Znajdź zawartość

Neurolodzy z Uniwersytetu w Cambridge wykazali we współpracy z amerykańskim Narodowym Instytutem Starzenia, że bieganie stymuluje mózg do wytwarzania istoty szarej, co zwiększa zdolności poznawcze jednostki. Zaledwie parę dni joggingu oznacza pojawienie się setek tysięcy nowych neuronów, nic więc dziwnego, że ludzie potrafią sobie lepiej przypominać fakty z przeszłości, nie myląc ich ze sobą (Proceedings of the National Academy of Sciences). Naukowcy podkreślają, że to umiejętność kluczowa dla uczenia się. Dodają, że neurogeneza zachodzi w zakręcie zębatym - rejonie związanym z tworzeniem i przywoływaniem wspomnień. Wszystko wskazuje więc na to, że nie tylko bieganie, ale i inne ćwiczenia dotleniające pozwalają spowolnić związane z wiekiem pogorszenie funkcjonowania poznawczego lub zwyczajnie utrzymać dotychczasową dobrą formę. Wiemy, że ćwiczenia mogą być dobre dla zdrowego działania mózgu, ale nasze studium wskazuje na konkretny mechanizm tego efektu – cieszy się Timothy Bussey. Neurolodzy nie wiedzą, czemu ćwiczenia wyzwalają przyrost substancji szarej, ale przypuszczają, że ma to związek ze zwiększonym dopływem krwi lub wyższymi stężeniami hormonów, które wydzielają się wskutek aktywności fizycznej. Nie wykluczają też, że ruch redukuje stres, hamujący neurogenezę za pośrednictwem kortyzolu. Brytyjczycy i Amerykanie badali dwie grupy myszy: jedna miała stały dostęp do kołowrotka, a druga (kontrolna) wiodła nieruchawy tryb życia. Podczas krótkiej sesji treningowej gryzoniom wyświetlano umieszczone obok siebie dwa identyczne kwadraty. Jeśli zwierzę dotknęło nosem figury po lewej, otrzymywało cukrową tabletkę. Po dotknięciu kwadratu z prawej nic się nie działo. Po wstępnym treningu myszy brały udział we właściwym teście pamięciowym. Oczywiście, im częściej szturchały nosem lewy kwadrat, tym więcej punktów zdobywały. Na początku figury były od siebie oddalone o 30 cm, potem jednak umieszczano je coraz bliżej, aż prawie stykały się bokami. W ten sposób neurolodzy chcieli sprawdzić, jak dobrze myszy potrafią odróżnić bardzo podobne wspomnienia. Biegające gryzonie przebywały dziennie dystans 24 km. W teście wypadały one niemal 2-krotnie lepiej od zwierząt z grupy kontrolnej. Ich przewaga stawała się szczególnie dobrze widoczna na dalszych etapach eksperymentu, gdy kwadraty się prawie zlewały. Na tym etapie badania dwa formowane przez myszy wspomnienia były bardzo podobne. Kiedy musiały dokonać takiego porównania, dodatkowe neurony naprawdę robiły wielką różnicę – wyjaśnia Bussey. Myszy z grupy kontrolnej wypadały coraz gorzej, ponieważ ich wspomnienia stawały się zbyt podobne, by dało się je odróżnić. Kiedy badacze próbowali zmylić zwierzęta, obracając kwadrat po lewej, biegające myszy szybciej orientowały się w przebiegu zdarzeń. Próbki tkanki mózgowej wykazały, że u aktywnych gryzoni doszło do zwiększenia objętości istoty szarej. W zakręcie zębatym hipokampa w każdym milimetrze sześciennym pojawiło się ok. 6 tys. nowych neuronów.

Naukowcom udało się po raz pierwszy znaleźć molekularne powiązania między inteligencją a ciekawością. Wg nich, dzięki temu będzie można opracować leki usprawniające uczenie (Neuron). Badacze z Uniwersytetu w Toronto i Instytutu Badawczego Lunenfelda Mount Sinai Hospital analizowali interakcje białkowe w zakręcie zębatym. Stanowi on część hipokampa i odpowiada za pamięć długotrwałą oraz nawigację przestrzenną. Profesor John Roder i dr Bechara Saab zauważyli, że u myszy z 1,5-krotnie podwyższonym poziomem białka sensorowego – neuronalnego czujnika jonów wapnia-1 (ang. neuronal calcium sensor-1, NCS-1) – zwiększa się zdolność komórek nerwowych do zmiany sposobu komunikowania, polepsza się pamięć podczas wykonywania złożonych zadań oraz nasila skłonność do badania otoczenia, czyli ciekawość. Roder i Saab uważają, że udało im się odkryć rejon mózgu odpowiedzialny za ciekawość i opracować model obrazujący mechanizm, za pośrednictwem którego aktywność mózgu prowadzi do ciekawości. Naukowcy stwierdzili, że gdy po zastosowaniu łagodnego leku opracowanego w Mount Sinai zablokowano zdolność łączenia się NCS-1 z receptorami dopaminy typu D2 w zakręcie zębatym, upośledzeniu uległy zarówno orientacja przestrzenna, jak i ciekawość. Teraz, gdy wiemy, że niektóre cząsteczki i obszary mózgu kontrolujące uczenie i pamięć nadzorują też ciekawość, możemy wrócić do laboratorium i zaprojektować leki wspomagające uczenie u ludzi [...]. Możemy wykorzystać wiedzę, że podsycanie ciekawości powinno także nasilać inteligencję i vice versa – podsumowuje Saab.

Ćwiczenia fizyczne poprawiają nie tylko kondycję ciała, ale i mózgu. Dzieje się tak, ponieważ sprzyjają pojawianiu się nowych neuronów, czyli neurogenezie, w obszarze związanym z pamięcią i jej utratą. W badaniach na myszach wykazano, że młode komórki nerwowe pojawiały się w zakręcie zębatym hipokampa (fascia dentata). Jest to region, którego dotyczy zaczynająca się u większości ludzi po 30. roku życia związana z wiekiem utrata pamięci. Obrazowanie mózgu za pomocą rezonansu magnetycznego pomogło udokumentować procesy zachodzące w centralnym układzie nerwowym myszy. To samo urządzenie wykorzystano do skanowaniu ludzkiego mózgu przed i po gimnastyce. Zaobserwowano podobne zjawisko, co oznacza, że u naszego gatunku wysiłek fizyczny również sprzyja neurogenezie w obrębie zakrętu zębatego (Proceedings of the National Academy of Sciences). Żadne z wcześniejszych badań nie analizowało systematycznie różnych fragmentów hipokampa i nie zidentyfikowało regionu pozostającego pod największym wpływem aktywności ruchowej — opowiada dr Scott Small, neurolog z Centrum Medycznego Columbia University. Fred Gage z Salk Institute w La Jolla jako pierwszy wykazał, że ćwiczenia mogą doprowadzać do rozwoju nowych neuronów w mysim odpowiedniku zakrętu zębatego. Potem zespół naukowców wspólnie pracował nad metodą pomiaru przepływu krwi przez ludzki mózg, który śledzono za pomocą MRI. Odkąd u myszy odkryto opisane wyżej zjawisko, chcieliśmy określić, jak gimnastyka wpływa na objętość krwi przepływającej przez hipokamp u ludzi. Do eksperymentu zaangażowano 11 dorosłych. Przez 3 miesiące ćwiczyli oni intensywnie aerobik. Przed rozpoczęciem programu i po jego zakończeniu poddano ich badaniu rezonansem magnetycznym. Gimnastyka zwiększała dopływ krwi do zakrętu zębatego. W dodatku im więcej dana osoba ćwiczyła, tym większy skok przepływu odnotowywano. W dalszej kolejności naukowcy chcą sprawdzić, jaki schemat ćwiczeń najkorzystniej wpływa na funkcjonowanie poznawcze i najskuteczniej zapobiega naturalnemu pogorszeniu pamięci.