Вправи стимулюють ріст нейронів і допомагають забувати травми та залежності

Дослідники з Університету Торонто (Канада) та Університету Кюсю (Японія) виявили, що збільшення утворення нейронів, а потім переналаштування нейронних ланцюгів у гіпокампі за допомогою фізичних вправ або генетичних маніпуляцій допомагає мишам забувати травматичні або пов'язані з наркотиками спогади. Результати дослідження, опубліковані в журналі Molecular Psychiatry, можуть запропонувати новий підхід до лікування психічних розладів, таких як посттравматичний стресовий розлад (ПТСР) або наркотична залежність.

ПТСР – це психічний розлад, який може бути спричинений переживанням або свідком травматичної події, такої як стихійне лихо, серйозна аварія або напад. У світі близько 3,9% населення страждає від ПТСР, який характеризується яскравими спогадами та уникненням місць чи людей, що нагадують їм про травматичну подію. ПТСР зараз часто лікують терапією або ліками, такими як антидепресанти, але оскільки багато людей не реагують ефективно на лікування, дослідники продовжують шукати різні методи лікування.

У цьому дослідженні на мишах доцент Рісако Фудзікава з факультету фармацевтичних наук Університету Кюсю, її колишній керівник професор Пол Франкленд з Університету Торонто та їхня команда, включаючи Адама Рамсарана, зосередилися на тому, як нейрогенез – процес формування нових нейронів – у гіпокампі впливає на здатність забувати спогади про страх. Гіпокамп, область мозку, важлива для формування спогадів, пов'язаних з певними місцями та контекстами, щодня виробляє нові нейрони в області, яка називається зубчастою звивиною.

«Нурогенеза важлива для формування нових спогадів, але також і для їх забування. Ми вважаємо, що це відбувається тому, що коли нові нейрони інтегруються в нейронні ланцюги, утворюються нові зв'язки, а старі руйнуються, що погіршує здатність відтворювати спогади», – пояснює Фудзікава. «Ми хотіли побачити, чи може цей процес допомогти мишам забути сильніші, травматичні спогади».

Дослідники дали мишам два сильних удари струмом у різних умовах. Спочатку мишей шокували після того, як вони вийшли з яскраво освітленої білої коробки та зайшли в темне відділення з запахом етанолу. Після другого удару струмом в іншій обстановці миші демонстрували поведінку, подібну до посттравматичного стресового розладу.

Через місяць миші все ще боялися та неохоче заходили до початкового темного відсіку, що свідчить про те, що вони не забули травматичний спогад. Цей страх поширювався на інші темні відсіки, що свідчить про генералізований страх. Крім того, миші менше досліджували відкриті простори та уникали центру, що свідчить про тривогу.

Потім дослідники досліджували, чи можна полегшити ці симптоми ПТСР за допомогою фізичних вправ, які, як показали дослідження, посилюють нейрогенез. Мишей, яким дали подвійний шок, розділили на дві групи: одній групі дали бігове колесо.

Через чотири тижні у цих мишей спостерігалася збільшення кількості новоутворених нейронів у гіпокампі та, що важливо, у них було менше симптомів посттравматичного стресового розладу, ніж у мишей без доступу до бігового колеса.

Крім того, дозвіл мишам фізично займатися спортом перед другим інсультом також запобіг розвитку деяких симптомів посттравматичного стресового розладу.

Однак, оскільки фізичні вправи впливають на мозок і тіло різними способами, було неясно, чи це пов'язано з перебудовою нейронних ланцюгів гіпокампу через нейрогенез чи іншими факторами. Тому дослідники використали два різні генетичні підходи для оцінки впливу інтеграції новоутворених нейронів лише в гіпокамп.

Коли нові нейрони в гіпокампі активувалися світлом, вони росли швидше та демонстрували більше розгалужень. Фото: Пол Франкленд; Університет Торонто. Спочатку дослідники використали метод під назвою оптогенетика, який передбачає додавання світлочутливих білків до новоутворених нейронів зубчастої звивини, що дозволяє нейронам активуватися світлом. Коли вони світили синім світлом на ці клітини, нові нейрони дозрівали швидше. Через 14 днів нейрони виростали довшими, мали більше розгалужень та швидше інтегрувалися в нейронні ланцюги гіпокампу.

У другому підході дослідницька група використала генну інженерію для видалення білка з новоутворених нейронів, який уповільнює ріст нейронів. Це також призвело до швидшого росту нейронів та збільшення їх залучення до нейронних ланцюгів.

Обидва ці генетичні підходи зменшили симптоми посттравматичного стресового розладу у мишей після подвійного шоку та скоротили час, необхідний для забування спогаду про страх. Однак ефект був слабшим, ніж той, що спостерігався при фізичних вправах, і не знизив рівень тривожності мишей.