Еда и мозг. Что углеводы делают со здоровьем, мышлением и памятью

Лоберг Кристин

Идея, что физическая активность делает нас умнее, заинтриговала не только исследователей в биомедицинских лабораториях, но и антропологов, которые пытаются изучить процесс развития человека за многие тысячелетия. В 2004 году в журнале Nature биологи-эволюционисты Даниэль Либерман и Деннис Брамбл опубликовали статью, в которой утверждали, что человек сумел дожить до нынешних времен только лишь благодаря своей спортивной подготовке¹. Наши пещерные предки были способны раньше других хищников выследить жертву. И эти древние атлеты, славящиеся выносливостью, передавали гены из поколения в поколение. Прекрасная гипотеза, не так ли? Нас создали физически развитыми, чтобы мы прожили долгую жизнь. Это говорит о том, что естественный отбор заставил древних людей эволюционировать в исключительно подвижных существ. Наши ноги стали длиннее, пальцы на ногах

короче, а внутреннее ухо позволяет сохранять равновесие и координацию. И все это для того, чтобы стоять и двигаться не на четырех ногах, а на двух.

На протяжении долгого времени наука не могла объяснить, почему наш мозг так сильно увеличился в размерах, можно даже сказать, стал непропорционально большим относительно нашего тела. Раньше эволюционисты часто говорили, что в основе плотоядных привычек человека и потребности в социальном взаимодействии лежат сложные мыслительные процессы. Согласно последним исследованиям, за свой огромный мозг мы должны благодарить необходимость постоянно думать и… бегать.

Чтобы прийти к такому выводу, антропологи на примере многих животных – от морских свинок и мышей до волков и овец – изучили связь между размером мозга и выносливостью². Они заметили, что у видов, которые природа наградила лучшей выносливостью, мозг также был больше относительно размера тела. Но исследователи решили не останавливаться на достигнутом и начали изучать мышей и крыс, которых разводили целенаправленно для участия в марафонах. Они создали линию лабораторных животных, которые превосходили других в беге, и скрещивали их с теми, которые демонстрировали наилучшие результаты на беличьем колесе. Именно в этот момент все встало на свои места: у вновь выведенных животных уровни концентрации нейротрофического фактора мозга (НФМ) и других веществ, стимулирующих рост здоровой ткани, начали повышаться. Как известно, НФМ также стимулирует рост мозга, и по этой причине сегодня бытует мнение, что именно физическая активность помогла нам эволюционировать до умных и сообразительных существ.

Мораль такова: если физическая активность помогла нам развить мозг до его нынешнего состояния, то можно с уверенностью сказать, что упражнения необходимы нам и сегодня для сохранения достигнутого уровня, не говоря уже о необходимости продолжать развиваться, чтобы быть еще умнее, сильнее и образованнее.

Наши козыри – быстрота и ловкость

Биологические основы полезной нагрузки выходят за рамки того, что физическая активность стимулирует приток крови к мозгу, обеспечивая поступление питательных веществ, отвечающих за рост и сохранение клеток. Последние научные изыскания показали, что благодаря регулярным упражнениям человек может контролировать воспаление, повысить чувствительность к инсулину, улучшить показатели сахара в крови, увеличить размер центра памяти и повысить уровень НФМ.

Физические упражнения стимулируют формирование новых клеток мозга. Ученые сумели измерить этот эффект, сравнив мышей и крыс, которые бегали на протяжении нескольких недель, с теми, которые вели малоподвижный образ жизни. У активных животных было примерно в два раза больше нейронов в гиппокампе, чем у лежебок. В рамках других исследований изучались наиболее эффективные типы упражнений. В 2011 году группа, состоящая из 120 пожилых мужчин и женщин, была разделена на две части: одни занимались ходьбой, другие делали упражнения на растяжку мышц. В итоге те, кто занимался ходьбой, показали более высокие результаты³. Через год именно у первой группы размер гиппокампа был больше, а в кровотоке отмечался более высокий уровень НФМ. А у людей, занятых растяжкой, размер мозга уменьшился до уровня атрофии, а результаты когнитивных тестов были далеки от идеала.

Какой бы ни была физическая активность, можно с уверенностью сказать, что упражнения не обязательно должны быть изнурительными, чтобы оказаться эффективными для мозговой деятельности.

Важность формирования новых сетей

Как выяснилось, стимулирование роста новых нейронов – не единственная польза физических упражнений. Последние научные исследования открыли нам глаза на чудо из чудес: упражнения помогают создавать в мозге новые сети. Одно дело зарождать клетки, и совершенно другое – организовывать их в гармонично функционирующие сообщества. Мы не станем умнее только лишь от того, что в мозге появятся новые клетки. Мы должны уметь вплетать их в уже существующие нейронные сети, в противном случае они будут бесцельно бродить среди серого вещества и через некоторое время просто погибнут. Один из способов интегрировать клетки – постоянно узнавать что-то новое. В рамках исследования, которое проводилось в 2007 году, вновь образованные нейроны у мышей вплетались в нейронную сеть мозга, если мыши осваивали водный лабиринт⁴. Ученые отметили, что клетки-новички не могли помочь мышам выполнять другие когнитивные задачи, помимо прохождения лабиринта. Для выполнения новой задачи мышам пришлось бы прилагать физические усилия, что, в свою очередь, привело бы к формированию новых подвижных и гибких с когнитивной точки зрения клеток.

Именно в этом и заключается секретное преимущество физических упражнений: они делают нейроны проворными и многофункциональными. Мы не знаем, каким образом активность облегчает выполнение умственных задач на молекулярном уровне, но одно мы знаем точно: НФМ играет ключевую роль, укрепляя клетки и аксоны [29] , усиливая связи между нейронами, а также стимулируя образование новых клеток. Нейрогенез повышает способность мозга узнавать новое, что наделяет новорожденные клетки силой и еще больше укрепляет нейронную сеть. Помимо всего прочего, известно, что более высокие уровни НФМ влияют на снижение аппетита. Поэтому у людей, неспособных его контролировать, есть еще одна причина заниматься спортом.

29

Нервное волокно, длинная, вытянутая часть нервной клетки (нейрона), отросток или нейрит, элемент, который проводит электрические импульсы далеко от тела нейрона. Прим. ред.

А какой эффект физические упражнения оказывают на людей в группе риска и тех, кто уже страдает заболеваниями головного мозга? В недавно опубликованной статье профессор Николя Лаутеншлагер из Университета Западной Австралии сообщил, что у пожилых людей, которые регулярно упражняются на протяжении 24 недель, отмечается улучшение памяти, языковых способностей, внимания и других важных когнитивных функций на 1800 % по сравнению с контрольной группой⁵. Упражняющаяся группа тратила примерно 142 минуты в неделю на физическую активность, что в среднем составляет примерно 20 минут в день. Исследователи связали произошедшие изменения с улучшенным притоком крови, появлением новых кровеносных сосудов и новых клеток мозга.

Упражнения – мощное лекарство. Физическая активность запускает работу генов, подавляющих воспаление. И все это можно измерить в лаборатории. Снова и снова ученые фиксировали, что C-реактивный белок – показатель воспаления, часто используемый в лаборатории, – ниже у физически активных людей. Упражнения повышают чувствительность к инсулину. Они помогают регулировать сахар в крови и снижают гликирование белков.

Получать пользу несложно

Насколько интенсивными должны быть упражнения, чтобы принести пользу телу и мозгу? Подойдет ли такая домашняя работа, как, скажем, садоводство и вынос мусора?

Когда доктор Арон Бухман приступил к изучению влияния ежедневной физической нагрузки на риск развития болезни Альцгеймера, он и представить не мог, что его ждет. Средний возраст участников исследования, не страдающих слабоумием, составил 82 года. Из первоначально зарегистрированных 716 человек у 71 развилась полноценная болезнь Альцгеймера за три с половиной года наблюдений⁶. Результаты показали колоссальную разницу между людьми, которые ведут относительно сидячий образ жизни, и теми, кто занят в различных видах деятельности, причем необязательно спортивных: достаточно просто мыть посуду, готовить, управлять инвалидным креслом и наводить порядок. Он сумел отследить уровни активности людей, используя так называемый актиграф – прибор, крепящийся к кисти для выявления и количественного выражения двигательной активности.

У людей, которые находились в 10 %-ной группе наименьшей активности, отмечался на 230 % более высокий риск развития болезни Альцгеймера по сравнению с теми, кто находился в 10 %-ной группе самой высокой физической активности. Доктор Бухман пришел к выводу, что нельзя недооценивать пользу общедоступного образа жизни, который ничего не стоит и не несет в себе никаких побочных эффектов, когда рутинная деятельность помогает в любом возрасте защитить мозг.

Сделайте свой выбор