Бег в раннем возрасте укрепил память взрослых крыс

Ученые из Торонто выяснили, как физическая активность в раннем возрасте стимулирует мозговую активность: бег положительно влияет на память и имеет долгосрочный эффект. Исследование проводили на крысах, результаты опубликованы в журнале eNeuro.

Когнитивные способности с возрастом угасают, мозг стареет, и у некоторых людей развиваются деменции разной степени тяжести — это приобретенное слабоумие, одним из признаков которого является ухудшение памяти. Ученые советуют заботиться об умственном здоровье постоянно, наращивая когнитивный резерв — способность мозга сопротивляться разрушениям, связанным с возрастом, несчастными случаями, или болезнями. Увеличить когнитивный резерв можно разными способами, не только занимаясь умственной деятельностью, изучая языки, и так далее, но и практикуя здоровый образ жизни. Согласно гипотезе о когнитивном резерве, любая развивающая деятельность, продолжительно практикуемая в юном возрасте, ведет к увеличенному производству нейронов (нейрогенезу) в гиппокампе, которые поддерживают когнитивные функции в пожилом возрасте. Предыдущие исследования этой команды, проведенные на крысах, показали, что бег также способствует нейрогенезу, улучшению памяти и способностей к обучению в долгосрочном периоде. Теперь ученые продолжили исследования в этом направлении, чтобы проверить, распространяется ли эффект от тренировок в раннем возрасте на более зрелый организм. Предполагалось, что бег, практикуемый грызунами в юном возрасте, повысит нейрогенез, активность нейронов, и улучшит прохождение теста на память.

Для этого взяли крыс в возрасте одного месяца, половину из них поселили на шесть недель в клетке с колесом, а другую половину — в клетку без колеса. После этого колесо забирали, а через четыре месяца наступала фаза обучения и еще через две недели фаза теста, для которых бегающих и не бегающих крыс разделили на 4 подгруппы, три из которых проходили и обучение и тест, а четвертая нет. Обучение было болезненным: у животных вырабатывали реакцию обусловленного страха, спарив звуковой сигнал с электрическим разрядом. Все три экспериментальные подгруппы проходили одно и то же обучение, но разные тесты. В тестах менялась среда, в которой давался звук (без ударов током). В одной подгруппе среда была точно такой же, как и при обучении, во второй слегка отличалась, в третьей среда была новой. Эти вариации нужны, чтобы проверить, насколько хорошо грызуны запомнили детали.

Помимо тестов на память, ученых интересовала активность нейронов, возникших во взрослом возрасте. Их сравнивали с остальными нейронами, которые уже появились к тому моменту в процессе развития организма. Для наблюдения за поведением нейронов использовали иммуногистохимические методы с применением специальных отслеживающих маркеров. Чтобы отметить новые нейроны, один из маркеров ввели за несколько недель до фазы обучения, пометив, таким образом, новые клетки, которым на момент тестирования было пять недель. Другой маркер помогал обнаружить активность клеток.

Выяснилось, что после обучения активность нейронов одинакова как у «бегунов», так и у тех, кто не бегал, и лишь в группе контроля (не проходившей обучение) нейроны проявляли себя намного слабее. Когда команда стала сравнивать новые, возникшие во взрослом возрасте нейроны с уже имеющимися, то обнаружила, что новые клетки были более активны, чем все остальные, причем активность была выше у группы, которая бегала. Также во время теста у «бегунов» было намного больше активных нейронов, чем у тех, кто не бегал, причем особенно ярко горели новые нейроны.

На то, как успешно животные сдали тест, повлиял тип теста и то, бегали ли они. Поскольку на обучение бег, похоже, не повлиял никак, тест выявил изменения, которые физическая нагрузка произвела именно на работу памяти. Так, грызуны, у которых было колесо, меньше реагировали на звуковой сигнал в средах, отличающихся от той, в которой их обучали, чем группа не бегающих животных. Авторы считают, что это свидетельствует о том, что они лучше отличали знакомое от незнакомого, и не делали лишних обобщений. Однако в знакомой среде и «бегуны» и не бегающие крысы вели себя одинаково.

Ученые считают, что это может объясняться тем, что, в случае обусловленной реакции страха,  с памятью со временем происходят динамические изменения. Так, по мнению авторов, не бегавшие грызуны имели смутное представление об обстановке, и поэтому пугались сигнала в любом из тестов, тогда как у «бегунов» этот ответ сохранился лишь в наиболее точном контексте, благодаря активному производству новых нервных клеток и усиленной работе гиппокампа.

Ранее мы 

про «взрослый» нейрогенез и его роль в формировании воспоминаний. В борьбе с деменцией, между тем,

и йога, увеличивая толщину префронтальной коры.

Анна Зинина