Физическая культура в современном мире находит все большее распространение. Одни люди предпочитают заниматься фитнесом, другие любят дайвинг или регулярно играют в футбол. Популярность подобного физически активного времяпрепровождения значительной части населения заставляет производителей создавать новые тренажеры, образцы одежды и обуви для занятий каким-либо видом спорта, разрабатывать системы здорового питания, специальные фармакологические средства и методики тренировок. К этому привлекается огромное количество инженеров, врачей, ученых и других специалистов. Одним из направлений, которым в настоящее время посвящены многие научные работы, является изучение влияния различных видов спорта на физиологические и психические процессы в организме человека.

Известно, что игра на каком-либо музыкальном инструменте требует высокого уровня координации работы глаз и рук исполнителя, а игра в гольф позволяет развить более четкое ощущение пространства и расстояний, что происходит вместе с улучшением структуры тех областей головного мозга, которые отвечают за двигательные функции человека. Такие виды деятельности развивают специфические навыки и в некоторой степени отличаются от циклических видов спорта, одним из которых является бег на длинные дистанции.

Очень многие люди регулярно бегают кроссы, что не требует особых условий и является наиболее доступным способом поддерживать здоровье на высоком уровне. Ученые из Университета штата Аризона попытались выяснить то, какое влияние оказывают систематические длительные беговые нагрузки на взаимодействие отдельных участков в головном мозге человека и развитие его умственных способностей.

Исследователи отобрали несколько десятков молодых и здоровых людей возрастом от 18 до 25 лет разного пола, физической кондиции (веса, роста, уровня тренированности) и образованности. Некоторые из добровольцев постоянно занимались бегом, а другие вели обычный образ жизни. У всех участников ежедневно и сразу после пробуждения сканировалась с помощью МРТ активность различных участков головного мозга, чтобы определить количество и качество функциональных связей между ними.

Результаты данного исследования показали, что занятия бегом позволили улучшить многие когнитивные функции мозга, к которым относятся планирование, принятие решений, способность человека быстро переключаться с одной задачи на другую. Все эти показатели были значительно выше у бегунов, чем у тех, кто не уделял внимания физической культуре. До недавнего времени ученые считали, что бег является циклическим видом спорта, в котором все движения постоянно повторяются. Рутинная и монотонная работа во время пробежек не рассматривалась в качестве существенного фактора, влияющего на качество работы головного мозга, но это оказалось неверным суждением.

Исследователи провели анализ аналогичных данных у людей более зрелого и пожилого возраста и пришли к однозначному выводу о том, что бег трусцой помогает сохранить отличные интеллектуальные способности на долгие годы жизни. Регулярные беговые тренировки также заметно снижали риск развития у человека таких возрастных нейродегенеративных заболеваний, как слабоумие, болезни Альцгеймера и Паркинсона.

1 118

Польза бега не только в сожженных лишних килограммов, набранных за зиму. Бег положительно влияет практически на все органы и системы органов человека. Как именно? Ниже мы детально рассмотрим чем полезен бег с точки зрения науки и медицины.

Почему бег так полезен для здоровья человека?

Как вид физической активности бег уникален как своей естественностью – мы бегаем с самого детства, – так и биомеханикой, поскольку задействует большое количество мышц, связок и суставов. Конкурировать с ним в этом могут разве что плавание и катание на лыжах. Но если для бега фактически достаточно кроссовок и желания, с плаванием, а тем более лыжами, не всё так просто.

1. Бег улучшает работу легких, повышая эффективность газообмена , а также укрепляет сердечно-сосудистую систему . Благодаря этому все ткани организма получают кислород, а из организма – выводятся шлаки.
2. Аэробные нагрузки стимулируют иммунную систему человека, повышая сопротивляемость организма к бактериям и вирусам, а также помогая бороться со злокачественными клетками, которые в нём появились.
3. Кроме того, доказано, что пробежки позитивно влияют на активность нервной системы, работу мозга, а также помогают в профилактике и лечении депрессии .
4. Также есть исследования, которые демонстрируют, что бегающие сотрудники более работоспособны и эффективны в дни пробежек, по сравнению с не бегающими коллегами. Кроме того, благодаря синтезу эндорфинов , серотонина, дофамина и эндоканнабиноидов , бегуны в большей мере довольны жизнью , у них настроение лучше, чем у не бегунов.
5. Бег способствует сжиганию жировых запасов и нормализации массы тела, и фигура бегуна становится более привлекательной. Для ягодиц, бедер, туловища и лица – бег самая недорогая и доступная косметологическая процедура.
6. И, наконец, доказано что бегуны на 25–40% меньше рискуют умереть преждевременно от разнообразных болезней и в среднем живут на 3 года дольше .

Польза бега для организма человека

Если немного углубиться в исследования учёных, можно найти много интересных открытий, подтверждающих пользу бега.

Влияние бега на работу мозга

Ученые достаточно давно наблюдали положительное влияние бега на память , внимательность , мышление, обучение и другие когнитивные функции мозга . Кроме того, был установлен позитивный эффект пробежек для мозга, в частности что касается профилактики деменции (старческого слабоумия).

Но только в конце ХХ столетия исследователи показали, что бег стимулирует образование новых нервных клеток (нейрогенез). Да, оказывается нервные клетки восстанавливаются!

В мозге взрослого человека происходит образование новых нервных клеток. Около 700 новых нейронов каждый день появляются в особой структуре – гиппокампе.

Влияние бега на сердечно-сосудистую систему

Беговые тренировки создают дополнительную нагрузку нашему сердцу, укрепляя миокард и увеличивая объем крови, который оно может перекачивать за определенный промежуток времени. А значит, кислород быстрее попадёт к другим органам и тканям, а углекислый газ, токсины, продукты жизнедеятельности быстрее будут выведены.

Занятия бегом – это хорошее средство борьбы с гипертониями и гипотониями. За счёт повышения общего тонуса сосудов происходит нормализация артериального давления . Оказывается, благодаря улучшению циркуляции крови и нормализации уровня холестерола уменьшается риск атеросклероза сосудов. А здоровое сердце и сосуды – залог долгой и активной жизни.

Положительный эффект бега на сердечно-сосудистую систему трудно переоценить. До сих пор уровень смертности от сердечно-сосудистых заболеваний самый высокий и, например, в странах ЕС составил около 45% в 2016 году.

Количество смертей от сердечно-сосудистых заболеваний:

Влияние бега на дыхательную систему

Но тем, кто бегает вечером, стоит помнить, что тренировку следует проводить за два и больше часа до сна.

Влияние на вес

Что дает бег тем, кто страдает лишним весом? Даже после лёгкой пробежки , не говоря уже про более интенсивные нагрузки, можно сжечь пару сотен калорий. То есть бег – природнее средство для похудения. Но важно помнить, что без определенной дисциплины в питании от лишних килограммов бег не избавит. Кроме того, начинать бегать следует очень постепенно ввиду большей нагрузки на сердце и суставы.

Несмотря на такой широкий спектр положительного влияния бега на организм человека, надо признать, что он не является панацеей или лекарством от всех болезней. Более того, часто начинающие бегуны на первый взгляд получают только вред: травмы, простуды, обострения хронических заболеваний… Почему же так происходит? Куда же деваются все плюсы, которые должны были бы давать пробежки? Всё дело в подходе к тренировкам и знании как тренироваться. Польза бега для здоровья будет только в том случае, если тренироваться правильно.

“Xочешь быть сильным - бегай, хочешь быть красивым - бегай, хочешь быть умным – бегай!”

Как правильно тренироваться

Чтобы получить максимальную пользу от бега, стоит придерживаться определённых принципов. Как начать бегать и бегать правильно

Медицинское обследование

В первую очередь, прежде чем начинать беговые тренировки, стоит проконсультироваться с лечащим врачом или даже пройти полное медицинское обследование. При наличии хронических заболеваний или травм может потребоваться корректировка беговых нагрузок. Абсолютных противопоказаний для занятий бегом не так много. Часто бег на определённое время можно заменить ходьбой, вело- или эллиптическим тренажером.

Противопоказания

Продолжительность тренировок

В зависимости от уровня подготовки и поставленных целей продолжительность и частота беговых тренировок будут существенно варьироваться. Начинать стоит с 10-15 минут легкого бега в день и постепенно увеличивая интенсивность и продолжительность тренировок. Причём можно чередовать бег и ходьбу. Даже 6-10 минут джоггинга , бега в очень медленном темпе, дают позитивный эффект. Всех позитивных эффектов бега можно добиться при длительности тренировки от 20 до 40 минут.

Инфографика АНА (American Heart Assosiation)

Американская ассоциация кардиологов, а также ВООЗ, рекомендуют для общего поддержания здоровья сердечно-сосудистой системы в неделю не менее 150 минут (5 дней по 30 минут) аэробных нагрузок низкой или 75 минут (3 дня по 25 минут) средней интенсивности или их комбинацию.

Место и время для бега

Наверное, местом для пробежек будет парк. Особенно такой, где не выгуливают собак без поводка и намордника, а также есть хорошее освещение. В парке воздух всегда более свежий и чистый по сравнению с обычной улицей. Если же поблизости нет парков можно побегать на стадионе или по улицам, на которых нет интенсивного движения транспорта. В крайнем случае, можно тренироваться на беговой дорожке. На самом деле, на ней очень удобно регулировать темп пробежки и можно бегать независимо от погоды.

Бегать можно как по утрам, так и по вечерам. Во многом всё зависит от принадлежности к тому или иному хронотипу (жаворонок, сова), графика работы, семейных обстоятельств. По возможности, с самого утра не стоит делать высокоинтенсивные беговые тренировки, ведь после сна организму надо дать определённое время, чтобы войти в рабочий режим. В то же время, не стоит бегать очень поздно, перед самым сном. Хотя бег приносит приятное ощущение усталости мышцам, он оказывает тонизирующее влияние на нервную систему. Поэтому потребуется определённое время (около двух часов), прежде чем организм будет готов ко сну.

Можно ли бегать зимой

Наступление холодов – не означает что нужно прекратить беговые тренировки. Благодаря стимулирующему эффекту бега на организм человека, о чём было сказано выше, бегать зимой даже полезно. Но, конечно, нужно учитывать погодные особенности сезона и соответственно одеваться. При сильных морозах можно использовать баф или же балаклаву, чтобы уменьшить негативное воздействие холода на дыхательные пути и не обморозить лицо. Заминку следует проводить в помещении. Интенсивные тренировки – лучше проводить в легкоатлетическом манеже.

Если же вследствие сильных морозов или снега бегать на улице нет возможности – используйте манеж или беговую дорожку.

Что нужно, чтобы бегать с пользой

Разминка

Перед пробежкой важно проводить разминку . Вращение голеностопа, коленных суставов, таза, наклоны туловища, приседания, выпады стимулируют выделение достаточного количества суставной смазки, которая защищает их от повреждений, растягивают связки и усиливают кровообращение в мышцах.

Видео разминки перед бегом

Растяжка

Наиболее эффективна растяжка после бега, когда мышцы разогреты. Она помогает быстрее вывести остатки молочной кислоты, а также увеличить эластичность мышц. Особенно это актуально после бега на длинные дистанции или с высокой интенсивностью.

Обувь для бега и экипировка

Правильная функциональная одежда и специальные беговые кроссовки с достаточной амортизацией сделают пробежку комфортной и помогут избежать травм. Что касается одежды то тут всё зависит от сезона. В жаркое время лучше использовать влагоотводящие синтетические ткани. В холодное – утепляться в несколько слоёв, используя термобельё.

В то же время, если есть возможность побегать босиком по пляжу или лужайке – стоит её использовать! Бег босиком – один из лучших способов укрепить стопы.

Техника бега

Бег должен быть максимально естественным и не вызывать напряжения, но с другой стороны, есть ряд общих рекомендаций на которые стоит обратить внимание:

1. не подпрыгивать во время движения, не раскачиваться в стороны
2. Слегка наклонять туловище вперёд
3. Не поднимать плечи
4. Руки держать свободно, согнутыми в локтях, не разбрасывать их в стороны, двигать ритмично, в такт шагам
5. Колено стараться выносить максимально вперёд, опускать ногу на всю поверхность стопы
6. Не делать шаг слишком широким

Дыхание

Нужно и носом, и ртом. При низкой интенсивности нагрузки – правильным индикатором есть возможность разговаривать во время бега. Бежать в более быстром темпе для начинающих не рекомендуется.

Мониторинг пульса

Во время занятий бегом рекомендуется контролировать частоту сердечных сокращений (ЧСС). Именно она есть наиболее доступным и информативным методом оценки реакции организма на физические нагрузки.

Для подсчета количества ударов сердца можно использовать часы, секундомер или пульсометр. Нагрузка для начала не должна превышать 60-70% от максимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС), которую можно рассчитать по формуле:

ЧССmax=220- возраст (в годах)

В среднем это 120-150 ударов в минуту. При повышении пульса выше этих значений, нужно снизить темп, перейдя на трусцу или шаг.

Питание и водный режим

Для того, чтобы во время тренировки не чувствовать дискомфорт в желудке и кишечнике, после приема пищи должно пройти два-три часа. В крайнем случае можно перекусить бананом, съесть батончик за час до начала пробежки. Если пробежка утром, можно бегать «на голодный желудок» , выпив стакан тёплой воды или сделать легкий перекус как перед другими тренировками. После окончания пробежки нужно подождать хотя бы полчаса, прежде чем садиться за стол.

Восстановление

Это еще один ключ к эффективным тренировкам. Полноценное питание, сон – лучшие восстановители для любого вида спорт. Относительно бега, можно выделить еще несколько нюансов . В жаркую погоду и при беге на длинные дистанции рекомендуется использовать , которые помогают восстановить водно-солевой балланс. Для тех, кто тренируется регулярно и интенсивно в восстановлении помогут также массаж, баня или сауна. Хорошо сочетается с бегом , снимая нагрузку с одних групп мышц и нагружая другие.

Таким образом бег – полезный инструмент для поддержания здоровья и долголетия человека. Но, как и любой инструмент, он требует правильного использования. Правильный, регулярный бег, с постепенным повышением нагрузки позволяет достигнуть всех тех позитивных эффектов на организм, которые известны науке сегодня. Не даром древние эллины говорили: “хочешь быть сильным - бегай, хочешь быть красивым - бегай, хочешь быть умным – бегай!”

Шведские ученые уверены, что хорошие футболисты умнее тех, кто в футбол не играет, и что количество забитых мячей и результативных передач в футболе напрямую зависит от когнитивных способностей. Это открытие удивило многих, поскольку не секрет, что слова «спорт» и «интеллект» – понятия пусть и не противоположные, но и синонимами их назвать нельзя. По крайней мере, так считалось много лет. И, похоже, напрасно, потому что занятия спортом благотворно влияют на мозг человека.

Ученые не имеют однозначного мнения о том, способствуют ли развивающие игры повышению интеллекта. Однако есть и другой способ увеличения IQ. Сейчас доказано, что физическая культура позволяет человеку стать умнее.

Бегать полезнее, чем думать

Неврологи и физиологи более десятилетия собирали данные о взаимосвязи между упражнениями и умом. Исследования показывают, что это крепкая связь. Сложные технологии, позволяющие проверить работу как отдельных нейронов, так и всего мозга в целом, доказали, что физические упражнения усиливают мозг и повышают познавательные способности. Упражнения благотворнее влияют на процесс мышления, чем само мышление.

Как всегда, опыты проводились на животных. Давно известно, что «обогащенное» окружение, к примеру, дома, наполненные игрушками, и новые задачи повышают интеллект лабораторных животных. В большинстве экспериментов «обогащенное» окружение заключает в себе бег в колесе. Однако до последнего времени никто не пытался выяснить, отличается ли воздействие бега на ум грызунов от воздействия новых игрушек?

В прошлом году группа ученых во главе с Джастином Родсом , профессором физиологии университета Иллинойса, решила прояснить этот вопрос. В исследовании участвовали четыре группы мышей, которые вели разную жизнь. Первых кормили до отвала мышиными деликатесами: орехами, фруктами и сырами, которые обильно запивались ароматизированными жидкостями. Жили они в пластмассовых разноцветных жилищах, стоящих в углу клетки. Все остальное пространство было заполнено игрушками: разноцветными шариками, кубиками, зеркалами и т.д.

У второй группы этот мышиный рай дополнялся беговым колесом. Члены третьей группы не имели никаких излишеств и жили в спартанских условиях. В том числе и в смысле питания. В клетках четвертой группы имелось одно излишество – беговое колесо.

Перед началом эксперимента все участники сдали когнитивные тесты. Затем мышам ввели вещество, позволяющее следить за изменениями мозга. Следующие несколько месяцев они бегали в колесе, играли или, как третья группа, просто бездельничали.

После окончания эксперимента участники вновь сдали тесты. Оказалось, что игрушки и просто еда независимо от того, какой бы вкусной и питательной она ни была, на интеллекте мышей никак не отразились.

«Изменения произошли только у тех грызунов, – рассказывает Джастин Родс, – в чьих клетках имелись беговые колеса».

Животные, занимавшиеся «спортом», показали более высокие результаты при сдаче когнитивных тестов. Не поумнели не только мыши-бездельницы, но и те, у кого было много игрушек, но не было колеса.

Во всем виноват нейрогенез

Почему физические упражнения влияют на развитие интеллекта благотворнее процесса мышления? Дело в том, что мозг так же, как остальные мышцы и органы, является тканью и, следовательно, его возможности снижаются с возрастом и если им не пользоваться. С приближением к тридцати люди пользуются лишь 1% объема гиппокампа, отвечающего за память и определенные познавательные способности. Физические упражнения замедляют или даже поворачивают вспять старение мозга так же, как со всеми остальными мышцами.

Давно известно, что люди рождаются с определенным количеством клеток мозга и что оно не увеличивается с годами. Однако в 90-е годы прошлого века, научившись метить новые клетки, ученые пришли к выводу, что у взрослых людей есть и новые нейроны. Причем особенно много их именно в гиппокампе. То есть нейрогенез, процесс рождения нейронов, происходит именно там.

Примерно в то же время было установлено, что физические упражнения дают толчок нейрогенезу. Мыши и крысы, бегавшие несколько недель в колесе, имели почти вдвое больше новых нейронов по сравнению с мышами, которые вели лежачий образ жизни.

Широкая специализация

Но самым интересным было то, что упражнения не просто способствуют рождению нейронов, но и еще и благотворно на них действуют. Клетки мозга могут улучшить интеллект лишь в том случае, если они вливаются в нейронную сеть. Большинство же новых нейронов бесцельно блуждают по мозгу и через какое-то время погибают.

Для того чтобы вовлечь нейроны в сеть, можно что-нибудь выучить. В исследовании 2007 года новые клетки мозга мышей вливались в сеть, когда им приходилось учиться пробираться в водном лабиринте, то есть выполнять задачу, сложную в когнитивном, но не в физическом плане. Однако у этих нейронов оказалась узкая специализация. Новые клетки начинали работать только в том случае, если грызунам вновь приходилось пробираться по водному лабиринту. При выполнении же других когнитивных задач они в работу не включались.

Физические упражнения делают клетки как бы проворнее. Когда мышей заставляли бегать, количество новых нейронов, вступавших в нейронную сеть, значительно увеличивалось. Но позднее они включались в работу не только в тех случаях, когда мышам приходилось бегать, но и, скажем, при попадании в незнакомую обстановку. У бегунов новые клетки мозга имели широкую специализацию и были работоспособнее, чем у сородичей, развивавших когнитивные способности.

Почему это происходит, ученые пока не знают. Возможно, упражнения усиливают выработку организмом нейротрофического фактора головного мозга (НФГМ), вещества, которое укрепляет клетки и аксоны, связи между нейронами и вызывает нейрогенез.

Ученые не могут напрямую изучать схожие процессы в мозгах людей, но уже известно, что после выполнения физических упражнений у большинства людей уровень НФГМ в крови повышается.

Ученым предстоит ответить еще на множество вопросов. Например, все ли виды упражнений оказывают на мозг такое же благотворное воздействие, как бег? Или – как влияет на результат продолжительность и интенсивность выполнения упражнений?

Так получилось, что практически во всех исследованиях присутствует бег или аэробные упражнения. Что же касается других упражнений, то с ними еще предстоит разбираться.

Пару лет назад ученые наблюдали за группой пожилых людей, занимавшихся исключительно с отягощениями. Через год оказалось, что их когнитивные способности повысились.

Можно предположить, что для эффективного воздействия на мозг упражнения не должны обязательно быть интенсивными. 120 пожилых мужчин и женщин, разделенных на две группы, весь прошлый год занимались прогулками и упражнениями на растяжку и гибкость. У «ходоков» гиппокамп увеличился в объеме и вернулся к размерам двухлетней давности, а вот у «растяжечников» – уменьшился. У тех, кто занимался ходьбой, вырос и НФГМ в крови, а также повысились когнитивные способности.

Вероятно, только один вид спорта может называться универсальным – это бег. Именно бег помогает человеку развивать и совершенствовать самые необходимые качества: силу многих , быстроту, работоспособность, волю. Особенно актуальна потребность человека в физической нагрузке в наше время технического прогресса. К сожалению, образ жизни современного человека содействует появлению и развитию сердечных заболеваний, болезней обмена веществ, сосудистой системы. Комфортные условия жизни ведут к мышечной дистрофии, в результате нарушается деятельность самых важных систем организма.

Как бег влияет на здоровье человека

В удобное для вас время принесут организму несомненную пользу:

• укрепление : активная пробежка заставляет сердце усиленно работать, перекачивать около 30 л крови за минуту, в то время как в состоянии покоя объем поступаемой из сердца крови не превышает 4 л в минуту;
• ускорение кровообращения способствует улучшению окислительного процесса жировых клеток, таким образом, бег помогает очистить стенки сосудов от отложений вредного холестерина, что несомненно, поможет защитить себя от развития инфаркта миокарда, стенокардии, гипертонии, атеросклероза, избавит от ожирения;
• бег стимулирует восстановительные процессы (чередуются фазы «утомление» — «отдых»), тем самым происходит замедление естественного старения человека;
• бег помогает укрепить дыхательную систему , увеличить функциональный объем легких. Во время пробежки улучшается процесс снабжения кислородом всех органов и тканей, что способствует нормализации их работы.

Польза бега для головного мозга

Все мы слышали изречение о том, что «нервные клетки не восстанавливаются», и с каждым днем их количество у нас убывает. Новейшие открытия ученых свидетельствуют о том, что процесс регенерации нервных клеток (нейрогенез) возможен, и в силах каждого человека сделать так, чтобы в его мозге регулярно появлялись новые нейроны, а также выживали уже имеющиеся. Помимо нейрогенеза было также обнаружено и экспериментально доказано благотворное влияние бега на ангиогенез – процесс появления новых кровеносных сосудов , питающих клетки мозга.

В целях улучшения скорости и течения нейрогенеза и ангиогенеза, полезно выполнять как регулярные умственные, так и физические упражнения. И здесь на помощь придет бег, поскольку улучшение способствует оптимизации деятельности в гиппокампе – структуре головного мозга, где рождаются новые нейроны. Эти новые элементы играют ключевую роль в процессах запоминания и восприятия информации, они также плотно связаны с эмоциями и памятью.

Пробежки улучшают память

Согласно результатам проведенных исследований, новые нейроны играют более значимую роль в процессе запоминания , нежели чем будучи в комплексе с уже существующими. Исходя из этого, можно предположить, что регулярные занятия бегом улучшают скорость и качество запоминания.

Следующий пример может подтвердить это предположение : группа людей, которые занимались бегом регулярно в течение 4 недель, показали гораздо лучшие результаты в воспроизведении сложных картин на память, нежели чем те, которые не уделяли время физической активности и вели пассивный образ жизни.

Бег убережет от депрессий

Все бегуны отмечают, что пробежки улучшают их настроение и помогают и депрессией. Это связано со следующими факторами:

• физиологический: пробежки могут заменить прием медикаментозных антидепрессантов, поскольку их эффект схож: они помогают задержать и продлить действие таких нейромедиаторов как серотонин и эндорфин, которые и отвечают за приподнятое настроение;
• психологический: улучшая здоровье и , бег приносит в его жизнь радость самосовершенствования. Физическое утомление способствует расслаблению мыслей, своеобразному уходу от тревожащей действительности. Большинство любителей бега отмечают, что во время тренировки происходит особая концентрация внимания, беспокоящие вопросы и проблемы находят свое решение, мозг заряжается творческой энергией.

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.

Беседовала Елена Кудрявцева

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.