Запуск может помочь восстановить некоторые виды повреждений мозга

Wikimedia Common/Public Domain
Этот ранний анатомический эскиз мозжечка подчеркивает беседку (латынь для «древа жизни») из-за ее разветвленной, древовидной внешности. В беседке содержится белое вещество мозжечка, что облегчает общение между серым веществом в разных регионах мозга
Источник: Wikimedia Common / Public Domain

Канадские исследователи обнаружили, что побег вызывает выброс специфического фактора роста молекулы VGF, который помогает мышам восстанавливать определенные типы повреждений головного мозга. Их результаты были опубликованы вчера в журнале Cell Reports за октябрь 2016 года.

Это передовое открытие, проведенное группой исследователей из Оттавской больницы и Университета Оттавы под руководством Дэвида Пикетца, добавляет к растущему списку нейропротекторных преимуществ, полученных в результате аэробных упражнений. Если вам нужна еще одна причина, чтобы мотивировать себя к упражнениям, надеюсь, зная, что физическая активность улучшает здоровье мозга, одновременно борясь с депрессией и беспокойством, вдохновит вас больше двигаться и сидеть меньше на ежедневной основе.

Предыдущие исследования показали, что физические упражнения значительно увеличивают продукцию VGF в определенных областях мозга и вызывают цепную реакцию, которая потенциально связана с эффективностью антидепрессантов. Считается, что VGF обладает эндогенным антидепрессивным эффектом, связанным с высоким уровнем бегуна. VGF помогает вам чувствовать себя хорошо в любое время, когда вы ломаете пот во время тренировки.

Life Science Databases/Wikimedia Common
Церебрум (латынь для «мозга») красным.
Источник: Базы данных по естественным наукам / Викимедиа

В своем недавнем исследовании канадские исследователи обнаружили, что фактор роста нервов VGF также помогает исцелить защитное миелиновое покрытие, которое окружает и изолирует нервные волокна в мозжечке.

Серое вещество (иногда серое вещество) состоит из немиелинированных нейронов по всему мозгу, стволу мозга и мозжечку; он также присутствует во всем спинном мозге. Белое вещество названо по его более светлому виду, вызванному содержанием липидов изоляционных оболочек миелина, которые ускоряют связь между различными областями мозга.

Лаборатория Пикетца фокусируется на исследовании роли различных белков в развитии нервных систем и нарушениях умственной неполноценности. Они используют модели трансгенных мышей, в которых гены, кодирующие эпигенетические регуляторы, генетически инактивируются для определения их потребности во время развития мозга. Это помогает им определить механизмы мозга, которые могут вызывать интеллектуальную или физическую инвалидность.

Life Science Databases/Wikimedia Common
Мозжечок (латынь для «маленького мозга») в красном.
Источник: Базы данных по естественным наукам / Викимедиа

Для их последнего исследования Picketts et al. использовали штамм мышей, которые были генетически модифицированы, чтобы иметь небольшой мозжечок. Из-за усохшего размера их мозжечка эти мыши страдали от атаксии и имели проблемы с ходьбой или движением с плавностью. Как правило, мыши с меньшими мозжечками жили только около 25-40 дней. Но, если бы этим мышам была предоставлена ​​возможность добровольно работать на колесе, их срок службы был увеличен до более чем 365 дней.

Исследователи полагают, что это открытие может проложить путь для новых методов лечения рассеянного склероза (MS) и других нейродегенеративных нарушений, которые связаны с повреждением нервной изоляции. MS характеризуется сложным иммуно-опосредованным процессом, в котором аномальная реакция иммунной системы организма нацелена на миелин и разрушает жировое вещество вокруг каждого нервного волокна, которое обеспечивает изоляцию и оптимальную связь мозга.

Поврежденный миелин создает рубцовую ткань, которая называется «склерозом». Когда какая-либо часть миелиновой оболочки повреждена или разрушена, она прерывает нервные импульсы, перемещающиеся по всему мозгу, и нарушает линии связи участков белого вещества между различными областями мозга.

В заявлении в Оттавский университет Дэвид Пикеттс сказал: «Мы взволнованы этим открытием и теперь планируем выявить молекулярный путь, который отвечает за наблюдаемые преимущества VGF. Ясно, что VGF имеет важное значение для начала исцеления в поврежденных областях мозга ».

VGF помогает облегчить нейропротекторные силы упражнений

Исторически сложилось так, что мозжечок, по мнению большинства экспертов, был единственным «мозговым» мозговым центром, ответственным за тонкую настройку мышечных движений и контроль баланса. Однако растущий объем исследований подразумевает, что мозжечок может, по сути, играть важную роль в когнитивной функции или дегенерации исполнительной функции и памяти.

В качестве примера на прошлой неделе исследователи из Гарвардской медицинской школы сообщили, что атрофия подкорковых областей мозга, включая мозжечок, свидетельствует о комбинации сокращения объема мозга серого вещества, связанного с когнитивным дефицитом при болезни Альцгеймера.

Мыши в недавнем канадском исследовании, которые побежали добровольно, приобрели лучшее чувство равновесия по сравнению с их сидячими коллегами. Их атаксия также улучшилась. Это заставило исследователей углубиться в то, что происходило в мозжечке. При ближайшем рассмотрении исследователи определили, что бегущие мыши получили значительно больше изолята миелина вокруг волокон нерва белого вещества в своем мозжечке.

Чтобы определить, почему бег приводил к росту более здоровых миелиновых оболочек, команда искала различия в экспрессии генов между бегущими и сидячими мышами. Это когда они идентифицировали VGF в качестве основного кандидата для улучшения изоляции миелина посредством процесса под названием «опосредованный VGF олигодендрогенез». VGF является одной из сотен молекул (включая иризин), которые мышцы высвобождают в организм и головной мозг во время физических упражнений.

Когда исследовательская группа использовала не реплицирующий вирус для введения белка VGF в кровоток сидячей мутантной мыши, эффекты имитировали те из мышей, которые бежали последовательно. Запуск производства VGF привел к большей изоляции в поврежденной области мозжечка и уменьшению симптомов заболевания. Это открытие может привести к революционным методам лечения нейродегенеративных заболеваний в будущем.

В классическом примере «использовать его или потерять» мышам необходимо продолжать упражнение для поддержания нейропротекторных преимуществ VGF. К сожалению, если их бегущее колесо было выведено из клетки, их симптомы вернулись, и они скоро умрут.

В своем заявлении Дэвид Пикеттс заключает: «Нам нужно сделать более широкие исследования, чтобы выяснить, может ли эта молекула быть полезной при лечении рассеянного склероза и других нейродегенеративных заболеваний».

«Маленький мозг» может стать центральным этапом в XXI веке

Это новое исследование о том, как мышь преодолевает атаксию, объединяя белые волокна в мозжечке, предлагает множество подсказок, которые могут применяться к другим млекопитающим, включая людей. Например, Джереми Шмахманн, возглавляющий подразделение атаксии общей больницы Массачусетса в Гарвардской медицинской школе, провел свою карьеру, изучая неврологические и психологические последствия повреждения мозжечка у пациентов с атаксией.

У Шмахмана есть радикальная теория Dysmetria of Thought , которая является гипотезой о том, что мозжечок тонко настраивает когнитивные процессы в левом и правом полушариях так же, как и тонко настраивает мышечные движения через моторную кору головного мозга в коре головного мозга, которая планирует и контролирует выполнение добровольных движений.

Photo and illustration by Christopher Bergland (Circa 2009)
Этот рудиментарный эскиз «Super 8» иллюстрирует, как оптимизация функциональной связности участков белого вещества внутри и между всеми четырьмя полушариями мозга может способствовать состоянию «сверхтекучести».
Источник: фото и иллюстрация Кристофера Бергленда (2009)

Как человек, который любит бегать, кататься на велосипеде и плавать, я всегда замечал, что участие в аэробной деятельности помогает прояснить мои мысли, решить проблему, придумать свежие идеи и подключить точки новыми и полезными способами. На протяжении десятилетий я был на миссии по изоляции механики мозга, которые объясняют связь между аэробной деятельностью, творческим мышлением и повышенной вероятностью наличия Eureka! момент.

Один ключ к решению этой загадки пришел в июне 2016 года, когда в Cerebral Cortex было опубликовано исследование о творчестве Маниша Саггара из Стэнфордского университета. Саггар и его коллеги обнаружили, что повышенная связь между головным мозгом и мозжечком повышает творческий потенциал. Другие исследования показали, что аэробные упражнения оптимизируют связь белого вещества по мозолистому телу между левым и правым полушариями головного мозга.

Хотя это спекулятивно с моей стороны, когда я впервые прочитал новое исследование из лаборатории Пикеттса сегодня утром, у меня был мини- ага! и спросила себя: «Может быть, запуск производства VGF с помощью аэробных упражнений может помочь оптимизировать функциональную связность участков белого вещества в мозжечке для людей из всех слоев общества?»

Вспышка VGF может помочь создать состояние сверхтекучести, которое является термином, который я заимствовал из мира физики, чтобы описать ощущение вашего тела, ума и мозга, работающее с абсолютно нулевым трением или вязкостью. Опять же, эта гипотеза – это всего лишь образованная догадка в этот момент. Следите за новыми научными открытиями в этой интересной теме!

© 2016 Кристофер Бергленд. Все права защищены.