Джон Арден Укрощение амигдалы. Книга для всех, кто хочет узнать больше о своем мозге и повысить качество жизни
 Скачать 1.27 Mb.
|
|
Здоровые привычки: физические упражнения и сон Тим обратился ко мне за помощью, чтобы справиться с бес- сонницей. «Говорят, вы помогаете людям навести порядок в голове. У меня полный кавардак», — начал он. И на работе, и дома он находился в состоянии постоянного стресса. В его компании прошла волна сокращений, и теперь ему приходи- лось выполнять двойной объем работы. Однако он не осме- ливался возражать или жаловаться, чтобы не попасть в чис- ло кандидатов на увольнение. Кроме того, ему урезали зарплату на 10%. Его жена была чрезвычайно этим недовольна, так как ей пришлось вер- нуться на работу, чтобы они могли оплачивать обучение двух дочерей. Атмосфера дома особенно накалялась по ве- черам, когда Тим старался немного расслабиться, чтобы спо- койно заснуть. Во время нашей первой встречи Тим выглядел очень на- пряженным, и было очевидно, что его мучает бессонница. Я спросил, как он справляется со стрессовой ситуацией на ра- боте. «Никак не получается сконцентрироваться и проснуть- ся, — признался он. — Не помогают даже пять чашек кофе Глава 6 178 до обеда». Он рассказал, что все вечера проводит за компью- тером в поисках вакансий на случай, если его все-таки уволят. Тиму было сорок с небольшим, но выглядел он на все пятьдесят. Это впечатление усиливал его внушительный жи- вот. Когда я выразил опасения по поводу его здоровья, он лишь саркастически рассмеялся: «Это последнее, что меня беспокоит. Сейчас мне нужно выбраться из болота, которое меня засасывает. Здоровье подождет». Когда я заметил, что здоровье, если обращать на него внимание, поможет ему «выбраться из болота», он точно еле сдержался, чтобы не вы- скочить из кресла и не сбежать прочь. Некоторое время Тим обдумывал, какие у него есть ва- рианты, а затем безнадежно пожал плечами, словно говоря, что он постарается сделать над собой усилие. Мы начали анализировать, как улучшить его сон. Он сразу же попросил меня выписать ему снотворное. Я объяснил, что от табле- ток бывают разные побочные эффекты, включая проблемы с концентрацией внимания на следующий день. «И что же мне делать? — воскликнул Тим. — Я никак не могу заснуть. Не помогают даже два стакана вина». Тогда я спросил его, бывает ли так, что он просыпается среди ночи и никак не может снова уснуть. «Так и есть. От- куда вы знаете?» — удивился Тим. «Это основной симптом того, что накануне вечером вы выпивали», — объяснил я. «Ну и что же мне делать?» — устало спросил он. «Прежде всего прекратите делать то, что только усили- вает вашу бессонницу». Я сказал, что нужно отказаться от кофе в первой половине дня и от алкоголя по вечерам. Кроме того, необходимо меньше сидеть за компьютером пе- ред сном. «Вернитесь с небес на землю», — воскликнул Тим, качая головой. Здоровые привычки: физические упражнения и сон 179 Я объяснил, что мозг получает световые сигналы от ком- пьютера через сетчатку глаза и что эти сигналы заставляют мозг функционировать так, словно за окном день, а не ночь, поскольку свет подавляет выработку гормона сна — мелатони- на. Тим заинтересовался и казался уже не таким недоверчивым. Затем я посоветовал ему постараться немного снизить температуру тела ночью. Один из эффективных способов это сделать, а также избавиться от излишков накопившегося в организме кортизола, — физические упражнения за три- шесть часов до сна. «Но к вечеру я и так буквально валюсь с ног!» — запро- тестовал Тим. Я объяснил, что упражнения помогут ему создать запас энергии на следующий день и снизят уровень тревожно- сти. Он будет чувствовать себя гораздо более энергичным и сконцентрированным, а его стрессоустойчивость значи- тельно повысится. «А как насчет перенастройки мозга?» — спросил Тим так, словно мы планировали просто наложить повязку на про- блемные места. «Физические упражнения и сон помогут вам не только наладить здоровый образ жизни, но также создадут условия для процессов нейропластичности головного мозга и нейро- генеза», — резюмировал я. Динамичный ритм жизни современного общества спо- собствует формированию привычек, затрудняющих про- цессы нейропластичности и нейрогенеза, как это произо- шло с Тимом. У нас физическая нагрузка меньше, чем была у предков, но при этом мы потребляем больше калорий. Кроме того, у нас повысилось потребление трансжирных кислот и насыщенных жиров. Иными словами, современ- ные люди набирают излишний вес, усиливая таким обра- зом проблемы со сном. Эти беспокоящие тенденции вместе Глава 6 180 с необходимостью долго добираться до работы и с работы, постоянными телефонными звонками, электронными пись- мами, многозадачностью с отправлением текстовых сообще- ний и характером современных СМИ, стремящихся препод- носить одни сенсации, только повышают уровень кортизола в организме, что негативно сказывается на мозге. Бессонни- ца и плохая физическая форма вносят свою лепту. Физические упражнения и головной мозг Все хотят быть в хорошей физической форме. Вот только регулярные занятия спортом у многих слишком часто пере- ходят в категорию тех дел, которые выполняют, только ко- гда это удобно. В этой главе я объясню, почему физические нагрузки обязательно должны быть включены в распорядок дня. Нет другого настолько же эффективного способа запу- стить процессы нейропластичности и нейрогенеза. Физические упражнения прямо и немедленно воздей- ствуют на физические и эмоциональные симптомы стрес- са. Упражнения снимают остаточное напряжение в нервно- мышечном веретене, в результате чего прерывается петля реакции на стресс со стороны головного мозга. Прерывая петлю реакции на стресс, вы даете мозгу понять, что орга- низм больше не испытывает стресс и можно расслабиться. Раньше считалось, что физические нагрузки способству- ют укреплению здоровья из-за благоприятного воздействия на систему кровообращения и сердце. Недавние исследова- ния не только подтвердили это утверждение, но и доказали, что упражнения способствуют более активному снабжению мозга кислородом и укреплению мелких кровеносных сосу- дов — капилляров. Здоровые привычки: физические упражнения и сон 181 Физические упражнения снижают кровяное давление за счет повышения работоспособности сердечно-сосудистой системы. При увеличении частоты сердцебиения начинает- ся синтез предсердного натрийуретического гормона (ПНГ) в предсердиях. Этот гормон сдерживает реакцию организ- ма на стресс, затормаживая функцию оси ГГН и ее реакции «бей или беги». Это происходит за счет того, что ПНГ преодолевает гема- тоэнцефалический барьер и присоединяется к рецепторам гипоталамуса, ослабляющим активность оси ГГН. Тем вре- менем другие области мозга, включая миндалевидное тело, синтезируют ПНГ. Этот гормон подавляет кортикотропин- рилизинг фактор, о котором шла речь в главе 2 и который является частью цепочки нейрохимических процессов, сти- мулирующих реакцию «бей или беги» и возникновение па- ники. Таким образом, ПНГ блокирует один из наиболее ве- сомых факторов развития панического состояния. Он также останавливает выброс адреналина и снижает уровень серд- цебиения, подавляя еще одну причину панической атаки. Вся эта деятельность ПНГ помогает сохранять спокойствие. Аэробные упражнения снижают тревожность. Психоло- гические изменения, происходящие при занятиях спортом, превышают негативный эффект психологических факто- ров, способствующих повышению тревожности. Например, в ходе одного из исследований участникам был введен те- трапептид холецистокинина (CCK-4) — фрагмент гормона холецистокинина, характерный своей способностью вызы- вать тревогу даже у здоровых и психологически устойчивых взрослых людей. Было отмечено, что если участники экспе- римента до введения вещества в течение 30 минут занима- лись физическими упражнениями, то уровень тревоги у них был ниже, чем когда они просто отдыхали перед введением вещества. Глава 6 182 Физические упражнения способствуют снижению стрес- са благодаря тому, что они: — отвлекают внимание; — снижают мышечное напряжение; — поддерживают ресурсы мозга (нейропластичность и нейрогенез); — повышают синтез ГАМК и серотонина; — улучшают стрессоустойчивость и самоконтроль; — мобилизуют чувства для совершения действий. Результаты одного из исследований показали, что програм- ма аэробных упражнений из 12 занятий способствует сниже- нию некоторых симптомов посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). Это значительное достижение, так как симптомы ПТСР долгосрочны и нерегулярны. Физические упражнения должны входить в комплексную стратегию про- филактики и лечения общей тревожности и ПТСР. Физические упражнения повышают уровень специфических нейромедиа- торов, имеющих антидепрессивный эффект. Вот одна из схем того, как это происходит: благодаря физическим упражнени- ям повышается синтез нейромедиаторов ГАМК и серотонина. Самые простые движения тела вызывают выброс ГАМК, ос- новного ингибиторного нейромедиатора. Антидепрессанты в форме лекарственных препаратов, такие как «Валиум» или «Ативан», воздействуют на рецепторы ГАМК, чтобы успокоить человека, но они обладают серьезными побочными эффектами, включая развитие депрессии. Кроме того, они вызывают зави- симость. Как только человек перестает принимать эти препа- раты, симптомы тревожности возвращаются и усиливаются. Физические упражнения повышают уровень серотони- на, тогда как его низкий уровень связывают с депрессией Здоровые привычки: физические упражнения и сон 183 и беспокойством. Уровень серотонина повышается, когда ор- ганизм расщепляет жирные кислоты, служащие «топливом» для мышц. Эти жирные кислоты конкурируют с аминокисло- той триптофаном (участвующей в синтезе серотонина) за ме- сто на транспортных белках, что повышает концентрацию жирных кислот в токе крови. После преодоления гематоэнце- фалического барьера триптофан начинает участвовать в син- тезе серотонина. Синтез серотонина также повышается под действием белка BDNF, на количество которого влияют в том числе физические упражнения. В своей книге Spark: The Revolutionary New Science of Exercise and the Brain («Искра: Революционно новая наука о физических упражнениях и мозге») Джон Рэти отмечает, что регулярная аэробная нагрузка успокаивающе действует на организм и повышает стрессоустойчивость. Аэробные упражнения повышают порог физических реакций. Они спо- собствуют укреплению инфраструктуры нейронов головного мозга за счет активации генов, отвечающих за синтез особых белков, защищающих клетки от повреждений и болезней. Физические упражнения повышают порог стрессоустой- чивости нейронов. Некоторые люди жалуются, что устают, выполняя упражнения. На это я всегда отвечаю, что это очень хорошо. Фактически к этому стоит стремиться, зани- маясь спортом, потому что вы точно знаете, что получаете взамен. Вы выходите из зоны комфорта и становитесь силь- нее. Рэти отмечает, что физические упражнения стимулиру- ют процесс «стресс-восстановление», который способствует укреплению тела и мозга. На клеточном уровне этот процесс происходит по трем направлениям: — реакция окисления; — реакция обмена веществ; — реакция раздражения (возбуждения). Глава 6 184 Оксидативный стресс происходит в клетках во время пре- образования глюкозы в энергию, что позволяет клеткам «сжи- гать топливо». При поглощении глюкозы клетками выделяются побочные вещества. Митохондрии, которые называют «энер- гетическими станциями» клетки, обеспечивают синтез из глю- козы аденозинтрифосфата (АТФ) — универсального источни- ка энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. В результате этого происходит образова- ние свободных радикалов, о чем рассказывалось в главе 5. Как правило, клетки производят защитные энзимы в качестве внутренних антиоксидантов, которые ликвидируют побочные продукты. Когда клетки не в состоянии синтезировать доста- точное количество АТФ, происходит метаболический стресс: у клеток словно заканчивается «топливо». Это происходит или из-за недостатка глюкозы, или из-за того, что глюкоза не мо- жет попасть в клетку. Наконец, когда в клетках синтезируется недостаточно АТФ, чтобы поддержать возросшую потребность в энергии из-за избыточной активности глутаминовой кисло- ты, наступает эксайтотоксический стресс. К счастью, физические упражнения обеспечивают меха- низмы восстановления, способные справиться с разными типами стрессов. Эти механизмы восстановления укрепля- ют весь организм, включая мозг. Процесс «стресс-восста- новление» выходит за рамки простого укрепления и способ- ствует фактической перестройке на разных уровнях. Названия молекул, наиболее активно участвующих в вос- становительных процессах, звучат как наборы букв, но эти молекулы выполняют чрезвычайно важные функции. На- пример, физические упражнения стимулируют выработку следующих белков: — инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1, или IGF-1); Здоровые привычки: физические упражнения и сон 185 — фактор роста эндотелия сосудов (VEGF); — фактор роста фибробластов (FGF-2). ИФР-1 — белок, синтез которого осуществляется в мыш- цах, когда клетки нуждаются в энергии во время физической активности. Он повышает образование рецепторов для прие- ма инсулина. Так как глюкоза — основной источник энергии для мозга, ИФР-1 участвует в процессе доставки глюкозы в клетки мозга и управляет уровнем глюкозы. ИФР-1 взаи- модействует с белком BDNF, количество которого в мозге повышается во время физических упражнений, и вместе они активируют нейроны для синтеза серотонина и глутамино- вой кислоты. Несмотря на то что при хроническом стрессе повышается уровень кортизола и снижается уровень ИФР-1, физические упражнения меняют эту ситуацию на обратную. Снабжение клеток «топливом» для выработки энергии — процесс чрезвычайно важный. Физические упражнения — один из способов укрепления сосудистой системы и роста новых сосудов. Сигнальный белок VEGF вырабатывается клет- ками для стимулирования роста новых сосудов в существую- щей сосудистой системе в организме и мозге. VEGF повышает проницаемость гематоэнцефалического барьера, что позволяет веществам, необходимым для процесса нейрогенеза, попадать в клетки мозга во время физических упражнений. Наконец, факторы роста фибробластов играют ключевую роль в процессе нейрогенеза. Они стимулируют регенера- цию и рост тканей в организме, а находясь в мозге, участву- ют в процессе долгосрочной потенциации (Ratey, 2008). В совокупности эти восстанавливающие факторы пред- отвращают разрушительное воздействие хронического стресса, контролируют уровень гормона стресса кортизола, а также повышают выработку регулирующих нейромедиа- торов (серотонина, дофамина и норадреналина), благодаря Глава 6 186 чему человек сохраняет спокойствие и позитивный настрой и чувствует себя полным энергии. Кроме того, доказано, что физические упражнения стимулируют некоторые генетиче- ские процессы, укрепляющие здоровье, долговечность и им- мунологические функции мозга. Вызванная физическими упражнениями транскрипция — генетический процесс био- синтеза молекул РНК на соответствующих участках ДНК — помогает обеспечивать свойство нейропластичности го- ловного мозга, включая стимулирование выработки белка BDNF, который способствует улучшению памяти, а также процессу нейрогенеза в гиппокампе. Когда во время физических упражнений увеличивается циркуляция крови, запасы белка BDNF, скопившиеся возле синапсов, освобождаются. Во время физических упражне- ний ИФР-1, VEGF и FGF-2 проникают через гематоэнцефа- лический барьер, через сеть капилляров, а также через слой защитных клеток, предотвращающих, например, проникно- вение в клетки бактерий. Эти три белка взаимодействуют с BDNF для стимулирования на молекулярном уровне про- цессов, отвечающих за обучение и запоминание. Стволовые клетки способны дифференцироваться в ней- роны и клетки глии в ходе процесса, который активизируется благодаря физическим упражнениям. Тем не менее одни лишь физические нагрузки не обеспечат поддержку новых нейронов. Как показывают результаты исследований, для этого необходи- ма также интеллектуальная среда. Иными словами, для сохра- нения функциональности новых нейронов требуется сочетать умственную деятельность с физическими нагрузками. Вероят- но, поэтому некоторые профессиональные спортсмены отли- чаются интеллектом, а некоторые им не блещут. Доказано, что физические упражнения, особенно при вы- полнении их в новой, стимулирующей обстановке, способству- ют процессу нейрогенеза. Обучение чему-то новому — важное Здоровые привычки: физические упражнения и сон 187 условие, так как развитие новых нейронов происходит в об- ласти гиппокампа, отвечающего за функции обучения (па- мяти). Таким образом, физические упражнения и обучение чему-то новому в совокупности стимулируют нейрогенез. Благодаря физическим упражнениям новые нейроны об- разуются, а благодаря обучению они выживают. Поэтому наиболее эффективными можно назвать физические упраж- нения, при которых происходит повышение активности сердечно-сосудистой системы и обучение какому-то новому навыку. Самых лучших результатов добивается человек, который добровольно и осознанно решает регулярно заниматься спортом. В этом случае он не испытывает стресса, а в его мозге продуцируются тэта-волны, появляющиеся, когда мозг сосредоточен на одном источнике информации. Тэта- ритм не продуцируется, когда человек ест, пьет или авто- матически выполняет какие-то действия. Занятия спор- том — это не то, что человек выполняет механически, в силу привычки; это осознанное решение. Так как за процесс принятия решений отвечает лобная доля, активация этой области головного мозга — основная часть процесса ней- рогенеза. Иными словами, невозможно научиться чему-то новому, если не приложить к этому усилий и не сосредото- чить на этом внимание. Подведем итоги сказанному: существуют убедительные доказательства, что физические упражнения стимулируют процесс обучения. Однако этот эффект проявляется после занятия физическими упражнениями, потому что во вре- мя интенсивных упражнений кровь отливает от префрон- тальной коры, чтобы помочь организму справиться с фи- зической нагрузкой. Так как префронтальная кора — центр исполнительных функций мозга, без ее участия процесс обучения невозможен. После завершения физических Глава 6 188 упражнений кровь вновь приливает к префронтальной коре, а человек получает повышенную способность к концентра- ции. Так что, как советовал Джон Рэти, не стоит готовить- ся к поступлению на юридический факультет, не отрываясь от эллиптического тренажера в спортзале. Для максималь- ного результата начните штудировать учебную литературу после того, как позанимаетесь спортом. Можно ли включить физические упражнения в школь- ную программу, чтобы помочь ученикам повысить свои когнитивные навыки? Один из подобных примеров — экс- перимент в городе Нейпервилле к западу от Чикаго. Там в школьную образовательную программу включили физи- ческую подготовку, чтобы улучшить академическую успе- ваемость и социальное поведение школьников. Когда уче- ники восьмого класса приняли участие в Международном мониторинговом исследовании качества школьного мате- матического и естественно-научного образования TIMSS (в выполнении этого международного теста участвовали 230 тысяч школьников из разных стран мира), они заняли первое место по результатам в секции естественно-научного образования и шестое в секции математики (после Синга- пура, Кореи, Тайваня, Гонконга и Японии). Для понимания контекста учтите тот факт, что 50% школьников из перечис- ленных азиатских стран обычно занимают верхние строчки международных образовательных рейтингов, в то время как в США этого уровня достигают только 7% учеников. Таким образом, для США результаты школьников из Нейпервилла были значительно выше средних. Результаты эксперимента обусловлены многими факто- рами. Одним из них может быть то, что только в 6% клас- сов старшей школы в США проводятся уроки физической культуры или занятия в спортзале. Другим фактором может быть то, что американские школьники проводят в среднем Здоровые привычки: физические упражнения и сон 189 пять часов в день перед экраном телевизора, монитора ком- пьютера или мобильного устройства. Положительное влия- ние физических упражнений на процесс обучения привлек- ло внимание департаментов образования некоторых штатов. Согласно данным департамента образования Калифорнии, школьники с более высокими показателями уровня физи- ческой подготовки также имеют более высокие результаты тестов, кроме того, физические упражнения в целом оказы- вают положительное влияние на память учеников, концен- трацию и поведение в классе. Физические упражнения как лекарство Физические упражнения можно считать эффективным ле- карством, в то время как недостаток физической активности негативно сказывается на состоянии здоровья. Доказатель- ства разнообразного положительного влияния физических упражнений на здоровье собираются уже в течение более чем полувека. Согласно результатам исследований, физические упраж- нения снижают риск возникновения воспалительных процессов в организме. Например, в ходе обширного ис- следования, в котором изучили истории болезней 13 478 че- ловек в возрасте старше 20 лет, выяснилось, что физические упражнения снижают уровень С-реактивного белка (CRP) — белка плазмы крови, концентрация которого повышается при воспалении. Была выявлена зависимость: чем больше физическая нагрузка, тем ниже уровень CRP. Только у 8% людей, активно занимающихся спортом, уровень CRP был повышен, в то время как число людей, не занимающихся спортом, но имеющих повышенный уровень CRP, составило Глава 6 190 21%. Положительный эффект от физической нагрузки на ор- ганизм проявляется в любом возрасте. Опрос 800 мужчин и женщин в возрасте 70–75 лет показал, что как умеренные, так и интенсивные физические нагрузки коррелируют с низ- ким уровнем CRP. Хотя недостаток физических упражнений негативно ска- зывается на стволовых клетках мозга и их дифференциации, не менее вредны и чрезмерные физические нагрузки. И на- оборот: умеренные и интенсивные физические нагрузки способствуют развитию стволовых клеток. Отсюда можно сделать вывод: для здоровья мозга одинаково вредны край- ности в виде отсутствия физических упражнений или чрез- мерного их количества. Физические упражнения должны быть умеренными или интенсивными. |