Вправи стимулюють ріст нейронів і допомагають забути про травми та залежності

Дослідники з Університету Торонто, Канада, та Університету Кюсю, Японія, виявили, що збільшення вироблення нейронів і подальше переналаштування нейронних ланцюгів у гіпокампі за допомогою фізичних вправ або генетичних маніпуляцій допомагає мишам забувати травматичні або пов’язані з наркотиками спогади. Ці результати, 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, наприклад стихійного лиха, серйозної аварії чи нападу. У всьому світі близько 3,9% населення страждає від посттравматичного стресового розладу, який характеризується яскравими спогадами та униканням місць або людей, які нагадують їм про травматичну подію. Зараз ПТСР часто лікують за допомогою терапії або медикаментів, наприклад антидепресантів, але оскільки багато людей не реагують ефективно на лікування, дослідники продовжують шукати інші методи лікування.

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

"Нейрогенез важливий для формування нових спогадів, а також 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 згадувати спогади ", - пояснює Фудзікава. «Ми хотіли побачити, чи може цей процес допомогти мишам забути сильніші, травматичні спогади».

Дослідники дали мишам два сильні удари за різних умов. Спочатку мишей вдарили електричним струмом після того, як вони вийшли з яскраво освітленої білої коробки та увійшли в темне відділення, де пахло етанолом. Після другого удару в іншому середовищі миші продемонстрували поведінку, схожу на ПТСР.

Через місяць миші все ще боялися й неохоче входили в оригінальний темний відсік, що вказувало на те, що вони не забули травматичну пам’ять. Цей страх поширився на інші темні відсіки, демонструючи загальний страх. Крім того, миші менше досліджували відкриті простори і уникали центру, що вказує на тривогу.

Потім дослідники перевірили, чи можна полегшити ці симптоми ПТСР за допомогою фізичних вправ, які, як показали дослідження, посилюють нейрогенез. Мишей, які піддалися подвійному удару, розділили на дві групи: одній групі дали бігове колесо.

Через чотири тижні у цих мишей спостерігалося збільшення кількості новоутворених нейронів у гіпокампі, і, що важливо, симптоми ПТСР були менш серйозними порівняно з мишами без доступу до бігового колеса.

Крім того, коли миші могли виконувати фізичні вправи перед другим ударом, це також запобігало розвитку деяких симптомів ПТСР.

Однак, оскільки фізичні вправи впливають на мозок і тіло різними способами, не було зрозуміло, чи це пов’язано з перебудовою нейронних ланцюгів гіпокампа через нейрогенез чи іншими факторами. Тому дослідники використовували два різні генетичні підходи, щоб оцінити ефект інтеграції новоутворених нейронів виключно в гіпокамп.

Коли нові нейрони в гіпокампі активувалися світлом, вони росли швидше та демонстрували більше розгалужень. Фото: Пол Франкленд; Університет Торонто. По-перше, дослідники використали техніку під назвою оптогенетика, у якій вони додали світлочутливі білки до новоутворених нейронів зубчастої звивини, що дозволило нейронам активуватися світлом. Коли вони освітлювали ці клітини синім світлом, нові нейрони дозрівали швидше. Через 14 днів нейрони стали довшими, мали більше розгалужень і швидше інтегрувалися в нейронні ланцюги гіпокампу.

У другому підході дослідницька група використала генну інженерію, щоб видалити білок у новоутворених нейронах, який уповільнює ріст нейронів. Це також призвело до швидшого росту нейронів і збільшення включення в нейронні ланцюги.

Обидва ці генетичні підходи зменшили симптоми посттравматичного стресового розладу у мишей після подвійного шоку та скоротили час, потрібний для забуття спогадів про страх. Однак ефект був слабшим, ніж від фізичних вправ, і не знизив рівень тривоги у мишей.