Как изменить нейроны мозга

Каждый из нас хоть раз в жизни слышал о том, что нервные клетки не восстанавливаются. Но, проведя массу серьезных исследований и экспериментов, ученым удалось доказать, что организм человека способен не только «тратить», но и «создавать» новые нервные клетки. Данный процесс получил название «нейрогенез».

Так как о нейрогенезе люди узнали совсем недавно, то пока у ученых нет однозначных ответов на касающиеся этой темы вопросы, а их мнениях во многом расходятся. И в этом нет ничего странного или удивительного, ведь изучать человеческий мозг трудно и по медицинским, и по этическим причинам.

Пока ученые продолжают проводить исследования на грызунах, мы в данной статье попытаемся разложить по полочкам всю ту информацию о формировании новых нейронных связях головного мозга, которая доступна нам на текущий момент.

Немного полезной информации о нейронах

Нейроны, в отличие от всех остальных клеток нашего организма, «не умеют» делиться, поэтому до недавних пор ученые были убеждены, что человек всю жизнь живет с тем ограниченным запасом нервных клеток, который достался ему при появлении на свет. Результаты многочисленных современных исследований показали, что данное утверждение не соответствует истине, так как нейроны все же создаются на протяжении всей нашей жизни. Происходит это благодаря стволовым клеткам, которые обладают способностью превращаться в клетки практически любого вида.

Наш мозг обладает собственным запасом стволовых клеток. Ученые пока не могут определить точное число принимающих участие в формировании новых нервных клеток отделов. Научному сообществу известно только то, что новые нейроны формируются в отвечающей за память и эмоции зубчатой извилине гиппокампа и тонком слое клеток, расположенном вдоль желудочков мозга (субвентикулярная зона).

Многие новообразованные нейроны практически сразу же погибают из-за активной работы нейромедиаторов, негативного влияния микросреды, определенных белков и прочей химии, происходящей в нашем головном мозге.

Чтобы новоиспеченная нервная клетка могла продолжить свое существование, ей необходимо сформировать нейронную связь (синапс) с другими нервными клетками. Так как мозгу совершенно не нужны одиноко плавающие нейроны, то он просто уничтожает их, ведь никакой пользы они ему не приносят и в будущем принести не смогут. Те же нейроны, которые смогли установить связь с другими нервными клетками, успешно встраиваются в структуру нашего головного мозга.

Каждый день в структуру мозга может встроиться около 700-800 нейронов, которые сумели выжить и образовать новые нейронные связи.

Запрограммированная мозгом гибель клеток или апоптоз является совершенно нормальным процессом, которого не стоит бояться. При помощи апоптоза мозг наводит порядок и избавляется от ненужных ему нейронов.

Мозг взрослого среднестатистического человека состоит примерно из 85-88 миллионов нервных клеток.

Мозг новорожденного содержит намного больше нейронов, но уже к концу первого года жизни их количество уменьшается практически в два раза. Психофизиолог и сотрудник Психологического института РАО Илья Захаров объясняет это тем, что человеческий мозг активнее всего развивается в первые три года после рождения.

Почему так происходит? Дело в том, что именно в этот период времени ребенок активно познает окружающий мир: он постоянно трогает что-то новое, нюхает его, видит, пробует на вкус или на ощупь и т.д. Все новые знания фиксируются в головном мозгу малыша в виде новых нейронных связей, благодаря которым сохраняются все сформированные и уже закрепленные навыки, весь приобретенный эмоциональный и интеллектуальный опыт.

Хотя человеческий мозг подобным образом развивается на протяжении всей жизни, но «основной рывок» он совершает именно в самом раннем детстве.

Как нейронные связи влияют на наше восприятие окружающего мира?

Любым человеком, независимо от уровня его духовного развития, движет один из трех основных инстинктов: инстинкт размножения, инстинкт иерархии и инстинкт выживания. Они, глубоко «сидя» где-то в недрах нашего рептильного мозга, четко и расчетливо управляют нашей жизнью. Именно благодаря инстинктам мы хотим завоевать признание и уважение окружающих нас людей, выделиться из толпы, любить и быть любимыми, рожать и воспитывать детей, двигаться вперед и решать не только жизненные, но и математические или экономические задачи. Инстинкты очень сильно влияют на наш выбор и на нашу повседневную жизнь.

У животных за удовлетворение вызванных тремя основными инстинктами желаний отвечают рептильный мозг и ответственная за выработку «гормонов счастья» лимбическая система. В нашем же арсенале есть отлично развитая кора головного мозга, которая дарит нам возможность удовлетворять инстинктивные желания миллионами разных способов. Хорошо развитая кора позволяет нам не только реализовывать свои инстинкты, но и обманывать мозг, делая вид, что мы, занимаясь удовлетворением инстинктивных желаний, реально выбираем правильный, конструктивный и полезный способ.

Зачем же нам заниматься самообманом? А затем, что мозг и в первом, и во втором случае «вручает» нам «подарок» в виде гормональной «плюшки».

Суть данного вопроса заключается именно в самообмане нашего мозга: когда наш мозг совершает объективно вредное действие, он внутренне убежден в том, что это действие реально способствует нашему выживанию. Объективно полезное же действие мозг воспринимает как угрозу выживанию, поэтому оно зачастую сопровождается стрессом.

Ранее образованные нейронные связи включают в себя все наши умения, привычки и ассоциации. И в этом нет ничего плохого, а вся проблема заключается только в том, что чаще всего эти связи создаются совершенно случайно, а потом эти случайно сформированные нейронные дорожки ведут нас не в ту сторону и становятся серьезным препятствием на пути к нашему счастью.

✔ Если родители постоянно хвалили ребенка за то, что он хорошо знает математику, то в его мозгу формируются мощные нейронные пути, созданные при помощи положительного действия дофамина и серотонина. В данном случае математика становится для такого ребенка источником истинного удовольствия, поэтому он постоянно будет развиваться в этом направлении, а во взрослом возрасте сможет достичь каких-то существенных результатов и добиться успеха.

✘ Если же родители никогда не поощряли ребенка и все его начинания сопровождались жесткими комментариями, то эта нейронная связь будет «отполирована» негативным влиянием гормона кортизола. Со временем ребенок возненавидит математику, не захочет развиваться в данном направлении и выберет совершенно другой вид деятельности. Во взрослом же возрасте он может и не вспомнить, откуда взялась такая нелюбовь к точным наукам.

Данную схему можно применить не только к выбору рода деятельности, но и к людям, местам, фильмам, книгам, музыке и т.д. Чем сильнее выброс гормона (сопроводительная эмоция), тем крепче и быстрее формируется нейронная связь.

Поэтому каждый из нас может в любой момент оказаться Алисой в Зазеркалье и начать относиться положительно к тому, что вредно, а от того, что полезно, будет уклоняться. При помощи вредных и избыточных удовольствий наш мозг пытается избежать давно миновавшего негатива. Поэтому во взрослом возрасте вы будете избегать математики, потому что родители относились негативно к вашему увлечению, или же пристраститесь к сладкому, потому что пирожные в детском возрасте помогали вам пережить очередное поражение и т.д.

На формирование нейронных связей влияют не только гормоны и вызываемые ими эмоции, но и количество повторений. Чем чаще и регулярнее вы повторяете то или иное действие, тем крепче становится нейронная связь.

Если нейронная связь ведет к объективно негативному результату (скандал, физическое насилие, потеря работы, ожирение, проблемы со здоровьем и т.д.), и она не только достаточно крепкая, но и «отшлифованная» положительными гормонами и приятными эмоциями, то человеческий мозг будет субъективно воспринимать такую нейронную связь как нужную и полезную.

Нейронные связи, сформированные при помощи сильных эмоций и большого количества повторений, могут вести нас как к райскому саду, так и к вратам ада. И все это происходит без каких-либо усилий со стороны нашего сознательного.

Как создать новые нейронные связи головного мозга: несколько эффективных способов

Выбирая между привычным и новым поведением, большинство людей отдаст предпочтение первому варианту. Почему? От многих мужчин и женщин можно услышать такую фразу: «Умом я все понимаю, но ничего не могу с собой поделать. Я говорю себе, что сложившаяся ситуация меня совершенно не устраивает, но продолжаю вести себя так, как вел (вела) раньше!». Парадокс? Нет! Все дело в уже сформировавшихся нейронных связях!

Чем крепче нейронная связь, тем больше образовывается синапсов (синапс — место контакта между двумя нервными клетками), и тем мощнее и эффективнее становятся электрические сигналы между входящими в эту связь нервными клетками. Чем больше формируется синапсов, тем активнее и эффективнее они начинают работать. Нервные же клетки, входящие в крепкую нейронную связь, со временем покрываются специфической оболочкой, которую можно сравнить с проводами. Она не только защищает и изолирует нейроны, но и значительно повышает их активность.

Именно поэтому человек, который действует не так, как обычно, ощущает неудовлетворенность и тревогу как на ментальном, так и на физическом уровне. Когда вы отказываетесь следовать по уже сформированным нейронным путям, ваш мозг воспринимает это как угрозу вашему выживанию.

А ведь эти старые нейронные связи укоренились в вашей голове только из-за того, что ваш мозг когда-то их связал с «гормонами счастья» и положительными эмоциями! Вы же, повторив определенное количество раз то или иное вызывающее положительную эмоцию действие, «заставили» ваш мозг «поверить» в то, что оно напрямую связано с вашим выживанием.

Можно ли избавиться от старых, объективно вредных и ведущих в никуда нейронных связей? Можно ли создать новые нейронные связи, благодаря которым ваша жизнь изменится в лучшую сторону? Не только можно, но и нужно! Как это сделать? Предлагаем вашему вниманию несколько эффективных способов!

1. Меняем привычный образ жизни

Ученые доказали, что те процессы, которые вредят организму, негативно влияют и на головной мозг. Хроническое переутомление, постоянный стресс, дефицит сна, ночные кошмары, депрессия, постоянное переедание, злоупотребление лекарственными препаратами и алкогольными напитками, вредные привычки, малоподвижный образ жизни, несбалансированное питание и многие другие негативные факторы окружающей среды препятствуют образованию новых нейронных связей.

Проведенные на мышах исследования показали, что формированию новых нервных клеток и их связей способствуют физическая активность, обогащенный полезными веществами рацион, полноценный ночной отдых, разные развлечения и т.д.

У людей, ведущих здоровый и активный образ жизни, головной мозг, по сравнению с людьми, ведущими малоактивный и малоподвижный образ жизни, стареет намного медленнее.

2. Заменяем старую нейронную связь совершенно новой

Чтобы научиться строить новые нейронные связи на основе старых, необходимо желаемое поведение связать с привычным для вашего мозга поведением, которое доставляет вам удовольствие. Рассмотрим данный способ создания полезных нейронных связей на примере человека, которому нужно найти новую работу.

Человек, которому необходимо отыскать честного и справедливого работодателя, прекрасно понимает, что эта затея достаточно трудная и на неё придется потратить много личного времени, поэтому он делает все возможное, чтобы оттянуть момент начала поисков. Чтобы облегчить задачу, такому человеку необходимо связать процесс поиска работы с чем-то, что вызывает у него положительные эмоции. Если желающий трудоустроиться специалист обожает зеленый чай, то ему необходимо отправиться в любимое кафе вместе с планшетом или ноутбуком, заказать там зеленый чай и начать на протяжении определенного времени (1,5-2 часа) мониторить те сайты, на которых он сможет отыскать подходящего ему работодателя.

Поначалу будет тяжело, но через 5-7 дней такому человеку станет намного проще заниматься поисками работы. А если процесс пойдет по правильному пути и организм начнет вырабатывать дофамин, то желающий трудоустроиться будет приходить в любимое кафе за 10 минут до его открытия, лишь бы побыстрее заказать зеленый чай и продолжить поиски!

Если вы давно планировали начать заниматься спортом и уже записались в тренажерный зал, то вам следует объединить тренировки с тем, что вы любите и что вызывает у вас положительные эмоции: слушайте любимую музыку, купите новую спортивную одежду, на которую вы уже давно засматриваетесь, но все никак не можете приобрести, запишитесь на массаж и идите на сеанс сразу же после тренировки, позовите с собой коллегу или друга и т.д.

Многим людям данный способ может показаться банальным, но именно так можно построить совершенно новую и объективно полезную нейронную связь на основе старой и объективно вредной нейронной связи.

Связывание старых нейронных путей с новыми, а неприятное с приятным – это достаточно трудоемкая задача. Чем старше становится человек, тем труднее его мозгу создавать новые синапсы между нервными клетками. Поэтому вовлечение уже существующих связей (паттернов) в создание совершенно новых нейронных путей существенно облегчает эту задачу.

3. Находим приятную и полезную замену

Когда мы лишаемся чего-то привычного, то начинаем испытывать сильнейший дискомфорт и гнетущее чувство тревоги. Мозг, пытаясь избежать этих деструктивных ощущений, «толкает» нас что-то делать в буквальном смысле этого слова. Чаще всего люди начинают заниматься всякими ненужными делами, которые не только не меняют их жизнь в лучшую сторону, но и могут в будущем стать причиной возникновения серьезных проблем с душевным или физическим здоровьем. Именно поэтому многие бывшие курильщики заменяют сигареты едой и очень быстро набирают лишний вес. Многие из них прекрасно понимают, что так нельзя, но ничего не могут с собой поделать, ведь еда не только спасает их от тревоги и дискомфорта, но и активизирует выработку «гормонов счастья».

Именно поэтому вам нужно найти приятную и полезную замену. Кто-то отдает предпочтение чтению книг, кого-то привлекает рисование, кто-то записывается в тренажерный зал, а кто-то полностью отдается работе. У каждого из нас есть свои индивидуальные предпочтения, поэтому универсальной замены, которая бы подошла абсолютно любому человеку, не существует и существовать не может!

Находясь в поисках приятной и полезной замены, не забывайте о том, что в приоритете у вас должна быть цель (создание полезных нейронных связей), а не средства, которые вы используете для её достижения.

Если человек приходит в любимое кафе, несколько раз заказывает зеленый чай, но мониторит социальные сети и ведет переписку с другом, а не занимается поиском работы, то те средства, которые он выбрал для достижения своей цели, ему совершенно не подходят! Если вы «выбрали» определенную нейронную связь и влияете на неё тем или иным образом, а «воз и ныне там», то следует продолжать поиски средств до тех пор, пока вы не отыщете подходящие именно вам варианты!

Если вы смотрели мультсериал «Эй, Арнольд», то должны помнить Шоколадного Мальчика, который ни дня не мог прожить без шоколада. Арнольд, узнав печальную историю нового друга, сделал все возможное, чтобы ему помочь. Обожающий шоколад школьник смог избавиться от шоколадной зависимости, но стал зависимым от редиски. Редиска, в отличие от шоколада, полезна для организма, поэтому Шоколадный Мальчик не только при помощи замены создал в своей голове новую нейронную связь, но и улучшил качество своей жизни!

4. Учимся преодолевать чувство отторжения

Почему мы не спешим ближе знакомиться с теми людьми, которые нам неприятны, слушать музыку неизвестных исполнителей, читать книги неизвестного автора или смотреть фильм неизвестного режиссера? Дело в том, что наш мозг склонен доверять первым впечатлениям, поэтому человеку, который хочет создать новую нейронную связь, нужно иногда делать то, что ему совершенно не нравится.

Многие наши ощущения часто основываются только на каком-то случайном жизненном опыте, поэтому они далеко не всегда способны объективно отражать всю ситуацию. Такие случайно сформировавшиеся нейронные связи заставляют нас испытывать чувство отторжения и тревоги каждый раз, когда мы «сворачиваем» с хорошо известного пути и совершаем несвойственное нам действие.

Если вы отдаете предпочтение старым нейронным связям только из-за того, что не желаете испытывать чувство отторжения и тревоги, то вы упускаете огромнейшее количество возможностей изменить свою жизнь в лучшую сторону и стать реально счастливым человеком.

5. Регулярно и «через не хочу» повторяем нужное действие

Чтобы создать нужные синаптические связи между нервными клетками, необходимо одно и то же действие повторять снова и снова. И не имеет никакого значения, выделяются ли в этот момент «гормоны счастья» или нет. Многократное повторение способствует созданию новой нейронной связи и без активного участия эмоций.

Если вы систематически совершаете одно и то же действие и повторяете одно и то же поведение, то в той или иной нейронной связи передача электрических сигналов с каждым разом становится все эффективнее, а связь с выработкой «гормонов счастья» — все крепче. Те же нейроны, которые долгое время пребывают в неактивном состоянии, мозг уничтожает, так как они больше ему не нужны. Так проявляется экономность и гибкость нашей природы!

Необходимо потратить от нескольких дней до нескольких месяцев, чтобы приучить мозг ассоциировать полезное и нужное вам действие с «гормонами счастья». Для этого вам необходимо активно задействовать префронтальную кору, отвечающую за самоконтроль.

Поначалу вы будете отдавать предпочтение старому поведению, ведь новые действия будут вызывать у вас чувство дискомфорта, тревоги, отторжения и беспокойства. Если будете выполнять нужное вам действие регулярно и «через не хочу», то сможете создать новую нейронную связь в мозгу, благодаря которой ваша жизнь начнет меняться в лучшую сторону!

6. Составляем специальный конспект

Многие изучающие теоретическую физику студенты, которые хотят создать новые нейронные связи в своем мозгу, используют этот способ. Чтобы составить конспект, необходимо взять какой-нибудь текст и прочитать его два раза: первый раз – бегло, а второй раз – очень вдумчиво.

Свободно пользуясь оригиналом, перепишите текст дословно, а затем перечитайте то, что вы написали. Отложите и оригинал, и переписанный текст. Возьмите чистый лист бумаги и резюмируйте всю полученную с оригинала информацию. Прочтите свое резюме и попытайтесь самостоятельно написать весь текст, не используя никаких подсказок.

Используя этот способ, вы не только при помощи чтения, воспроизведения, запоминания и структурирования «заставите» мозг создавать новые нейронные связи, но и, стимулируя нервные окончания на пальцах ваших рук, положительно повлияете на собственные мнемонические способности.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Выражение «нервные клетки не восстанавливаются» является одним из лидеров среди расхожих в быту утверждений о человеческом мозге. При этом уже 20 лет как доказана его ложность, а количество рассматривающих это самое восстановление статей до сих пор увеличивается чуть ли не по экспоненте. Уже установлены зоны, где оно проходит, его функциональное значение, а также огромное количество влияющих на него факторов. А сколько еще предстоит открыть…

Пошатнуть стереотип оказалось непросто…

Еще в начале прошлого века потеря нейронов в результате травмы или старения считалась фатальной — ведь даже лучшие умы настаивали на невозможности новообразования нейронов (или нейрогенез) у взрослых особей высших позвоночных. Впервые это постулировал гениальный С. Рамон-и-Кахаль [1], у которого на тот момент просто не могло быть инструментов исследования мозга, способных фиксировать малоинтенсивные постнатальные процессы. Авторитет Рамон-и-Кахаля был огромен, к тому же было известно, что с возрастом масса мозга снижается. О наличии малого пула стволовых клеток поводов задуматься не было, а отсутствие знаний о пластичности мозга не позволяло решить проблему интеграции новых нейронов в сложнейшую систему старых.

В результате убежденность в невозможности образования нервных клеток во взрослом состоянии была настолько твердой, что стала причиной ряда драматических историй в науке. Одним из первых, кто говорил о существовании взрослого нейрогенеза, был Джозеф Альтман. Используя новый для того времени метод авторадиографии с меченым тимидином (рис. 1), он и его сотрудники выпустили в 60-х целый ряд работ, утверждавших протекание нейрогенеза в зубчатой фасции гиппокампа, обонятельных луковицах и коре головного мозга у взрослых крыс, морских свинок, а также в новой коре у кошек [2].

Альтман также предположил, что «взрослорождённые» нейроны имеют ключевое значение в процессах обучения и формирования памяти. Несмотря на то, что работы были выпущены в ведущих научных журналах, ученое сообщество проигнорировало их выводы, противоречившие установившемуся стереотипу. В результате Альтман прекратил работы по этому направлению. В начале 80-х его утверждения дополнились ультраструктурными доказательствами того, что возникающие в мозге взрослых крыс клетки похожи на нейроны. Кроме того, процессы деления были зафиксированы уже в мозге взрослых приматов — макак. Эти результаты получил Майкл Каплан, известный биолог и врач, позднее работавший в Университете Джонса Хопкинса и Национальном институте по проблемам старения (США). В ответ на его статьи некоторые именитые ученые говорили, что подобные результаты, полученные на крысах, не могут быть показательными, так как крысы не прекращают расти в течение жизни, следовательно, не могут когда-либо считаться «взрослыми». А обнаруженные деления в мозге макак сочли недостаточными для доказательства существования у них значительного нейрогенеза. Такие реакции не вдохновляли Каплана на продолжение исследований этой проблемы, и он занялся реабилитационной медициной [3].

…и всё же это удалось!

Одним из поворотных моментов в изучении нейрогенеза стала серия статей Фернандо Ноттебома, вышедшая в 80-х и 90-х годах. Сейчас Ноттебом — глава отдела экологии и этологии Рокфеллеровского университета, а тогда он занимался мозгом птиц, в частности — вокальным центром канареек. В ходе его работы выяснилось, что в отделах их мозга, гомологичных коре и гиппокампу приматов, помимо гибели происходит образование огромного количества новых клеток! При этом многие новые клетки являются нейронами и образуют синапсы, а активность всего этого процесса коррелирует со сложностью окружающей птицу среды. Несмотря на то, что многими эти результаты списывались на некую специфику птиц, они сильно сдвинули общественное мнение [3].

Исследование нейрогенеза продолжилось с новыми силами после введения в научную практику синтетических аналогов тимидина. Такие аналоги куда легче потом обнаружить в тканях, чем радиоактивные, которые использовал Альтман. Кроме того, были открыты маркеры клеток разных типов: нейронов различной степени зрелости, клеток глии, а также любых клеток, находящихся в фазе митоза, то есть делящихся. Это позволило еще увереннее говорить об активном нейрогенезе в зубчатой фасции гиппокампа и в стенках желудочков мозга с проекциями в обонятельные луковицы (рис. 2) [4]. Последние работы демонстрируют нейрогенез и в ряде других структур мозга: в хвостатом ядре, фронтальной коре, первичной и вторичной моторной и соматосенсорной коре (рис. 3) [5], [6]. Но недостаточно высокая активность процесса всё же не позволяет называть эти зоны нейрогенными, в отличие от двух вышеназванных.

Нейрогенез в желудочках мозга значительно усиливается при каком-либо обонятельном опыте, а также при беременности у грызунов, так как узнавание детенышей у них сильно связано с обонянием [7], [8]. Результаты работ по исследованию нейрогенеза в этой зоне у человека пока не приводят к окончательным выводам: часть из них свидетельствует о его протекании у человека, другая ставит под сомнение миграцию нейронов в обонятельные луковицы. Недавно было показано, что у приматов новообразованные нейроны из субвентрикулярной зоны могут мигрировать в полосатое тело (или стриатум), отвечающее за сложные двигательные реакции и формирование условных рефлексов [9]. С повреждениями стриатума связан синдром Туретта, а также более серьезные проблемы, такие как болезни Паркинсона и Хантингтона. Поэтому в будущем можно рассчитывать на появление ряда работ по связанному с этой областью нейрогенезу.

Нейрогенез оказался важным инструментом в нашем организме…

Пожалуй, для человека самой важной нейрогенной зоной всё же можно назвать зубчатую фасцию гиппокампа. Гиппокамповая формация является частью лимбической системы и участвует в исполнении таких функций мозга, как интеграция и распределение по мозгу сенсорной информации, ответ на новизну, регуляция настроения и активности организма. Будучи частью круга Пейпеца, гиппокамп удерживает информацию при бодрствовании и участвует в ее переводе в кору больших полушарий во время сна, то есть из кратковременной памяти в долговременную. Нейрогенез вовлечен в осуществление некоторых из этих функций, выполнение которых становится возможным благодаря специфическим характеристикам образующихся клеток — в частности, молодые гранулярные клетки зубчатой фасции имеют более низкий порог долговременной потенциации, чем старшие [10]. Считается, что подобная пластичность играет роль в процессах обучения и памяти [11].

Скорость образования новых нейронов гиппокампа для взрослой крысы оценивается в 9000 клеток в сутки, однако большинство новообразованных клеток погибает между первой и второй неделями после своего рождения, из-за чего число окончательно интегрировавшихся в гиппокамп новых нейронов в месяц равно примерно 25000, что составляет около 3,3% их популяции [12]. Скорость нейрогенеза у человека оценивается в 700 нейронов ежедневно, а в год обновляется около 1,75% всего гиппокампа или же 0,004% нейронов его зубчатой фасции [13]. Половая специфика в этих показателях отсутствует, а с возрастом активность процесса снижается, при этом «качество» предшественников остается прежним, так как in vitro они культивируются так же хорошо, как и в молодом возрасте. Это позволяет предположить, что с возрастом происходит удлинение продолжительности клеточного цикла предшественников нервных клеток in vivo [14].

Стадии нейрогенеза в зубчатой фасции подробно описаны по морфологии клеток и набору специфических клеточных маркеров (рис. 4) [15].

В настоящее время ведутся споры относительно судьбы QNP (quiescent neural progenitors, покоящихся нервных предшественников) после деления. Согласно «оптимистической» модели, стволовые клетки мозга — по аналогии с гемопоэтическими стволовыми клетками — являются самовозобновляемыми: в результате асимметричного деления они дают клетку, дифференцирующуюся потом в нейрон, а затем возвращаются в покоящееся состояние и могут быть заново активированы. В противоположность этому, согласно «пессимистической» модели, стволовые клетки зубчатой фасции не способны к самовоспроизведению, и их активация в конечном итоге приводит к превращению в астроциты. Предполагают, что сами стволовые клетки используются только единожды в течение взрослой жизни, выходя из этого пула после серии быстрых делений, в результате которых образуются прогениторы. Это объясняет и связывает между собой снижение темпов нейрогенеза и рост количества астроцитов в течение жизни (рис. 5) [16].

В то же время вторая модель не исключает возможности нахождения в зубчатой фасции или малых популяций самовоспроизводящихся стволовых клеток, или клеток с удлиненными G2/M-фазами, или же каких-то специфических клеток, не экспрессирующих нестин. В последнем случае их просто не удалось бы обнаружить при использованном дизайне эксперимента.

…на работу которого многое может повлиять

Уровень новообразования нервных клеток — в частности, в зубчатой фасции — может меняться под воздействием множества факторов. Если принять во внимание «пессимистическую» модель и роль нейрогенеза в осуществлении некоторых функций гиппокампа, а также патогенез ряда нейродегенеративных заболеваний, станет очевидной важность определения мишеней для этих факторов — влияют ли они на молчащие стволовые клетки, расходуя их пул, или же способствуют выживаемости их потомков, или увеличивают количество их делений. Все влияния на нейрогенез в конечном итоге можно подразделить по результату их действия на положительные и отрицательные. К первым относятся как банальные (содержание в обогащенной среде, физическая нагрузка, прием антидепрессантов или мелатонина, социальные взаимодействия), так и специфические — вроде одноночной бессонницы или приема каннабиноидов. Ко вторым — радиация, стресс, хроническое недосыпание, злоупотребление опиатами, алкоголем и множество прочих общенегативных для мозга вещей.

Хотя в целом результат воздействия многих перечисленных факторов можно предугадать, механизм их воздействия, а также влияние их комбинаций требуют изучения — как для выстраивания правильной общей профилактики, так и для лечения конкретных заболеваний. Среди так называемых позитивных факторов особенно эффективным является обогащенная среда, включающая в себя физические упражнения. По различным данным, нахождение в течение небольшого количества времени (примерно от недели до месяца) в такой среде стабильно и значимо повышает уровень нейрогенеза, причем увеличение может быть даже пятикратным — в зависимости от возраста, состояния здоровья и других параметров [17]. Несмотря на активное изучение эффектов обогащенной среды на нейрогенез, на современном этапе исследований остается открытым вопрос о том, какие именно из ее компонентов (физическая или исследовательская активность) оказывают влияние на процесс формирования новых нейронов в мозге, а также на какие этапы нейрогенеза эти эффекты распространяются. Разрешение этих вопросов важно для поиска новых терапевтических и нейропротекторных воздействий и для нахождения эффективных путей регуляции нейрогенеза во взрослом мозге. Именно поэтому интерес к этой теме лишь усиливается, и количество статей по ней будет расти еще долгое время.

1. Сотворивший нейробиологию: Сантьяго Рамон-и-Кахаль;
2. Altman J. (1963). Autoradiographic investigation of cell proliferation in the brains of rats and cats. Anat. Rec. 145, 573–591;
3. Gross C.G. (2009). Three before their time: neuroscientists whose ideas were ignored by their contemporaries. Exp. Brain Res. 192, 321–34;
4. Eriksson P.S., Perfilieva E., Björk-Eriksson T., Alborn A.M., Nordborg C., Peterson D.A., Gage F.H. (1998). Neurogenesis in the adult human hippocampus. Nat. Med. 4, 1313–1317;
5. Sachs B.D. and Caron M.G. (2015). Chronic fluoxetine increases extra-hippocampal neurogenesis in adult mice. Int. J. Neuropsychopharmacol. 18;
6. Yuan T.-F., Liang Y.-X., So K.-F. (2014). Occurrence of new neurons in the piriform cortex. Front. Neuroanat. 8, 167;
7. Shingo T., Gregg C., Enwere E., Fujikawa H., Hassam R., Geary C. et al. (2003). Pregnancy-stimulated neurogenesis in the adult female forebrain mediated by prolactin. Science. 299, 117–120;
8. So K., Moriya T., Nishitani S., Takahashi H., Shinohara K. (2008). The olfactory conditioning in the early postnatal period stimulated neural stem/progenitor cells in the subventricular zone and increased neurogenesis in the olfactory bulb of rats. Neuroscience. 151, 120–128;
9. Ernst A., Alkass K., Bernard S., Salehpour M., Perl S., Tisdale J. et al. (2014). Neurogenesis in the striatum of the adult human brain. Cell. 156, 1072–1083;
10. Deng W., Aimone J.B., Gage F.H. (2010). New neurons and new memories: how does adult hippocampal neurogenesis affect learning and memory? Nat. Rev. Neurosci. 11, 339–350;
11. Lledo P.-M., Alonso M., Grubb M.S. (2006). Adult neurogenesis and functional plasticity in neuronal circuits. Nat. Rev. Neurosci. 7, 179–193;
12. Cameron H.A. and McKay R.D. (2001). Adult neurogenesis produces a large pool of new granule cells in the dentate gyrus. J. Comp. Neurol. 435 (4), 406–417;
13. Spalding K.L., Bergmann O., Alkass K., Bernard S., Salehpour M., Huttner H.B. et al. (2013). Dynamics of hippocampal neurogenesis in adult humans. Cell. 153 (6), 1219–1227;
14. Goldman S.A., Kirschenbaum B., Harrison-Restelli C., Thaler H.T. (1997). Neuronal precursors of the adult rat subependymal zone persist into senescence, with no decline in spatial extent or response to BDNF. J. Neurobiol. 32 (6), 554–566;
15. Encinas J.M., Michurina T.V., Peunova N., Park J.H., Tordo J., Peterson D.A. et al. (2011). Division-coupled astrocytic differentiation and age-related depletion of neural stem cells in the adult hippocampus. Cell Stem Cell. 8, 566–579;
16. Kempermann G. (2011). The pessimist’s and optimist’s views of adult neurogenesis. Cell. 145 (7), 1009–1011;
17. Van Praag H., Kempermann G., Gage F.H. (2000). Neural consequences of environmental enrichment. Nat. Rev. Neurosci. 1, 191–198.

Записаться к специалисту

×

Несмотря на то, что значение исполнительного функционирования для психической деятельности сложно переоценить круг его составляющих, на мой взгляд, очерчен нечеток. Исполнительные функции (executive function — EF) касаются ряда способностей, включая решение проблем, планирование, инициирование, самоконтроль, сознательное внимание, возможность справляться с новыми ситуациями и способность изменять планы при необходимости. Это высокая когнитивная функция, которая крайне важна для человека и позволяет ему поддерживать повседневную деятельность, сохраняя при этом хорошее качество жизни. С областью исполнительных функций связаны ассоциации психопатологической симптоматики, когнитивный резерв, шкалы оценки и программы когнитивной реабилитации.

«Лобный синдром» и «синдром дизэксплуатации»  

В прошлом, изучая пациентов с префронтальными повреждениями, исследователи отмечали определенные нарушения в некоторых функциях, таких как инициация, последовательность, гибкость, мониторинг, суждение, планирование, принятие решений и трудности при необходимости решения новых задач. В то время это функциональное нарушение было названо «синдромом лобной доли», хотя у некоторых из этих пациентов лобные доли были неврологически интактными. Затем неспособность контролировать эти когнитивные функции стала известна как «синдром дизэксплуатации» (DS — Dysexecutive Syndrome). В этом смысле DS не обязательно связан с травмой лобной доли, а скорее с рядом недостатков в обработке, планировании, инициировании поведения, поддержании этого поведения, саморегуляции и самоконтроле. 

Лобные функции

Существует как минимум четыре категории, относящиеся к лобным функциям, но не обязательно обусловленным травмами лобной доли: энергизация, исполнительные когнитивные функции, саморегуляция поведения/эмоций и мета-когнитивный процесс. 

  «Энергизация» (Energization) или возбуждение

Процесс необходимого тонуса для инициации и сохранении любого (определенного) режима реагирования в зарубежной литературе обозначают термином «еnergization». 

Исполнительные когнитивные функции 

Планирование, контроль за последовательностью действий при решении задач и регулировка поведения в ряде случаев обозначают, как исполнительные когнитивные функции. 

Саморегуляция поведения/эмоций 

Необходимые для решения сложных ситуаций, обусловленных внешними триггерами привычки и навыки когнитивного анализа позволяют человеку самостоятельно регулировать свои эмоциии и поведение. 

Мета-когнитивный процесс 

Интеграция когниций и эмоций, аспекты личности, социальные когниции, самосознание, адекватное восприятие юмора являются составляющими мета-когнитивного процесса. 

Исполнительные функции в психиатрии

Дефицит «исполнительной власти» наблюдается при многих психических расстройствах, включая синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), шизофрению и биполярное аффективное расстройство. При расстройствах настроения пациенты имеют когнитивные нарушения, связанные с лобными областями, демонстрируя снижение показателей вербальной памяти, когнитивной гибкости, совладания, метакогниции и саморегуляции, особенно по сравнению со здоровыми субъектами. Фактически, заболевание, требующее наибольшей когнитивной реабилитации — это шизофрения, где может иметь место значительная потеря объема мозга. Кроме того, больные шизофренией продемонстрировали значительное снижение социальных навыков, что увеличило потребность в когнитивной реабилитации и, в частности, восстановления полноценного исполнительного функционирования. Эти методы (когнитивная ремедиация) должны сочетать нейрокогнитивные и психосоциальные компоненты, результаты которых показали положительное влияние на функционирование этих людей в повседневной жизни. 

Исполнительные функции в наркологии

Расстройства, связанные с употреблением психоактивных веществ, также связаны с исполнительными нарушениями, такими как потеря когнитивной гибкости, сложность принятия решений и скорость обработки информации. Опять же, здесь мы имеем гипофронтальность структур и сетей мозга. 

Исполнительные функции в неврологии

Нарушения исполнительного функционирования связано и с подкорковыми расстройствами, в частности, с болезнью Паркинсона, прогрессирующим надъядерным параличом, болезнью Хантингтона, синдромом Корсакова и деменцией, вызванной вдыханием органических растворителей. 

Восстановление мозга 

В этом смысле представляют интерес две концепции, получившие известность в дискуссиях нейропсихологов: резерв мозга и резерв познания. Когнитивный и «мозговой резерв» могут снизить риск неадекватного поведения, поскольку он связан со способностью мозга активно справляться с повреждениями посредством реализации когнитивных процессов.

Работа с «резервом мозга»

«Резерв мозга» обычно относится к его определенным характеристикам, которые могут различаться у разных людей, включая размер, нейрогенез, плотность нейронов и синаптические связи. Многочисленные исследования предоставляют доказательства того, что резерв мозга может быть «податливым», и предполагают, что регулярные когнитивные упражнения, в частности, могут значительно помочь больным той же шизофренией. Образование увеличивает рост синапсов у младенца или ребенка. Кроме того, влияние упражнений с виртуальной реальностью на больных с черепно-мозговой травмой показывает улучшении некоторых когнитивных показателей. 

«Когнитивный резерв»  

«Когнитивный резерв» относится к способности мозга справляться с проблемами, используя другие когнитивные ресурсы. Как следствие, два человека с одинаковой степенью структурного резерва мозга могут более или менее успешно адаптироваться к травме головного мозга, если у одного есть больший объем «когнитивного резерва», то есть большее разнообразие когнитивных процессов, которые нужно задействовать или использовать в качестве компенсации. Нейронную реализацию «когнитивного резерва» можно разделить на «нейронный резерв» и «нейронную компенсацию». Первый относится к дифференциальным эффективным схемам синаптической связи, в то время как «нейронная компенсация» относится к привлечению областей мозга, которые обычно не используются людьми без патологии мозга для компенсации его повреждения. 

Хороший когнитивный резерв может помочь в восстановлении и компенсации травмы за счет как нейронного резерва, так и нервной компенсации. Это позволяет нам задуматься о последствиях повреждения мозга с точки зрения нейропластичности и когнитивной реабилитации. 

Как только появляется вероятность того, что проблемы DS положительно связаны с некоторыми структурными повреждениями, у людей с мозговым резервом появляется что-то вроде «жира, который нужно сжигать», тогда как те, у кого есть когнитивный резерв, могут лучше справляться и находить разные способы решения проблемы. Подтверждая эти выводы, некоторые данные, полученные от людей с высоким уровнем активности, таких как творчество, чтение, посещение друзей, посещение фильмов и ресторанов, прогулки и выполнение физических и «умственных» упражнений, говорит о том, что эти люди имеют меньший риск развития деменции. 

Другие исследования показали, что у пациентов, у которых в анамнезе была преморбидная болезнь мозга, наблюдалось более выраженное когнитивное снижение посттравматического характера. С другой стороны, как упоминалось ранее, психические расстройства способны повредить резерв мозга, как это видно при шизофрении, когда потеря серого вещества может достигать 3% от общего объема всего мозга, в частности 3,5% в лобной доле. 

Оценка исполнительной функции 

Чтобы выбрать лучшую терапевтическую программу для восстановления мозга допустим при шизофрении, необходима хорошая нейропсихологическая оценка, основанная на трех основных целях: измерение, диагностика и интерпретация каждого измерения. Нейропсихологические тесты должны индивидуально различать когнитивные компоненты (измерения), такие как планирование или самоконтроль раздельно, а затем указывать, где сконцентрированы ошибки (диагностика). Последняя часть оценки состоит в том, чтобы решить, на чем будет сосредоточена реабилитация (интерпретация).

Виртуальная реальность

Еще один метод нейропсихологической оценки, который явно расширился в последние годы, — это использование виртуальной реальности (VR), которая также использовалась для целей когнитивной реабилитации.

Трудности оценки исполнительных функций 

Поставить нейропсихологический диагноз, когда человек не функционирует эффективно — из-за его импульсивности, неспособности планировать или неспособности поддерживать поставленные задачи — не всегда просто, когда дело доходит до самоотчета. Более того, на практике может быть сложно определить все аспекты, связанные с проблемами поведения, из-за плохой способности к самоотчету. Например: плохое внимание или определенный дефицит рабочей памяти часто являются первыми симптомами, которые привлекают наше внимание. Как следствие, самоконтроль человека ухудшается, и, следовательно, пациент не замечает проблемы по мере их возникновения.

Экологическая значимость нейропсихологических тестов 

В этом смысле некоторые нейропсихологи обсуждают экологическую значимость разумного количества нейропсихологических тестов. Под «экологическим» можно понимать, насколько тест репрезентативен для жизни конкретного человека. Некоторые авторы  предположили, что большинство тестов не иллюстрируют истинность клинических проявлений; вероятно, потому, что эти оценки происходят не в повседневной жизни, но в стандартных тестах (неэкологических) они наблюдаются отдельно. «Карта зоопарка» и «тест на выполнение нескольких поручений» являются двумя примерами, имеющими большую экологическую ценность. Здесь пациент должен одновременно решить несколько задач. Это требует способности планирования, а также хороших управленческих способностей для решения всех задач. Больной смешивает простые задачи, делая упражнение с двумя задачами, особенно с несколькими поручениями, из-за шаблонов ошибок. Эти тесты  ближе к реальной ситуации, чем другие тесты, которые могут быть отличными тестами EF, но не к обычным формам поведения, которые мы привыкли реализовать каждый день. Тест на «поведенческую память» — еще один действительный экологический тест, используемый для оценки повседневных проблем с памятью, выявления умеренных и тяжелых нарушений, однако незначительные нарушения памяти могут остаться здесь незамеченными у ряда пациентов, набравших баллы в пределах нормы. 

Импульсивность 

Еще одним проявлением исполнительного дефицита может быть импульсивность: для некоторых болльных  проблема заключается не столько в неспособности смотреть вперед или предвидеть последствия, сколько сложность торможения своих желаний или импульсов в ответ на изменения внешней ситуации. 

Программы реабилитации

Современные программы реабилитации считают функциональную оценку наиболее показательной. Они анализируют поведение пациента  в тех ситуациях, когда присутствует дефицит, и замечают точную стадию, на которой человек ломается. Сосредоточив внимание на постепенном увеличении автономии пациента мы получим, большее количество попаданий в цели, которые могут быть  достигнуты посредством когнитивной реабилитации. Представляют особый интерес виртуальные программы когнитивной ремедиации. Было обнаружено, что технология виртуальной реальности является хорошим средством лечения и оценки в нескольких контекстах. VR использовался как способ повышения экологической достоверности тестов, поскольку в виртуальном мире можно моделировать широкий спектр возможностей и ситуаций. Вместо того, чтобы моделировать обычную деятельность, V-STORE моделирует магазин, где пациенты  должны забрать продукты в супермаркете Virtual Action-Planning Supermarket, имитируя повседневное выполнение поручений. 

Целью каждой программы реабилитации руководителей должно быть улучшение или обеспечение большей автономии людей в повседневных ситуациях, позволяя им решать проблемы (в пределах своих возможностей), а не застревать в порочном круге, в котором не используются исполнительные навыки. 

В основном программы реабилитации при префронтальных нарушениях можно разделить на четыре направления (см. выше).

Рабочая память 

В контексте предполагаемой памяти повторное обучение — это метод, при котором клиент выполняет определенное действие многократно с увеличивающимися промежутками времени между ними. Этот интервальный поиск — полезный и хорошо известный метод изучения информации. Пока это удается, мы можем укреплять ретроспективную память, чтобы обеспечить необходимую поддержку будущей памяти. Этот способ  очень полезен  для людей, страдающих болезнью Альцгеймера, для выполнения ежедневной задачи предполагаемой памяти на необходимые действия, отображаемой в календаре (Fish et al., 2009). Кроме того, он может оказывать поддержку исполнительному компоненту с использованием свободных путей или интегративных подходов, направленных на повышение осведомленности о трудностях и расширение использования компенсационных стратегий.

Супервизия внимания 

С тех пор, как была создана модель супервизорной системы внимания (SAS), стало ясно, что повседневное функционирование представляет собой очень сложное и динамичное взаимодействие автоматического рутинного поведения и сознательно контролируемого действия. 

Категория сообщения в блог: