Znajdź zawartość

Zanieczyszczone powietrze zagraża nie tylko układowi oddechowemu, ale i mózgowi. Badania na myszach wykazały, że długotrwały kontakt z zanieczyszczonym powietrzem prowadzi do zmian fizycznych w mózgu, a przez to do zaburzeń uczenia, pamięci oraz nastroju. Laura Fonken, doktorantka z Uniwersytetu Stanowego Ohio, opublikowała wyniki swoich badań w internetowym wydaniu pisma Molecular Psychiatry. Wcześniejsze studia zespołu z tej samej uczelni wykazały, że zawieszone w powietrzu drobne cząstki stałe wywołują w organizmie rozległy stan zapalny. Można je też powiązać z nadciśnieniem, cukrzycą i otyłością. W ramach najnowszego 10-miesięcznego studium przez 6 godzin dziennie pięć dni w tygodniu myszy wystawiano na oddziaływanie albo przefiltrowanego powietrza, albo powietrza zanieczyszczonego. Należy podkreślić, że 10 miesięcy to niemal połowa życia tych gryzoni. W zanieczyszczonym powietrzu znajdowały się drobne cząstki stałe (mieszanina naturalnego kurzu oraz zanieczyszczeń generowanych przez samochody i fabryki; drobne cząstki mają ok. 2,5 mikrometra średnicy). Stężenie cząstek stałych odpowiadało poziomowi stwierdzanemu na niektórych zanieczyszczonych obszarach miejskich. Po upływie 10 miesięcy naukowcy przeprowadzili na myszach szereg testów poznawczo-behawioralnych. Podczas badań pamięci i uczenia myszy umieszczano na środku jasno oświetlonej areny i dawano 2 min na odnalezienie otworu pozwalającego na ucieczkę do ciemnego pomieszczenia. Zwierzęta miały 5 dni na przetrenowanie tego zachowania. Okazało się, że gryzonie z grupy podtruwanej cząstkami stałymi miały o wiele więcej trudności z nauczeniem się, gdzie znajduje się wyjście ewakuacyjne. Na innym etapie badań wykazano, że myszy wystawione na oddziaływanie drobnych cząstek przejawiały więcej zachowań depresyjnych. W jednym z testów (nie powtórzyło się to jednak przy kolejnej próbie) wykazywały więcej symptomów lęku. By sprawdzić, jakie zmiany wywołują w mózgu cząstki stałe, Amerykanie zbadali hipokampa. Chcieliśmy się mu dokładnie przyjrzeć, ponieważ rejon ten jest związany z uczeniem, pamięcią i depresją – podkreśla Fonken. Okazało się, że występują spore różnice w wyglądzie hipokampów myszy z obu grup. Naukowcy skupili się szczególnie na dendrytach i ich kolcach, na których dochodzące do neuronów aksony tworzą połączenia. Akademicy stwierdzili, że myszy wdychające zanieczyszczone powietrze miały w pewnych regonach hipokampa dendryty z mniejszą liczbą kolców, poza tym dendryty były krótsze, a komórki nerwowe mniej skomplikowane pod względem budowy. Co ważne, wcześniejsze studia wykazały, że tego typu zmiany wiążą się z pogorszeniem pamięci i zdolności uczenia. U zwierząt wdychających zanieczyszczone powietrze w hipokampie wykryto zwiększoną aktywność cytokin prozapalnych. Podejrzewamy, że komunikat o systemowym zapaleniu wywołanym kontaktem z zanieczyszczonym powietrzem został przekazany ośrodkowemu układowi nerwowemu.

Nauka wykonywania skomplikowanych zadań wzrokowo-ruchowych, takich jak żonglowanie, zmienia architekturę mózgu, a konkretnie istoty białej, wpływając na usprawnienie komunikacji między różnymi rejonami mózgu. Daje to nadzieję na opracowanie skutecznej terapii dla ludzi z uszkodzeniami mózgu (Nature Neuroscience). Wcześniejsze badania dotyczące żonglowania koncentrowały się na istocie szarej (skupiskach ciał neuronów), a nie na białej (skupiskach wypustek nerwowych – aksonów i dendrytów), tymczasem zespół Jana Scholza z Uniwersytetu Oksfordzkiego stwierdził, że zwykłe manipulowanie zaledwie trzema piłeczkami zwiększa objętość tej ostatniej aż o 5%. Brytyjczycy zebrali zespół 24 młodych i zdrowych ochotników (kobiet i mężczyzn). Wszyscy przeszli 6-tygodniowe przeszkolenie, po którym umieli wykonać co najmniej 2 cykle kaskady z wykorzystaniem 3 piłek. W okresie tym adeptów zachęcano też do samodzielnego trenowania po pół godziny dziennie. Przed i po rozpoczęciu nauki zbadano ich za pomocą obrazowania tensora dyfuzji (DTI), czyli metodą pozwalającą ocenić strukturalne zmiany w istocie białej mózgu poprzez obserwację ruchów dyfuzyjnych cząsteczek wody. Identyczne badania wykonano u 24 osób z grupy kontrolnej, które nie uczyły się żonglować. Naukowcy odkryli, że w mózgach nieżonglujących nic się nie zmieniło, lecz u ochotników ćwiczących podrzucanie piłeczek zwiększyła się ilość istoty białej w bruździe śródciemieniowej - części płata ciemieniowego, która odpowiada za połączenie tego, co widzimy, z tym, jak się ruszamy. Identyczną przemianę zauważono u wszystkich żonglerów, bez względu na to, jak dobrze nauczyli się to robić. Akademicy sądzą, że na rozwój mózgu wpływa zatem sam proces uczenia, a nie osiągnięcia. Ekipa Scholza zaobserwowała także wzrost ilości istoty szarej, ale różnice w przyroście i "czasowaniu" sugerują, że zmiany dotyczące substancji białej i szarej są od siebie niezależne. By nauczyć się żonglować, konieczne są jednak i jedne, i drugie. Więcej istoty białej pozwala szybciej się poruszać, lecz potrzebujemy też istoty szarej, żeby się upewnić, że dłonie znajdują się we właściwym miejscu. Brytyjczycy zeskanowali mózgi żonglujących po miesięcznej przerwie. Stwierdzili, że ilość istoty białej się nie zmieniła, a szarej nawet wzrosła. Wg Scholza, to dlatego nie zapominamy raz wyuczonej umiejętności. Naukowiec ma nadzieję, że ustalenia jego zespołu pozwolą opracować wykorzystujące żonglowanie programy terapeutyczne dla pacjentów z uszkodzeniami mózgu lub że w przyszłości uda się opisać mechanizm, za pośrednictwem którego żonglerka zmienia mózg. Wtedy leki wzmagające plastyczność mózgu stałyby się rzeczywistością.