитивными функциями, — способностью мозга к обучению и восприятию информации. В частности, несколько лабораторий показали, что новые нейроны важны для особой формы памяти, которая называется "различение паттернов". Она не похожа на запоминание ряда цифр или слов.

— Можно пояснить на примере, что это такое?

— Речь идет о том, что человек способен различить очень похожие, но немного различающиеся контексты. На деле мы этим занимаемся постоянно, когда понимаем, что ситуация или место почти такие же, но в чем-то все-таки другие. Именно этот механизм нарушается при некоторых нейродегенеративных заболеваниях. Например, мы знаем много историй, когда в начале болезни Альцгеймера, еще до развития тяжелых стадий, люди не могут найти свой дом. Им кажется, что они подошли к правильному перекрестку, к правильному дому и так далее — ситуации на 90 процентов совпадают, но самое главное кроется в этих 10 процентах отличий, которые они не замечают. Так вот, новые нейроны отвечают именно за такое различение небольших, но часто критических, отличий.

— Если нейрогенез так важен, можно ли его как-то ускорить? Есть ли какие-то действенные способы?

— Сейчас много исследований посвящено клеточным механизмам, которые регулируют те или иные этапы образования новых нейронов, и способам "подстегивания" стволовых клеток и нейрогенеза. Именно это и является главной темой наших исследований. Поразительно, что наиболее сильным и безотказным способом подстегнуть нейрогенез и улучшить свои когнитивные способности является бег и в целом физические нагрузки. Сегодня это подтверждено десятками, если не сотнями исследований. Кроме того, очень сильно ускоряют нейрогенез некоторые лекарственные средства и процедуры. Например, антидепрессанты типа "Прозак", электроконвульсивный шок и другие эффективные способы лечения депрессии — все они увеличивают нейрогенез. На основании этих данных начинает развиваться новая индустрия брейн-фитнеса.

— В вашей московской лаборатории в МФТИ ученые изучают влияние на мозг низких доз радиации. Чем это интересно?

— Современный человек все чаще сталкивается с подобными видами излучения — мы подвергаемся всевозможным медицинским обследованиям, летаем на самолетах, и так далее. Помимо обычных людей, появляется все большее количество профессий, в которых приходится работать с постоянными источниками различных излучений,— врачи, инженеры, летчики, космонавты...

Сегодня мы точно знаем, что низкие дозы радиации не вызывают таких опасных осложнений, как, например, рак. Но до сих пор ничего неизвестно, как они влияют на когнитивные способности человека. Об этом стали задумываться только в последнее время, когда стало известно о том, что в мозге постоянно происходит рождение новых нейронов. Может быть, подобные дозы никак не влияют, может быть, ухудшают, а может быть, и улучшают когнитивные процессы. Пока это открытый вопрос. Сейчас в нашей лаборатории мы смотрим, как долгосрочное воздействие низких доз радиации влияет на память и способность к обучению у животных. Это очень долгий процесс, но только так можно зафиксировать какие-либо изменения и после этого попробовать найти химические соединения, которые могут противостоять возможному негативному воздействию.

— Насколько это актуально? Кажется, что о радиации мы знаем довольно много.

— Интерес чрезвычайно высок! Возьмем дальние космические перелеты, например будущий полет на Марс. Дело в том, что на Земле и на околоземной орбите астронавтов от космических излучений защищает магнитное поле планеты. Но как только они покинут зону его влияния, на них обрушится поток самых разных частиц, о воздействии которых на мозг ничего не известно. Если они будут повреждать механизм рождения новых нейронов в гиппокампе, то могут возникнуть различные формы психических расстройств, например люди будут хуже запоминать новую информацию, страдать от тяжелых депрессий и так далее. Подобные факты могут стать критическим препятствием для дальних полетов. Это вполне реальные опасения, поэтому НАСА последние 10 лет выделяет большие гранты на изучение подобных вопросов, как раз исходя из конкретных задач сохранения психологического здоровья экипажа.

— Есть какие-то реальные подтверждения тому, что излучения могут ухудшать у человека память или нарушать эмоциональную сферу?

— Если говорить о повышенных дозах, то есть, причем они приходят с неожиданной стороны. Например, в последнее время становится ясно, что примерно у 20-40 процентов людей, которые излечиваются от рака с помощью радио- и химиотерапии, на какое-то время нарушаются когнитивные способности. Есть даже такое понятие "химомозг": состояние, когда после онкотерапии человек плохо соображает, его мозг как бы затуманен, при этом через несколько месяцев, самое крайнее пару лет, утерянные функции восстанавливаются. Так вот, у нас есть основания полагать, что подобные манипуляции убивают стволовые клетки в мозге и, тем самым, появление новых нейронов.

Мозг — его ремесло

Визитная карточка

Григорий Ениколопов, профессор, кандидат биологических наук. Родился в 1952 году в Ереване. Окончил биологический факультет МГУ в 1974 году. Работал в Институте молекулярной биологии АН СССР в лаборатории Г.П. Георгиева. Преподает в МГУ. Руководитель группы в Лаборатории Колд-Спринг Харбор (США, Нью-Йорк) и руководитель лаборатории стволовых клеток мозга в МФТИ. Член программ по нейробиологии, генетике и молекулярной биологии, фармакологии Университета Стони Брук, США. Автор более 120 научных работ, владелец 6 научных патентов США, участвует в экспертных группах по присуждению грантов основных научных фондов США и Европы. Ведущий исследователь в области нейрогенеза (речь идет о способностях нервных клеток к восстановлению). Примечательно, что в 1989 году в Лабораторию Колд-Спринг Харбор, где трудились 9 нобелевских лауреатов, Григория Ениколопова пригласил работать Джеймс Уотсон — один из авторов открытия двойной спирали ДНК.

Еда для ума

Детали

Особенные продукты для защиты нейронов — обязательная часть любой программы брейн-фитнеса

1. Какао. Напиток номер один для тех, кто хочет сберечь мозг. Содержит теобромин, который активизирует когнитивные способности мозга — память, скорость обработки информации, креативность.

2. Куркума. Эта специя содержит куркумин — вещество, которое предотвращает разрушение в мозге дофамина - важного вещества в борьбе против болезни Паркинсона.

3. Нежирное мясо. Содержит вещество L-карнозин, который необходим для нормальной работы мозговой ткани. Он спасает от воздействия токсичных металлов.

4. Ягоды. Практически все виды содержат флавоноиды. Они активизируют гены, защищающие мозг от стресса. Особенно много их в темном винограде, вишне и черной смородине.

5. Шпинат, а также щавель, лебеда и некоторые виды листовых салатов. Блокируют воздействие свободных радикалов, помогают при больших умственных нагрузках.

6. Зеленый чай. Источник эпигаллокатехина галлата, который защищает мозг от развития обширных инсультов. Нейтрализует нейротоксины.

7. Гинкго. Экстракт из плодов одноименного дерева, сглаживает реакцию мозга на воздействие гормона стресса кортизола, регулирует микроциркуляцию крови в голове.

8. Рыбий жир. Приостанавливает процессы разрушения нервных клеток, улучшает работу участков мозга, ответственных за эмоции и память.