Зажги себя! Жизнь – в движении. Революционное знание о влиянии физической активности на мозг

В начальной фазе реакции на стресс кортизол также активизирует выработку инсулиноподобного фактора роста, который очень важен с точки зрения снабжения энергией клеток мозга. Вообще мозг – один из главных потребителей глюкозы – использует до 20 % ее запасов в нашем организме, тогда как его вес составляет всего 3 % по отношению к весу тела. Однако мозг не может запасать топливо для своей работы, поэтому роль поставщика необходимой ему глюкозы берет на себя кортизол. Привыкнув работать на ограниченных запасах топлива, мозг эволюционировал таким образом, что при необходимости способен перераспределять энергетические ресурсы. Это означает, что наша мыслительная деятельность до известной степени состязательна. Мозг просто не в состоянии задействовать одновременно все нейроны, поэтому если в какой-то момент активна одна его структура, это может происходить за счет снижения активности других. Одна из проблем хронического стрессового состояния в том, что если гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось потребляет всю энергию, чтобы включить систему, то мыслительным отделам мозга энергии может не хватать.

Мудрость

Запоминание стрессовых ситуаций – одна из важных составляющих адаптивного поведения, которое в процессе эволюции дало человеку существенные преимущества. Именно мудрость коллективного опыта позволила нам выжить. И кортизол сыграл в этом важнейшую роль. Нейроэндокринолог Брюс Макьюэн впервые обнаружил кортизольные рецепторы в гиппокампе крыс еще в 1960-е годы. Затем такие же рецепторы были найдены у макак-резусов. Теперь мы знаем, что они есть и у людей. Это открытие поначалу насторожило ученых, потому что из экспериментов с чашками Петри было известно – кортизол враждебен к клеткам мозга. «Так в чем же функция кортизола при формировании памяти? – задается вопросом Макьюэн. – Все, что мы знаем, – отсутствие в гиппокампе достаточного количества кортизольных рецепторов в момент формирования памяти серьезно осложняет процесс обучения. Детали этого нам еще предстоит выяснить».

Создается впечатление, что, как и сам стресс, кортизол не может быть просто «хорошим» и «плохим». Небольшое его количество помогает консолидировать память, излишнее присутствие ее подавляет, а переизбыток может нарушить связи между нейронами и разрушить память вообще. Гиппокамп накапливает ее контекстуальные элементы – что, как, где и когда. А миндалевидное тело обеспечивает сохранение эмоционального контента – страх или возбуждение. Под управлением префронтальной коры гиппокамп может сравнить воспоминания и сделать вывод: «Волноваться не следует: это палка, а не змея». Он способен также прямо «выключить» гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось и остановить реакцию на стресс. Если только человек не перевозбужден.

Через несколько минут после того, как прозвучит колокол тревоги, кортизол, кортикотропин и норэпинефрин – главные «гормоны стресса» – воздействуют на рецепторы клеток мозга, что ведет к увеличению синтезирования глутамата – возбудительного нейромедиатора, отвечающего за работу всей сигнальной системы в гиппокампе. Рост уровня глутамата ускоряет передачу сигналов в нейронной цепи гиппокампа за счет улучшения работы синапсов. При передаче каждого сигнала он проходит быстрее, и на это требуется меньше глутамата. При этом начальная реакция на стресс увеличивает долговременную потенциацию, представляющую собой один из важнейших механизмов консолидации памяти.

Краткосрочная память, судя по всему, возникает при первоначальном возбуждении нейронов гиппокампа. Затем, по мере повышения уровня кортизола, он воздействует на гены внутри клеток, что приводит к выработке белков – строительного клеточного материала. Нервные клетки образовывают больше ответвлений и рецепторов, более мощные синаптические окончания. И здесь происходит самое интересное. Укрупнившиеся нервные клетки консолидируют память, связанную с выживанием, и «заслоняют» нейроны в этой цепочке от других потребностей. Каждый нейрон может стать частью любого количества элементов памяти. Но если потенциальное воспоминание формируется во время стресса, ему труднее привлекать нейроны к созданию собственной цепочки. Оно должно перешагнуть некий порог, чтобы привлечь к себе внимание.

Возможно, этим и объясняется то, что элементы памяти, напрямую не связанные с источником стресса, блокируются в момент реакции на раздражение. Это также позволяет понять, почему перманентно высокий уровень кортизола (например, при хронических стрессовых состояниях) затрудняет изучение нового материала и почему люди в депрессии вообще с трудом учатся чему-то новому. Это не просто отсутствие мотивации. Просто нейроны гиппокампа активизируют выработку глутамата и «выключают» все остальные входящие импульсы, кроме стресса. Они одержимы стрессом.