Голодный_мозг_Как_перехитрить_инстинкты. Стефан Дж. Гийанэй Голодный мозг. Как перехитрить инстинкты, которые заставляют нас переедать
 Скачать 4.42 Mb.
|
|
Циркадная какофония Многие ученые заинтересовались изучением этого вопроса, особенно потому, что проблема сна касалась их лично. Например, Диана Арбл, сотрудник научно-исследовательского центра при Мичиганском университете. «Когда я училась в старших классах, – вспоминает исследователь, – я могла спать по двенадцать часов в сутки каждый день, а еще могла прилечь в течение дня. Это был выдающийся случай». В годы обучения в Виргинском университете по специальности неврология ее привлекли исследования проблем сна, потому что в этой области была масса неизученных аспектов. Она встретилась с крупным исследователем циркадных ритмов Майклом Менакером и решила пройти собеседование, чтобы поступить на работу в его лабораторию. Во время собеседования Менакер подчеркнул, что исследование в лаборатории часто подразумевает работу с мышами в темноте. Когда Арбл спросила, как исследователи работают в темноте, он ответил, что они надевают очки ночного видения. Это подкупило Арбл. «Я пришла в исследование циркадных ритмов из-за очков ночного видения, – шутит она, – но осталась работать ради науки». В своей последующей работе на соискание ученой степени совместно с Фредом Туреком она обнаружила важнейшую фактологическую информацию, раскрывающую связь между срывом циркадных ритмов и ожирением. Чтобы понять важность открытия Арбл, нам необходимо сначала ознакомиться с результатами других исследований. Они рассматривали влияние посменного графика работы на здоровье человека. Плавающий посменный график подразумевает работу в разное время в разные дни, в том числе ночью. Поэтому людям, занятым такой работой, тяжело придерживаться определенного времени отхода ко сну. Их циркадные ритмы на постоянной основе разобщены с периодами активности и смены дня и ночи, поэтому они часто спят, едят и выполняют физическую работу, не сверяясь с главными биологическими часами. Если циркадные ритмы биологических процессов играют важную роль в поддержании адипозности и здоровья в нормальном состоянии, то люди, работающие посменно, должны быть толще и обладать слабым здоровьем по сравнению с работающими днем. Результаты многих исследований подтверждают это предположение. Скользящий график угрожает целым списком проблем со здоровьем, включая ожирение, сахарный диабет второго типа, рак и болезни сердечно-сосудистой системы. Чем дольше человек работает по скользящему графику, тем выше вероятность развития ожирения и возникновения проблем со здоровьем. Почему? Здесь мы вернемся к работе Дианы Арбл и ее руководителю Фреду Туреку. Они ознакомились с результатами обширного блока исследований по скользящему графику. Также ученые знали, что пищеварение и метаболические процессы подчиняются циркадным ритмам. Кроме того, им была известна еще одна важная деталь: не только главные часы могут выбиться из цикла смены дня и ночи, но и отдельные биологические часы разных органов могут десинхронизировать свою работу относительно друг друга. Например, ход главных часов СХЯ может сбиться и разойтись с ритмом работы кишечника, печени, поджелудочной железы и других органов, которые управляют процессом пищеварения и обмена веществ. Это происходит потому, что вышеперечисленную группу часов можно настроить по времени принятия пищи. Сигнал о принятии пищи намного сильнее сигнала, исходящего из СХЯ. Обычно в этой ситуации нет затруднений, потому что сигналы СХЯ до некоторой степени соответствуют времени приема пищи в течение дня. Дирижер стоит на своем месте, и оркестр исполняет музыку гармонично и синхронно. Но когда мы срываем циркадный ритм, набивая рот ночью, совершая перелет в другой часовой пояс или устраиваемся на работу с посменным графиком, то сбивается ритм работы некоторых внутренних органов. То, что прежде было гармоничной симфонией, превращается в нестройную какофонию. Ученые называют это состояние циркадной 135 десинхронизацией и предполагают, что оно может привести к метаболическим нарушениям и появлению лишних килограммов. Чтобы проверить эту гипотезу, Арбл провела эксперимент при участии двух групп мышей, которых посадила на одинаковую высококалорийную диету. Первая группа получала доступ к еде в течение 12 часов дневного времени, когда мыши бодрствуют и физически активны. Вторая группа получала еду в течение других двенадцати часов, когда эти животные обычно спят. [142] При нормальных условиях, не ограниченных экспериментом, мыши съедают две трети еды в течение дня и одну треть вечером. В эксперименте Арбл мыши могли есть только в какое-либо одно время суток, поэтому возникли два условия развития циркадного ритма. В первом случая пищеварительная система и система обмена веществ работают синхронно с главными часами в мозге. Во втором случае их работа не согласовывается. Мышам обеих групп давали одинаковое количество пищи. Через две недели появились явные изменения: синхронизированные мыши почти не прибавили в весе, а десинхронизированные быстро его набирали. К концу шестинедельного эксперимента десинхронизированные грызуны стали в два с половиной раза толще, чем их сородичи из первой группы. Кроме того, жировая масса у них оказалась больше. Мыши из обеих групп потребляли одинаковое количество калорий, но переваривали их по-разному. [143] Последующие эксперименты с грызунами подтвердили результаты первого исследования и привнесли новые подробности к открытию Арбл и Турека. Они пришли к двум любопытным выводам. Первое: циркадная десинхронизация ускоряет процесс накопления лишнего жира, если животных кормить высококалорийной пищей. Второе: высококалорийная диета не оказывает сильного влияния на организм, если грызуны употребляют пищу в определенное время суток! То есть лишние килограммы набираются не просто из-за особенностей питания, это следствие комбинации откармливания с циркадной десинхронизацией. Это очень интересно, но насколько данные открытия релевантны для людей, если мы не встаем посреди ночи, чтобы поесть? Прежде всего некоторые люди действительно едят ночью. Самый ярко выраженный пример такого поведения – это синдром ночного переедания, при котором большую часть калорий люди потребляют в течение ночи. Такие люди чаще всего плотнее, чем средний человек. Но чтобы ощутить на себе неблагоприятные последствия расстройства циркадных ритмов, нам не обязательно потреблять пищу в ночное время. Вспомните, что у людей в современном обществе циркадные ритмы уже смещены, расстроены или повреждены каким-либо еще образом из-за использования искусственного освещения, отсутствия полной темноты в спальне, недостатка солнечного света утром, длительных перелетов и посменного графика работы. Вероятно, что мы могли бы легко обладать стройной фигурой и поддерживать здоровье в хорошем состоянии, если бы уделяли больше внимания своим циркадным ритмам. 9 Жизнь в современном мире 136 Джен захлопывает дверь своего автомобиля и стремительно направляется к офисному зданию, в котором она работает. Она чуть не растянулась на тротуаре, потому что угодила ногой в трещину, когда смотрела на часы. Она простояла в пробке 45 минут, и теперь уже почти опоздала на встречу с начальником. Она прокручивает в голове основные моменты своей речи, пока мчится по коридору. Ей нравится и ее начальник и ее работа. Но сегодня как раз день ее ежегодной служебной аттестации, и поэтому она нервничает. Она успевает на встречу вовремя. Все проходит так, как она и ожидала. В целом она получила хорошие отзывы от начальства, но ей сделали выговор за недавнюю оплошность, которую она допустила при работе с клиентом. В итоге ей удалось сохранить работу. Временами стресс заставляет Джен выкладываться полностью и усердно работать, но в иных случаях из-за стресса у нее опускаются руки, качество жизни снижается, и она начинает переедать. В современном мире психологический стресс встречается повсеместно. Карьера, финансовая ситуация, содержание жилья, воспитание детей, хронические проблемы со здоровьем, социальная изоляция и многие другие стрессовые факторы постоянно подливают масла в огонь. С 2007 года Американская психологическая ассоциация по всей стране проводит исследования стресса и его аспектов. Свои результаты они ежегодно публикуют в журнале «Stress in America». По наблюдениям ассоциации три четверти американцев регулярно переживают негативные физические и психологические последствия стресса. Среди симптомов встречаются головная боль, слабость, расстройство желудка, бессонница и раздражительность. Может быть, мы не сумеем адаптироваться к сегодняшнему уровню стресса, потому что наши предки по сравнению с нами вели безмятежную жизнь? Хотя очень хочется сказать, что современное общество подвержено хроническому стрессу сильнее, чем община наших прародителей, но твердых улик для этого заявления нет. Мне кажется, что в наши дни у народов, живущих первобытно-общинным строем, есть масса причин для беспокойства. Например, высокая смертность младенцев, смертельные инфекционные заболевания, несчастные случаи, убийства, голод, колдовство, иногда даже каннибализм. [144] Возможно, мы утратили то, что помогало нам справляться с трудностями, например крепкие взаимоотношения и ежедневную физическая активность. В любом случае сильнее ли на нас давит жизнь, чем на наших предков, или нет, стресс остается могущественной силой современного мира, которая заставляет множество людей чувствовать себя несчастными. При всем множестве воздействий, которые стресс оказывает на мозг, не удивительно, что он влияет и на пищевое поведение. Во всех учебниках написано, что стресс приводит к потере аппетита, уменьшению количества потребляемой пищи и потере веса. Это наблюдение справедливо для некоторых видов стресса – физического (например, простудное заболевание) или очень сильного психоэмоционального (например, автомобильная авария). Но на самом деле дела обстоят намного сложнее. Сложность ситуации хорошо отражена в статье Stress in America 2007 года. В ней содержится информация о том, как американцы реагируют на стресс и справляются с ним в обычной жизни. Чаще всего в результате стресса у людей менялось пищевое поведение – 79 процентов опрошенных – указывали на подобные изменения. Однако люди сообщали противоречивые данные. Сорок три процента людей в ответ на стресс начинают переедать, а 36 – отказываются от еды. Недавно были проведены другие исследования, которые подтвердили эту информацию. Значит, стресс приводит к перееданию или недоеданию в зависимости от человека и качества испытываемого им стресса. Мне кажется, что эти выводы приглашают нас продолжить расследование. Все было бы понятно, если бы мы все переедали в разной степени в ответ на стрессовые ситуации. Но то, что у людей стресс вызывает диаметрально противоположные последствия, я считаю странным. Чтобы решить эту загадку, мы должны углубиться в изучение неврологии и психологии стресса. Бесстрашные обезьяны Что такое стресс? В широком понимании – это набор согласованных психологических и поведенческих реакций, которые запускает мозг, чтобы преодолеть испытания. [145] Ответные реакции лимитируют неблагоприятные последствия опасной ситуации. Они помогают нам выложиться на 100 процентов, когда ставки очень высоки. Для многих животных стресс – это образ жизни. Бегство от хищников, поиск пропитания, битва за самку – все это сделало 137 необходимостью выработать быструю и эффективную реакцию на стресс. Без нее невозможны выживание и продолжение рода в естественной среде обитания. Вследствие этого ответные реакции на стрессовые ситуации глубоко и прочно укрепились в нашем мозге. Стрессы бывают разных видов. Например, если человек попал в автокатастрофу и потерял много крови, – это один вид. Он отличается от того стресса, который человек испытывает при угрозе увольнения. В первом случае стресс возникает из-за физических повреждений, во втором в качестве стресс-фактора выступает абстрактное понятие. Человек испытывает стресс из-за предполагаемого увольнения и последующих вероятных событий в будущем, которые могут за ним последовать: просрочка платежа по ипотеке или аренде, неприятные объяснения с супругом, изнурительная канитель поиска работы. Так проявляется психологический стресс. Именно от этого вида стресса страдает большинство населения преуспевающих стран. Некоторые особые разновидности психологического стресса толкают людей к перееданию. В любом случае, даже если разные виды стресса вызывают разные ответные реакции мозга, активизируются одни и те же частично пересекающиеся нейронные цепи. Я называю эту связку системой реагирования на угрозы, которая запускает несколько процессов, направленных на защиту от опасности и помогающих человеку преодолеть самые сложные испытания. В 1939 году германо-американский психолог Генрих Клювер и американский нейрохирург Пол Бюси провели необычный эксперимент. Они сделали первый шаг навстречу разгадке основных механизмов ответной реакции мозга на угрожающие ситуации. В рамках исследования воздействия психоделического наркотика мескалина Клювер получил нескольких резус-макак для проведения опытов. Его коллега Бюси удалил обезьянам некоторые части мозга, включая височные доли коры головного мозга, гиппокамп и миндалевидное тело. Он назвал своих хирургически преобразованных обезьян «билатеральные темпоральные обезьяны». После операции отклик животных на мескалин остался прежним, однако в целом их поведение серьезно изменилось. Наиболее интересным изменением стало их полное бесстрашие. Из записей Клювера и Бюси: «Дикая обезьяна, спущенная с привязи в помещении, обычно сразу начинает со всех ног убегать от исследователя. Она ищет безопасное место поближе к потолку или прячется в труднодоступном углу, откуда ее не будет видно. Если ее замечают, то она либо сжимается в комок и остается сидеть неподвижно, не издавая ни единого звука, либо резко кидается в сторону в поисках более безопасного места. Это поведение обычно сопровождается признаками сильного эмоционального волнения. Все перечисленные реакции отсутствуют у билатеральных темпоральных обезьян. Вместо того чтобы предпринять попытки к бегству, они начинают взаимодействовать с обстановкой и изучать один предмет за другим. Они идут на контакт с исследователем, незнакомым человеком и другими животными… Способность выражать эмоции, например издавать звуки, «болтать» и менять выражение лица, пропадает на несколько месяцев. В некоторых случаях наблюдается полная потеря страха и гнева». Прооперированные обезьяны не могли испытывать обоснованный страх перед опасностью в напряженной социальной ситуации. Они вступали в драку с более сильными, доминирующими особями и часто получали серьезные повреждения. Этот странный набор поведенческих реакций получил название синдром Клювера-Бюси. В дальнейших исследованиях ученые выяснили, что воспроизвести бесстрашие Клювера-Бюси можно повредив миндалевидное тело и прилежащие ткани. Прошло 75 лет после открытия Клювера и Бюси, и ученым удалось постепенно обнаружить сложную сеть из нескольких структур мозга, которые формируют систему реагирования на угрозы. В систему включены и самые древние структуры мозга, например мозговой ствол, и относительно недавно развившиеся области, такие как префронтальная кора. Становится ясно, какое важное значение имела система реагирования на угрозы для наших предков, позволяя им выживать в трудных условиях. В основе системы находится амигдала, или миндалевидное тело, которое действительно по форме и размеру напоминает крупный миндаль (см. рис. 44). [146] Миндалины и другие прилежащие области мозга часто обобщают под понятием «миндалевидное тело». Если нет особых указаний, то под миндалевидным телом я имею ввиду и миндалины, и прилежащие к ним области. 138 Рис. 44. Миндалевидное тело. Десятки лет экспериментов над животными и людьми указывают на то, что миндалевидное тело – это центральный узел системы реагирования на внешние и психологические угрозы, в том числе и на ежедневные стресс-факторы, которые мы обобщаем под понятием «стресс». Вот как в общих чертах работает миндалевидное тело. Миндалины взаимодействуют с несколькими отделами мозга, выполняющими как сознательные, так и бессознательные функции. Они постоянно контролируют ситуацию на наличие потенциальной угрозы. Некоторые отделы мозга обрабатывают конкретную сенсорную информацию. Например, к вам близко приближается какой-то объект, вы видите паука или слышите резкий громкий звук. Другие отделы мозга обрабатывают абстрактные концепции, например увольнение, долги, спор с любимым человеком. Обнаружив угрозу, миндалины посылают сигналы к другим областям мозга, чтобы активировать комплекс ответных реакций. Их слаженная работа позволяет минимизировать потенциальный вредоносный эффект от возникшей ситуации. На рис. 45 схематично показана работа миндалин. 139 Рис. 45. Функции системы реагирования на угрозы. Миндалевидные тела усиливают состояние бодрости и ясности, активируя участки мозга, отвечающие за циклы сна и пробуждения (см. рис. 41). Мозг захлестывает волна дофамина, серотонина, норадреналина и других веществ, которые позволяют сфокусироваться на проблеме и дают мотивацию решить ее во что бы то ни стало. Вот почему тяжело заснуть, когда испытываешь стресс. В зависимости от вида стресса миндалины могут направлять сигнал к стволу мозга, который активирует быструю защитную реакцию, например кинуться в сторону, замереть, закрыть голову руками или закрыть глаза. Сигналы миндалин также инстинктивно меняют выражение лица – человек любой национальности одинаково выглядит испуганным и взволнованным. В то же время миндалевидное тело активирует симпатическую нервную систему – сеть нервных волокон, которые пронизывают все тело. Они запускают реакцию «борись или беги» (см. рис. 46) – учащаются пульс и дыхание, поднимается давление, потеют ладони. Пищеварение замедляется, а в самых крайних случаях мочевой пузырь и прямая кишка могут самопроизвольно опорожниться. 140 Рис. 46. Симпатическая нервная система. На этой иллюстрации схематично продемонстрированы способы взаимодействия симпатической нервной системы и органов в момент возникновения угрозы. Возрастает приток крови к мышцам. Поднимается уровень сахара и жира в крови, обеспечивая мышцы достаточным количеством энергии, чтобы бороться или убегать. Этот процесс готовит тело к энергичным действиям и запускается даже в ответ на психологическую угрозу, которая не требует физического перенапряжения. Тело готовится к схватке с медведем гризли даже если реальная угроза – это таблица Excel. Вместе с тем миндалины посылают сигнал к важнейшей части системы реагирования – к оси гипоталамо-гипофизарной системы (ось ГГС). В гипоталамус поступает сигнал, он высвобождает гормон кортикотропин-рилизинг-фактор (КРФ). [147] КРФ и некоторые схожие молекулы, по всей видимости, являются ключевыми фигурами в системе реагирования на стрессовые ситуации. [148] Выброс КРФ – это первый шаг в каскаде сигналов оси ГГН. Кульминация цепочки сигналов – выброс гормона стресса кортизола, который формируется в надпочечниках (рис. 47). Некоторые эффекты кортизола, например увеличение концентрации сахара и жира в крови, напоминают действие симпатической нервной системы, однако эти процессы протекают медленнее и продолжительнее, обеспечивая возможность справляться со стрессом в течение долгого времени. Также кортизол подавляет деятельность иммунной системы и, как мы вскоре убедимся, вызывает 141 желание потреблять больше пищи. Благодаря медленной кинетике кортизол является главным компонентом в долгосрочном реагировании на хронический стресс. Рис. 47. Ось гипоталамо-гипофизарной системы. Гипоталамус производит кортикотропин-рилизинг-фактор (КРФ), который стимулирует гипофиз и вызывает секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ), стимулирующего надпочечники, производящего гормон стресса кортизол. Миндалевидное тело самостоятельно производит КРФ, необходимый для бодрости и концентрации внимания. Он запускает поведенческие шаблоны, связанные с перевозбуждением, и активирует симпатическую нервную систему. КРФ стимулирует мозг в целом и переводит его из обычного состояния с нормальными поведенческими шаблонами, такими как принятие пищи и социализация, в состояние полной готовности к угрозе, например к бегству или, возможно, обдумываю предстоящей оплаты счетов. Если снова взглянуть на ситуацию с позиции базальных ганглий, то КРФ повышает интенсивность запросов от генераторов сигналов, связанных с реагированием на угрозы, и подавляет запросы генераторов, которые не отвечают за преодоление трудностей. КРФ является сильнейшим медиатором стресса, поэтому несколько фармацевтических компаний вкладывают большие суммы денег в его исследования с целью найти способ блокировки его действия. [149] 142 Завершающий этап работы системы реагирования на угрозы – обучение. Когда человек избежал гибели в опасной ситуации, его миндалины учатся распознавать подобные ситуации в будущем и обеспечивают более эффективную реакцию. Приобретая опыт, мозг учится лучше защищать нас. Но хотя система реагирования на стрессовые ситуации разрабатывалась для того, чтобы обеспечить нашу безопасность – а именно она чаще всего функционирует – иногда она запускает контрпродуктивные процессы, например подталкивает человека к перееданию. |