Ученые выяснили, как упражнения помогают улучшить здоровье мозга

Авторы нового исследования утверждают, что упражнения на укрепление мышц ног помогают головному мозгу производить новые нейроны. Ученые надеются, что результаты их научной работы помогут лучше понять прогрессирование неврологических заболеваний. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Neuroscience [1].

Актуальность проблемы

И астронавты, и люди, которые в течение продолжительного периода времени были прикованы к постели, испытывают множество физических изменений. Исследования показывают, что ограниченная мышечная активность влияет на всю нервно-мышечную функцию организма. Например, мы знаем, что моторная кора головного мозга посылает сигналы спинному мозгу, чтобы заставить определенные мышцы сокращаться. Интересно, что когда определенные области головного мозга, ответственные за движение, повреждены, мозг пытается «восстановить» себя используя  нейропластичность — то есть способность нейронов повторно сопоставлять свои связи, побуждая другую область мозга взять на себя эту функцию. В последнее время все больше научных работ говорят о влиянии физической активности на здоровье головного мозга. Например, авторы одного из исследования в своей научной работе показали [2], что физические упражнения могут вызвать нейрогенез — это означает, что упражнения помогают мозгу создавать новые нервные клетки, а также противостоять воздействию старения гиппокампа, который отвечает за память и обработку информации.

В новом же исследовании ученые изучили нейральные стволовые клетки при уменьшении подвижности ног. Нейральные стволовые клетки являются недифференцированными стволовыми клетками, из которых будут развиваться либо нейроны, либо другие клетки головного мозга.

Материалы и методы исследования

Ученые в своей работе привели к ограничению движения задних лап у мышей в течение 28 дней. Контрольной группе мышей позволяли свободно перемещаться.

В конце исследования ученые обследовали область головного мозга мышей, где нейральные стволовые клетки дифференцируются в нейроны.

Результаты научной работы

Результаты исследования показали, что ограничение физической активности снижало количество нейральных стволовых клеток на 70% по сравнению с контрольной группой. Кроме того, мыши, движение которых было ограничено, имели большое количество недифференцированных («незрелых») нейронов и олигодендроцитов, которые являются глиальными клетками, основная роль которых заключается в защите нервных клеток.

Выводы

Основной вывод нового исследования заключается в том, что упражнения на ноги  «говорят» головному мозгу о создании здоровых нейронов, которые являются ключевыми в нашей способности справляться со стрессом и изменениями в жизни.

«Не случайно мы должны быть активными: ходить, бегать, приседать, сидеть и использовать мышцы ног, чтобы поднять вещи. Наше исследование подтверждает гипотезу, что люди, которые не в состоянии выполнять силовые упражнения на ноги — например, пациенты, которые прикованы к постели, или астронавты при длительных полетах — не только теряют мышечную массу, но у них также происходит изменение химии на клеточном уровне, что отрицательно влияет на их нервную систему», — говорит автор исследования Рафаэлла Адами.

Ученые надеются, что результаты их научной работы помогут лучше изучить широкий спектр неврологических заболеваний, таких как спинальная мышечная атрофия (СМА) и рассеянный склероз.

Авторы другого исследования заявляют, что физические упражнения могут защитить сердце в пожилом возрасте.

Литература

1. Adami R. et al. Reduction of movement in neurological diseases: effects on neural stem cells characteristics //Frontiers in Neuroscience. – 2018. – Т. 12. – С. 336.
2. Ernst A. et al. Neurogenesis in the striatum of the adult human brain //Cell. – 2014. – Т. 156. – №. 5. – С. 1072-1083.