Хорошо известно, что общепринятые истины неплохо время от времени проверять. В середине 1990-х годов несколько калифорнийских ученых решили проверить, действительно ли в мозге взрослого человека не образуются новые клетки. Однако они начали с изучения мозга не людей, а мышей.

Первый вопрос, на который исследователи хотели найти ответ, звучал следующим образом: произойдет ли что-то в мозге испытуемых, если их переместить из скучных стерильных клеток в обогащенную среду? В течение месяца мыши жили в клетке, где было множество тоннелей, куда можно было прятаться, колес, в которых можно было бегать, и игрушек, с которыми можно было играть. Они также пребывали в компании большого количества других мышей. Несомненно, это было более веселое окружение, чем стерильные клетки, к которым мыши привыкли. Ученые знали, что перемены в окружении и новые впечатления могут привести к созданию новых связей между клетками мозга мышей, поскольку связи образуются тогда, когда мы узнаем что-то новое. Но могли ли они повлиять на мозг животных и другим путем? Да!

Новое окружение колоссально повлияло на мозг грызунов: он создал огромное количество новых клеток. Часть гиппокампа мышей выросла, и последствия этого были удивительны: количество мозговых клеток увеличилось на 15 % всего за несколько недель, что было просто невероятно.

Это нельзя было объяснить молодостью мышей, поскольку ученые получили такой же результат, после того как повторили эксперимент на грызунах старшего возраста. Новые клетки, образовавшиеся в их мозге, работали лучше, чем старые. Когда способность к обучению мышей проверили, погрузив их в бассейн со скрытой платформой, выяснилось, что мыши, находившиеся в обогащенной среде, обнаруживали платформу быстрее. Их память была лучше, чем у тех, кто жил в стерильной клетке.

Вышеописанное открытие повлекло за собой ряд предположений. Справедливо ли то же самое для людей, оказавшихся в обогащенной среде? Значит ли это, что смена обстановки и такой новый опыт, как путешествие, смена работы или новый круг общения, могут привести к образованию мозговых клеток? Может ли такой опыт улучшить нашу память и даже сделать нас умнее?

Во-первых, давайте сделаем шаг назад. Что именно в окружении мышей заставило их мозг образовывать новые клетки? Были ли это игрушки и тоннели, где они могли прятаться, или же множество других мышей вокруг? А может, такой результат связан с их бегом в колесе?

Лично я бы предположил, что дело было в комбинации всех этих факторов, однако это не так. Когда мыши только бегали в колесе и не имели доступа к остальным стимулам, в их мозге происходили значительные изменения. Оказалось, что физическая активность (то есть в данной ситуации бег в колесе), является главным фактором в формировании новых клеток мозга. Другие стимулы вроде игрушек и тоннелей либо вообще не оказывали никакого воздействия, либо оно было незначительным.

Факт того, что регулярный бег стимулирует образование огромного числа новых клеток мозга, значительно повлиял на некоторых ученых, проводивших эксперимент. Один из них, генетик Фред (Расти) Гейдж, рассказал о том, что его коллеги кардинально изменили свой образ жизни и начали бегать, после того как увидели все те новые клетки в мозге мышей. Они предположили, что если это относится к мышам, то справедливо и в отношении людей тоже.

Однако были ли Гейдж и его коллеги правы, предположив, что мозг взрослого человека способен образовывать новые клетки? Это сложный вопрос, поскольку, чтобы найти ответ на него, необходимо изучить мозг под микроскопом, так как ни КТ, ни МРТ не способны дать нам подсказку. В действительности необходима аутопсия человеческого мозга. Даже если бы кто-то согласился пожертвовать свой мозг науке после смерти, возникла бы проблема: как понять, являются ли клетки мозга новыми? Отличить их от старых невероятно сложно.

Решение было найдено, когда шведскому нейробиологу Питеру Эриксону пришла в голову блестящая идея. Онкологи используют вещество под названием бромдезоксиуридин (БДУ), чтобы определить, делятся ли раковые клетки и растет ли опухоль. БДУ помечает новые клетки, причем не только раковые, но и клетки других типов тоже.

Эриксон понял, что если в мозге будут новые клетки, то БДУ распознает и их тоже, благодаря чему их можно будет увидеть в мозге людей, скончавшихся от рака.

Сказано – сделано, и ученые получили разрешение проверить мозг пяти умерших пациентов на наличие в нем новых клеток. Их мозг должен был помочь разгадать одну из самых больших научных головоломок: способен ли мозг обновляться в течение жизни. Ученые надеялись, что клетки, помеченные БДУ, будут обнаружены в мозге хотя бы одного из доноров, однако новые клетки были найдены во всех пяти, причем ровно в той же области мозга, что и у мышей: в гиппокампе[9].

Невероятно, но новым клеткам был примерно месяц, и, получается, они сформировались тогда, когда донор умирал от тяжелой болезни. Даже при таких обстоятельствах мозг продолжал образовывать новые клетки! В микроскоп было видно, что молодые клетки образовали связи со старыми и ассимилировались с клетками гиппокампа, то есть полностью приспособились к новому окружению. Скорее всего, они функционировали и были полезны, пока пациент был жив.

Важность обнаружения новых клеток в мозге доноров невозможно переоценить. Новость о том, что нейрогенез, то есть процесс создания и развития новой нервной ткани, происходит даже у взрослых, стала сенсацией и попала в заголовки газет по всему миру. Медицинские учебники пришлось переписать. Утверждение, что клетки мозга не обновляются в течение жизни человека, оказалось ложным.

Однако, как это часто случается в мире научных исследований, ответ на один вопрос породил другие вопросы. Теперь ученые заинтересовались следующим: происходит ли регенерация клеток с одинаковой скоростью, вне зависимости от образа жизни человека, а если нет, то что на этот процесс влияет? Можно ли ускорить обновление клеток, и если да, то как? При поиске ответа на этот вопрос было вполне логично сфокусироваться на физической активности, поскольку эксперименты уже показали, что она сильнее всего влияет на мозг мышей. Известно ли нам наверняка, что тренировки приводят к ускоренной регенерации клеток и у человека тоже? Можно ли улучшить память, будучи физически активным? На оба этих вопроса можно ответить утвердительно.

Это вывод, к которому удалось прийти после двух десятилетий исследований, которые последовали за открытием нейрогенеза у человека.

Прежде чем мы продолжим, давайте зададим себе следующий вопрос: насколько важна регенерация клеток гиппокампа? Имеет ли она значение лишь для ученых? Она прослеживается только в ходе лабораторных экспериментов или имеет практическое значение? Для начала отметим, что регенерацию клеток мозга нельзя назвать неважной! Примерно треть всех клеток гиппокампа заменяется на новые в течение жизни.