Упражнения стимулируют рост нейронов и помогают забывать травмы и зависимости

Исследователи из Университета Торонто, Канада, и Университета Кюсю, Япония, обнаружили, что увеличение образования нейронов и последующая перенастройка нейронных цепей в гиппокампе через физические упражнения или генетические манипуляции помогает мышам забывать травматические или связанные с наркотиками воспоминания. Эти результаты, опубликованные в журнале Molecular Psychiatry, могут предложить новый подход к лечению психических расстройств, таких как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) или наркомания.

ПТСР - это психическое расстройство, которое может быть вызвано переживанием или свидетельством травматического события, такого как стихийное бедствие, серьезная авария или нападение. Во всем мире около 3,9% населения страдают от ПТСР, проявляющегося яркими воспоминаниями и избеганием мест или людей, напоминающих о травматическом событии. В настоящее время ПТСР часто лечат с помощью терапии или медикаментов, таких как антидепрессанты, но поскольку многие люди не реагируют на лечение эффективно, исследователи продолжают искать различные методы лечения.

В этом исследовании на мышах, доцент Рисако Фудзикава из факультета фармацевтических наук Университета Кюсю, ее бывший руководитель профессор Пол Франкленд из Университета Торонто и их команда, включая Адама Рамсарана, сосредоточились на том, как нейрогенез - процесс формирования новых нейронов - в гиппокампе влияет на способность забывать воспоминания о страхе. Гиппокамп, область мозга, важная для формирования воспоминаний, связанных с конкретными местами и контекстами, ежедневно производит новые нейроны в области, называемой зубчатой извилиной.

"Нейрогенез важен для формирования новых воспоминаний, но также и для их забывания. Мы считаем, что это происходит потому, что когда новые нейроны интегрируются в нейронные цепи, образуются новые связи, а старые разрушаются, нарушая способность вспоминать воспоминания," объясняет Фудзикава. "Мы хотели увидеть, может ли этот процесс помочь мышам забыть более сильные, травматические воспоминания."

Исследователи дали мышам два сильных удара в разных условиях. Сначала мышей ударили током после того, как они покинули ярко освещенную белую коробку и вошли в темное отделение с запахом этанола. После второго удара в другой обстановке мыши проявляли поведение, похожее на ПТСР.

Спустя месяц мыши все еще испытывали страх и неохотно входили в первоначальное темное отделение, что свидетельствует о том, что они не могли забыть травматическое воспоминание. Этот страх распространялся на другие темные отделения, показывая обобщенный страх. Кроме того, мыши меньше исследовали открытые пространства и избегали центра, что свидетельствует о тревоге.

Затем исследователи изучили, могут ли эти симптомы ПТСР быть облегчены с помощью физических упражнений, которые, как показали исследования, увеличивают нейрогенез. Мышей, подвергшихся двойному удару, разделили на две группы: одной группе предоставили беговое колесо.

Через четыре недели у этих мышей увеличилось количество новообразованных нейронов в гиппокампе, и, что важно, симптомы ПТСР были менее выражены по сравнению с мышами без доступа к беговому колесу.

Кроме того, когда мыши могли заниматься физическими упражнениями до второго удара, это также предотвратило развитие некоторых симптомов ПТСР.

Однако, поскольку упражнения влияют на мозг и тело различными способами, не было ясно, связано ли это с перенастройкой нейронных цепей гиппокампа через нейрогенез или с другими факторами. Поэтому исследователи использовали два различных генетических подхода, чтобы оценить влияние интеграции новообразованных нейронов в гиппокамп исключительно.

Когда новые нейроны в гиппокампе активировались светом, они росли быстрее и показывали большее ветвление. Фото: Пол Франкленд; Университет Торонто. Во-первых, исследователи использовали технику под названием оптогенетика, при которой добавляли светочувствительные белки в новообразованные нейроны зубчатой извилины, позволяя активировать нейроны светом. Когда они светили на эти клетки синим светом, новые нейроны созревали быстрее. Через 14 дней нейроны выросли длиннее, имели больше ветвей и быстрее интегрировались в нейронные цепи гиппокампа.

Во втором подходе исследовательская группа использовала генетическую инженерию, чтобы удалить белок в новообразованных нейронах, который замедляет рост нейронов. Это также привело к более быстрому росту нейронов и увеличению их включения в нейронные цепи.

Оба этих генетических подхода уменьшили симптомы ПТСР у мышей после двойного удара и сократили время, необходимое для забывания воспоминания о страхе. Однако эффект был слабее, чем при физических упражнениях, и не уменьшил уровень тревоги у мышей.