Нейробиологи Калифорнийского университета в Ирвине предоставляют первые наглядные доказательства того, что обучение способствует здоровью мозга и, следовательно, что умственная стимуляция может ограничить изнурительное воздействие старения на память и разум.
Используя новую технику визуализации, которую они разработали для изучения памяти, группа исследователей под руководством Лулу Чен и Кристин Галл обнаружила, что повседневные формы обучения оживляют рецепторы нейронов, которые помогают поддерживать работу клеток мозга на оптимальном уровне.
Эти рецепторы активируются белком, который называется нейротрофическим фактором головного мозга, который способствует росту и дифференцировке связей или синапсов, ответственных за коммуникацию между нейронами. BDNF играет ключевую роль в формировании воспоминаний.
"Результаты подтверждают критическую взаимосвязь между обучением и развитием мозга и указывают на способы, которыми мы можем усилить эту взаимосвязь с помощью возможных будущих методов лечения," говорит Чен, дипломированный исследователь анатомии & нейробиология.
Результаты исследования появятся в раннем онлайн-выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences за неделю 1 марта.
Помимо открытия того, что активность мозга запускает передачу сигналов BDNF в тех участках, где нейроны развивают синапсы, исследователи определили, что этот процесс связан с мозговыми ритмами, связанными с обучением, называемыми тета-ритмами, жизненно важными для кодирования новых воспоминаний.
Тета-ритмы, возникающие в гиппокампе, включают множество нейронов, запускаемых синхронно со скоростью от трех до восьми раз в секунду. Эти ритмы связаны с долгосрочным потенцированием, клеточным механизмом, лежащим в основе обучения и памяти.
В исследованиях на грызунах команда обнаружила, что как неконтролируемое обучение, так и искусственное применение тета-ритмов запускают передачу сигналов BDNF в сайтах создания синапсов.
"Эта связь имеет значение для поддержания хорошего здоровья мозга," говорит Галл, профессор анатомии & нейробиология. "Есть свидетельства того, что тета-ритмы ослабевают с возрастом, и наши открытия показывают, что это может привести к ухудшению памяти. С другой стороны, они предполагают, что сохранение умственной активности с возрастом может поддерживать передачу сигналов BDNF в нейронах с постоянной скоростью, что может ограничивать снижение памяти и когнитивных функций."
В настоящее время исследователи изучают, уменьшаются ли сигналы роста, вызванные обучением, с возрастом, и если да, то можно ли это исправить с помощью нового семейства экспериментальных препаратов.