Джон Рэйти - Зажги себя! Жизнь – в движении. Революционное знание о влиянии физической активности на мозг

Как бы ни были важны нейромедиаторы, в организме есть еще один класс мастер-молекул, изучение которых за последние годы кардинально изменило понимание связей в мозге, а особенно тех процессов, благодаря которым они развиваются и растут. Я имею в виду семейство белков, объединенных широким наименованием факторы , главным из которых считается нейротрофический фактор мозга (BDNF) [13] Нейротрофический фактор мозга (нейротропный фактор мозга) – белок человека, кодируемый геном BDNF. Относится к нейротрофинам – веществам, стимулирующим и поддерживающим развитие нейронов. Прим. перев . . Если нейромедиаторы служат для передачи сигналов между нейронами, то нейротрофины – это строительный материал для всей нейронной инфраструктуры мозга.

С начала 1990-х годов, когда ученые обнаружили свидетельства нейронного механизма памяти, они обратили самое пристальное внимание на нейротрофины, изучение которых превратилось в отдельную область нейрофизиологии. В 1990-х годах было опубликовано около десяти научных работ о нейротрофинах, когда были установлены их присутствие в мозге человека и их роль в качестве своеобразных «удобрений» для роста и развития нейронов. А потом, по словам нейрофизиолога Ээро Кастрена из шведского Каролинского университета, разразилось «цунами» из экспериментов, проведенных в университетах и исследовательских центрах фармацевтических компаний. Сегодня список библиографии по нейротрофинам насчитывает около 5,5 тысяч наименований. А когда стало понятно, что они присутствуют и в гиппокампе, том отделе мозга, который отвечает и за память, и за обучение, ученые стали уже прицельно рассматривать их роль в формировании памяти.

Процесс обучения требует усиления связанности между нейронами, которое обеспечивается динамическим механизмом – долговременной потенциацией [14] Долговременная потенциация – усиление синаптической передачи между двумя нейронами, сохраняющееся длительное время после воздействия на синаптический проводящий путь. Участвует в механизмах синаптической пластичности, обеспечивающих нервную систему возможностью адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды. Большинство теоретиков нейрофизиологии полагают, что ДП и долговременная депрессия лежат в основе клеточных механизмов памяти и обучения. Прим. перев . . Когда мозг начинает воспринимать какую-то информацию, это естественным путем повышает активность в связях между нейронами. Чем выше эта активность, тем сильнее корреляция и тем легче соответствующему сигналу пройти между ними и установить некую цепочку. Активность нейрона заставляет имеющиеся в аксонах запасы глутамата пересечь синаптический разрыв и подготовить рецепторы близлежащего нейрона к принятию сигнала. Пока этот нейрон в покое, его электрический заряд увеличивается, и вследствие этого он, словно магнит, легко притягивает несущий сигнал глутамат. Если поступление таких сигналов в нейрон продолжается, генный механизм его ядра создает новый строительный материал для синапса и, таким образом, усиление нейронной инфраструктуры позволяет информации задерживаться в нейронах в виде памяти.

Предположим, вы заучиваете какое-то французское слово. Когда вы слышите его в первый раз, те нейроны, которые «выбраны» для создания новой цепочки, обмениваются друг с другом сигналами, переносимыми глутаматом. Если вы больше никогда не повторите это слово, взаимосвязь между синапсами соседних нейронов естественным образом ослабнет. Угаснет и сигнал между ними. Вы забудете это слово. Открытие, которое поразило исследователей человеческой памяти и в 2000 году принесло нейрофизиологу из Колумбийского университета Эрику Канделу Нобелевскую премию, состояло в том, что повторная активация (или повторение) заставляет синапсы самостоятельно увеличиваться и устанавливать более прочные связи между собой. Нейрон похож на дерево, в котором вместо листьев имеются своеобразные разветвления, оканчивающиеся синапсами. Эти «ветки» все время появляются, создавая все больше синаптических окончаний для установления множества связей. Этот механизм – разновидность клеточной адаптации, называемой синаптической пластичностью [15] Синаптическая пластичность – возможность изменения силы синапса (величины изменения трансмембранного потенциала) в ответ на активацию постсинаптических рецепторов. Она считается основным механизмом, с помощью которого реализуется феномен памяти и обучения. Прим. перев. , в которой нейротрофины играют ключевую роль.