[179]. Интенсивность упражнений тщательно отслеживалась и корректировалась индивидуально, чтобы создать одинаковые условия для всех испытуемых, среди которых были люди с разным уровнем подготовки. По окончании тренировок показатели спортивной подготовки участников существенно улучшились, о чем свидетельствовало пятипроцентное повышение максимального потребления кислорода за минуту (VO2 max). Но гиппокампы членов группы «усохли» в среднем на 2 %. Трудно определить, чем это было вызвано, но, вне зависимости от первоначальной причины, на уровне мозговых процессов «усыхание» оказалось связанным со снижением нейротрофического фактора. В конце шестинедельного курса у всех испытуемых наблюдалось существенное повышение ФНО-альфа (фактора некроза опухоли – белка, вызывающего воспаление). Интенсивные физические упражнения действительно могут активизировать воспалительные процессы (подробнее об этом см. главу 6), а повышенный уровень провоспалительных[180] агентов повреждает синапсы и препятствует процессам обучения и запоминания. Возможно, именно этим – по крайней мере, отчасти – можно объяснить результаты эксперимента[181], [182].
Поскольку воспаление препятствует росту, ученые оценивают эффективность популярных противовоспалительных препаратов (аспирин, парацетамол) на предмет стимуляции роста гиппокампа[183].
Но как понять, что вы слишком много тренируетесь? Эксперты по спортивной медицине ориентируются на анаэробный (лактатный) порог[184]. Опыты на мышах показали, что шестинедельный курс тренировок, в ходе которых анаэробный порог не превышался, стимулировал нейрогенез, в то время как тренировки с превышением анаэробного порога в течение аналогичного периода не оказывали такого действия[185]. У мышей и людей разный анаэробный порог, и данный эффект, возможно, не распространяется на людей, но можно попытаться рассчитать для них эквивалентный порог.
За индивидуальными расчетами анаэробного порога лучше обратиться к спортивному врачу, но можно ориентироваться на примерное правило: анаэробный порог достигается на 85–90 % максимальной частоты пульса. Максимальная частота пульса – 220 минус ваш возраст, то есть если вам 40 лет, вы достигаете анаэробного порога примерно на 160 ударах в минуту. Если экстраполировать опыт с мышами на людей, станет ясно, что во избежание воспаления нужно держаться как можно дальше от показателя в 160 ударов. При тренировках высокой интенсивности частота пульса может существенно превышать этот показатель, что, вероятно, и объясняет результат эксперимента с мышами и отсутствие положительного влияния интенсивных тренировок на нейрогенез.
Температура среды
Из экспериментов над животными видно, что рост рационального мозга можно стимулировать при помощи физической активности в условиях повышенной или сниженной температуры окружающей среды. У крыс в течение пяти дней тренировок при температуре 37,5 °C или 4,5 °C нейрогенез шел активнее, чем у тренировавшихся при комнатной температуре[186]. Долговременное пребывание на несильной жаре также способствует нейрогенезу у мышей. Животные с тяжелыми травмами мозга выздоравливали быстрее, если до травмы они содержались при температуре 34 °C[187].
Обучающая среда
Как бы нам ни хотелось стимулировать рост и активность рационального мозга, сам он никогда не станет проявлять активность просто так, без веской причины. Как все разумные существа, он ленив и не желает тратить энергию на бессмысленные действия. Поэтому его нужно мотивировать на активность, предоставив убедительную причину, так сказать, приманить морковкой.
Морковка для мозга может иметь форму: а) трудновыполнимой задачи и б) нового действия. Мы решаем сложные задачи, находя новый способ использования старых идей, анализируя информацию и формируя стратегию. Оказываясь в новой среде, вы должны научиться ориентироваться в ней, налаживать причинно-следственные связи и устанавливать новые правила. Все эти виды поведения зависят от того, насколько активно у вас формируются новые нейронные связи и сети. Для этого необходима интенсивная активность синапсов префронтальной коры и гиппокампа. Среда, в которой присутствуют и новизна, и вызов в виде трудных задач, называется обогащенной средой (ОС), она стимулирует активность рационального мозга.
Все большее число опытов с животными подтверждает, что ОС противостоит последствиям хронического стресса. Данных аналогичных экспериментов на людях пока недостаточно, но наблюдения указывают на то, что и человек извлекает несомненную пользу из пребывания в ОС.
В одном из экспериментов крыс в течение шести часов ежедневно на протяжении трех недель подвергали хроническому стрессу. В результате у животных существенно уменьшилась синаптическая пластичность в области гиппокампа, возникло тревожное состояние и ухудшилась кратковременная память[188]. Затем крыс на шесть часов в день стали помещать в ОС. Вторая фаза эксперимента продолжалась десять дней – за это время животные полностью справились с тревогой, у них восстановилась кратковременная память и увеличилась синаптическая пластичность[189], [190]. В другом исследовании обнаружилось, что повышение нейротрофического фактора отчасти способствует увеличению синаптической пластичности. Нахождение в ОС повышает пластичность синапсов рационального мозга, но, согласно опытам на мышах, оказывает прямо противоположный эффект на эмоциональный мозг. Хронический стресс способствует разрастанию дендритных ветвей в базолатеральной миндалине, причем степень разрастания коррелирует с растущим уровнем тревожности. Доказано, что ОС обращает этот процесс вспять и способствует нормализации тревожных состояний[191]. Когда мышей в состоянии депрессии помещали в ОС и одновременно лечили антидепрессантами, эффективность препаратов была выше.
Пример обогащенной среды – видеоигры. В одном исследовании группа геймеров играла в трехмерную (Super Mario 3D) или двухмерную игру (Angry Birds). Участникам позволялось на протяжении десяти дней играть по полчаса ежедневно. В конце этого периода у тех, кто играл в Mario, наблюдалось улучшение памяти и когнитивных навыков по сравнению с игроками в Angry Birds и контрольной группой. Отмечено также повышение качества не только пространственных навыков, но и непространственной памяти[192]. Изучать синаптическую пластичность человеческого мозга непросто, но есть предположение, что когнитивные навыки и память восстанавливаются в результате повышенной активности и синаптической пластичности участков мозга, выполняющих эти функции, – префронтальной коры и гиппокампа.
Обучение музыке тоже создает обогащенную среду. Осваивая навыки игры на музыкальном инструменте, мы интегрируем аудиальную информацию с визуальными данными и одновременно руководствуемся системой сложных правил. В исследовании пожилых людей от 60 до 84 лет выяснилось, что обучение музыке в течение четырех месяцев привело к улучшению эмоционального состояния, когнитивных навыков, внимания и исполнительных функций[193].
Если работа кажется скучной, а стимул отсутствует, попробуйте ежедневно выполнять какое-либо действие, побуждающее вас выйти за пределы своих возможностей. Как показало недавнее исследование рабочих среднего возраста, в течение семнадцати лет выполнявших одну и ту же работу, лучшими когнитивными навыками обладали те, кто в ходе деятельности чаще сталкивался с чем-то новым[194]. Михай Чиксентмихайи в книге «Поток» пишет, что состояние потока может быть достигнуто только при выполнении трудных задач, а люди, работающие в состоянии потока, меньше подвержены стрессу. Если работа вас не вдохновляет, попытайтесь немного иначе выполнять ее или ставьте перед собой более сложные задачи. Когда я училась на офтальмохирурга, мой консультант, убедившись, что я уверенно провожу операцию по удалению катаракты, посоветовал попрактиковаться выполнять микрохирургические операции не только правой, но и левой рукой. В течение своей карьеры он не раз ставил перед собой подобные трудные задачи, находя способ разнообразить рутинную работу. Эта исключительная черта в итоге привела к тому, что он научился оперировать на движущемся глазе и первым в истории удалил катаракту без местной анестезии. Он до сих пор остается одним из самых ярких известных мне профессионалов в медицине.
Никогда не позволяйте себе скучать. Стимулируйте мозг при каждом удобном случае. Приветствуйте новый опыт. А если решите поиграть в видеоигру, выбирайте ту, что развивает разнообразные навыки.
• Никогда не позволяйте себе скучать.
• Каждый день стимулируйте мозг самыми разнообразными способами.
Уменьшение калорийности рациона
Многочисленные опыты на животных показали, что уменьшение калорийности рациона стимулирует нейрогенез в области гиппокампа[195]. Это происходит при потреблении меньшего количества калорий, чем требуется организму. Ограничение калорийности рациона полезно не только мышам, но и людям. В одном исследовании 50 здоровых людей пожилого возраста (средний воз