Ген нейропластичности. Как защитить мозг от снижения памяти и деменции

Дисклеймер

Это научно-популярная книга о нейропластичности, памяти и когнитивном здоровье. Она носит образовательный характер, медицинским руководством, средством диагностики или лечения служить не может и консультацию врача не заменяет.

Если у вас или у близкого человека уже установлен диагноз (деменция, болезнь Альцгеймера, последствия инсульта или другое неврологическое заболевание), это зона работы врача и профильных специалистов. Книга диагнозов не ставит и не лечит, она лишь помогает увидеть общую картину. При тревожных сигналах, таких как резкое ухудшение памяти, спутанность сознания или признаки инсульта, не откладывайте обращение к врачу.

Любые изменения в питании, приёме добавок и лекарств, режиме сна и нагрузок согласовывайте с врачом, особенно при хронических заболеваниях, беременности и в детском возрасте. Упоминание нутрицевтиков и лекарств носит справочный характер и назначением не служит. Генетические особенности описывают лишь предрасположенность.

Автор и издатель не несут ответственности за последствия самостоятельного применения изложенной информации без профессионального сопровождения. Дополнительные материалы автора доступны под именем dr.hromosoma.

Введение. Почему мозг начинает забывать

В последние годы тема памяти и когнитивного здоровья стала занимать всё больше места в моей врачебной практике. Люди начали чаще интересоваться тем, почему с возрастом меняется работа мозга, можно ли заранее оценить риск деменции и существуют ли способы сохранить память на долгие годы. Особенно часто такие вопросы возникают у тех, кто уже столкнулся с возрастными изменениями у своих родителей или знает о случаях деменции в семье.

Страх потерять память вполне понятен. Ведь вместе с ней человек рискует утратить гораздо больше, чем способность запоминать новую информацию. Воспоминания связывают нас с прожитой жизнью. Благодаря им мы узнаём близких, сохраняем свой опыт и продолжаем ощущать себя теми, кем были вчера. Поэтому перспектива однажды перестать узнавать собственных детей или забыть важные события своей жизни пугает гораздо сильнее обычных возрастных изменений.

При этом беспокойство о состоянии мозга давно вышло за пределы пожилого возраста. Всё чаще с трудностями концентрации внимания сталкиваются люди, которые продолжают активно работать и вести привычный образ жизни. Кто-то замечает, что стал медленнее обрабатывать информацию. Кому-то сложнее осваивать новое, хотя раньше обучение давалось легко. Такие изменения могут возникать по самым разным причинам, но они заставляют задуматься о том, насколько устойчив наш мозг к нагрузкам и почему его возможности со временем меняются.

Особенно остро эти вопросы встали после пандемии COVID-19.

До пандемии ухудшение памяти многие привычно связывали прежде всего со старением. Коронавирусная инфекция заставила посмотреть на проблему шире. Оказалось, что заметные когнитивные нарушения могут возникать и у относительно молодых людей, причём иногда после перенесённого заболевания, которое первоначально казалось лёгким [1].

Врачи начали всё чаще слышать от пациентов описания необычного состояния: человеку трудно удерживать внимание, привычные мысли требуют усилий, а интеллектуальная работа быстро вызывает утомление. Некоторым становилось сложно читать длинные тексты или поддерживать разговор, в котором нужно одновременно следить за несколькими мыслями. Именно такие ощущения пациенты часто называют «мозговым туманом».

Поначалу многое оставалось непонятным. Почему после респираторной инфекции у части людей возникают продолжительные когнитивные нарушения? Как долго они могут сохраняться? И что происходит в нервной системе, когда человек физически уже выздоровел, а прежняя работоспособность так и не вернулась?

Постепенно стали появляться крупные исследования, позволившие оценить масштаб проблемы. В 2022 году журнал Nature Medicine опубликовал результаты наблюдения за более чем 150 тысячами человек, перенёсших COVID-19. В течение последующего года исследователи обнаружили повышенную частоту ряда неврологических нарушений по сравнению с контрольными группами. Среди них были расстройства памяти и другие когнитивные проблемы. Повышенный риск некоторых нейродегенеративных диагнозов также привлёк внимание учёных [2].

Позднее появились результаты более продолжительных наблюдений. Стало понятно, что у части переболевших последствия инфекции могут сохраняться годами. Наряду с когнитивными жалобами исследователи изучают тревожные и депрессивные симптомы, которые встречаются при длительном постковидном синдроме [3].

Всё это изменило представления о последствиях массовых инфекций. Сегодня исследователей интересует уже более отдалённая перспектива. Если перенесённая инфекция способна вызывать продолжительные изменения в работе нервной системы, могут ли эти изменения повлиять на её состояние через десять или пятнадцать лет? И существует ли вероятность, что у людей с определённой предрасположенностью нейродегенеративные процессы начнут развиваться раньше?

Ответов пока меньше, чем вопросов. Для оценки столь отдалённых последствий необходимы десятилетия наблюдений. Но сама постановка проблемы имеет огромное значение для профилактической медицины.

Тем более что распространённость деменции растёт и без учёта возможных долгосрочных последствий пандемии.

По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2021 году в мире насчитывалось около 57 миллионов человек с деменцией. Согласно прогнозу, опубликованному в The Lancet Public Health, к 2050 году их число может превысить 150 миллионов. Основной причиной такого роста исследователи называют увеличение продолжительности жизни и старение населения [4][5].

Человечество живёт всё дольше, и теперь перед медициной возникает новая задача: помочь людям сохранить когнитивные способности на протяжении этих дополнительных лет.

Но почему одним это удаётся значительно лучше, чем другим?

Ведь даже среди людей одного возраста различия могут быть огромными. Кто-то и после семидесяти продолжает успешно осваивать новые навыки. Другому заметные трудности с памятью начинают мешать значительно раньше. Конечно, имеет значение состояние здоровья, но одинаковые внешние обстоятельства тоже способны по-разному отражаться на работе мозга.

Чтобы разобраться в этих различиях, нужно обратиться к одному из самых интересных свойств нервной системы — её способности изменяться.

Долгое время считалось, что после завершения развития мозг постепенно утрачивает свои возможности. Сегодня мы знаем, что на протяжении всей жизни в нём продолжаются процессы перестройки. Под влиянием опыта изменяются связи между нервными клетками. Обучение помогает закреплять новые способы обработки информации, а после повреждений сохранившиеся нейронные сети иногда способны частично компенсировать утраченные функции.

Эта способность называется нейропластичностью.

Именно благодаря ей человек может учиться во взрослом возрасте, приобретать новые навыки и приспосабливаться к изменяющимся условиям. Для сохранения когнитивного здоровья нейропластичность имеет огромное значение, поскольку позволяет нервной системе продолжать адаптироваться даже на фоне возрастных изменений.

Но от чего зависит сама способность мозга к перестройке? Почему в одних условиях новые связи формируются и укрепляются успешнее, а в других эти процессы нарушаются?

На этом этапе разговор о памяти приводит нас к молекулярной биологии.

Как генетика, меня особенно интересует связь между наследственными особенностями и процессами, которые происходят в нервной системе на протяжении жизни. И среди генов, участвующих в нейропластичности, особое место занимает BDNF.

BDNF — сокращение от brain-derived neurotrophic factor, нейротрофического фактора мозга. Это белок, который участвует в поддержании жизнедеятельности нейронов и регулирует важные механизмы синаптической пластичности. Благодаря его действию нервные клетки способны изменять силу связей между собой, а новый опыт получает биологическую основу для закрепления [6].

Представьте мозг в виде огромного сада. Нейроны напоминают растения, ветви которых постепенно переплетаются, образуя сложную сеть. Одни ветви растут навстречу друг другу, другие теряют прежнее значение. Чтобы сад продолжал развиваться, растениям необходимы подходящие условия и вещества, поддерживающие их рост.

BDNF можно представить как один из важнейших факторов, от которых зависит состояние этого сада. Он помогает нейронам поддерживать связи и участвует в процессах, благодаря которым нервная система приспосабливается к новому опыту.

И здесь возникает особенно интересная для профилактической медицины связь.

Работа системы BDNF зависит от биологических процессов, на которые способны влиять условия жизни человека. Физическая активность запускает реакции, связанные с нейротрофической сигнализацией. Сон имеет большое значение в закреплении памяти. Хронический стресс, напротив, может нарушать механизмы пластичности [7].

Получается, что между повседневной жизнью человека и молекулярными процессами в его мозге существует постоянная связь. Наши привычки способны менять биологическую среду, в которой работают нейроны.

Конечно, нейропластичность регулируется гораздо более сложной системой, чем один белок. Существуют и другие молекулярные механизмы, а наследственные варианты BDNF сами по себе далеко не определяют будущую судьбу памяти. Но именно этот ген позволяет особенно наглядно проследить связь между генетикой и способностью мозга приспосабливаться к изменениям.

Поэтому BDNF станет центральным героем нашей книги.

Мы подробно разберём его функции и генетические варианты, которые изучаются в связи с памятью. Посмотрим, как меняется работа нейротрофических механизмов с возрастом и каким образом на них воздействуют привычные условия жизни.

Особое место займут исследования, посвящённые возможностям поддержки нейропластичности. Некоторые из них хорошо известны, например влияние регулярной физической нагрузки на когнитивное здоровье. Другие пока кажутся необычными. Так, учёные исследуют влияние обонятельной стимуляции на процессы памяти и изучают вещества, способные воздействовать на нейротрофические сигнальные пути [8][9].

Мне хочется рассказать и об этих направлениях, потому что современная профилактическая медицина развивается именно на пересечении фундаментальных открытий и их практического применения. При этом мы будем обращать внимание на то, какие результаты уже получены в исследованиях с участием людей, а какие пока остаются экспериментальными.

Для меня эта тема имеет особое значение ещё и потому, что вопросы о состоянии памяти часто возникают тогда, когда изменения уже начали беспокоить человека или его близких. Но современные знания о мозге позволяют задуматься о профилактике гораздо раньше.

Чем больше я изучаю механизмы нейропластичности, тем сильнее убеждаюсь, насколько важно говорить о когнитивном здоровье на протяжении всей жизни. В молодости мы редко задумываемся о том, какой будет наша память через тридцать лет. Кажется, что мозг всегда сохранит привычную скорость работы, а способность учиться останется такой же естественной, как сегодня.

С возрастом отношение к этим вещам постепенно меняется. Мы начинаем особенно ценить возможность самостоятельно мыслить, сохранять профессиональные навыки и оставаться полноценными участниками собственной жизни.

Именно поэтому мне захотелось написать эту книгу.

У меня есть и личная причина так глубоко интересоваться нейропластичностью. Результаты моего собственного генетического исследования показали особенности, которые связывают с предрасположенностью к когнитивному снижению и риском деменции. В том числе у меня обнаружен вариант гена BDNF, который в научных исследованиях связывают с особенностями нейротрофической сигнализации и процессов памяти.

Когда изучаешь подобные механизмы как врач, это вызывает профессиональный интерес. Но когда обнаруживаешь определённые генетические особенности у себя, научные исследования приобретают совершенно другое значение. Мне самой хочется сохранить хорошую память до глубокой старости. Продолжать учиться, заниматься любимой работой и с интересом встречать каждый новый день.

Поэтому нейропластичность для меня давно стала чем-то большим, чем очередная медицинская тема. Я изучаю исследования, посвящённые сохранению когнитивного здоровья, и ищу способы поддерживать собственный мозг на протяжении всей жизни. Мне интересно, какие возможности открывает современная нейробиология и насколько мы способны влиять на процессы, которые раньше считались неизбежными последствиями старения.

Своими знаниями и открытиями я хочу поделиться с вами. Ведь, пожалуй, самое ценное в долгой жизни — возможность продолжать жить ею во всей полноте. Сохранять воспоминания, узнавать новое, строить планы и с любопытством смотреть в будущее.

Рисунок 1. BDNF против старых мифов о мозге

10 мифов о нейропластичности

О человеческом мозге существует удивительно много заблуждений. Некоторые из них мы слышим с детства и настолько к ним привыкли, что даже не задумываемся, насколько они соответствуют современным научным представлениям. Другие появились сравнительно недавно, вместе с популярностью генетических тестов и обещаниями улучшить память с помощью специальных препаратов или тренировок.

Особенно много мифов связано со старением мозга. Люди часто воспринимают ухудшение памяти как неизбежную часть возраста, а наследственную предрасположенность — как предсказание будущего. Между тем исследования нейропластичности показывают, что нервная система устроена значительно сложнее.

Разберём десять распространённых убеждений и посмотрим, что о них говорит современная наука.

Миф 1. «Нервные клетки не восстанавливаются»

Эту фразу слышал практически каждый. Долгое время считалось, что после завершения развития мозг способен только терять нервные клетки, а возможности восстановления крайне ограничены.

Сегодня мы знаем, что мозг сохраняет способность изменяться на протяжении всей жизни. Нейроны могут укреплять существующие связи и формировать новые контакты. Благодаря этим процессам человек продолжает учиться и приобретать навыки даже в зрелом возрасте.

Что касается образования новых нейронов, здесь ситуация сложнее. У взрослых животных нейрогенез обнаружен в определённых областях мозга, а его выраженность у взрослого человека остаётся предметом исследований [10][11].

Поэтому главное открытие современной нейробиологии заключается даже не в возможности появления новых клеток. Гораздо важнее то, что уже существующие нейроны способны перестраивать свою работу.

Миф 2. «После определённого возраста мозг перестаёт меняться»

С возрастом действительно происходят изменения нервной системы. Некоторые процессы обучения замедляются, а освоение непривычных навыков иногда требует большего времени. Но это вовсе не означает, что мозг утрачивает способность к развитию.

Исследования показывают, что нейропластичность сохраняется и в пожилом возрасте. Человек способен приобретать новые знания и совершенствовать навыки даже спустя десятилетия после завершения образования [12][13].

Конечно, возможности мозга в двадцать и семьдесят лет различаются. Но возраст сам по себе не устанавливает границу, после которой обучение становится бесполезным. Нервная система продолжает реагировать на новый опыт, хотя характер этих изменений может отличаться от процессов, происходящих в молодости.

Миф 3. «Память ухудшается исключительно из-за возраста»

Возраст влияет на когнитивные функции, но далеко не каждое изменение памяти связано со старением мозга.

Например, хроническое недосыпание способно заметно ухудшать концентрацию внимания. В результате человеку кажется, что он стал хуже запоминать информацию, хотя основная трудность возникает ещё на этапе её восприятия [14].

Длительное эмоциональное напряжение также может отражаться на работе памяти. А иногда за когнитивными жалобами скрываются заболевания, требующие диагностики и лечения [15].

Поэтому ухудшение памяти нельзя автоматически объяснять возрастом. Гораздо важнее разобраться, когда появились изменения и что могло на них повлиять. Некоторые причины когнитивных нарушений поддаются коррекции, и своевременное обследование помогает их выявить.

Миф 4. «Если стал забывать слова, значит, начинается деменция»

Знакомая ситуация: человек входит в комнату и вдруг забывает, зачем пришёл. Или пытается вспомнить имя известного актёра, которое буквально вертится на языке. После нескольких подобных случаев иногда возникает тревожная мысль: а вдруг это первые признаки деменции?

На самом деле обычная забывчивость сама по себе ещё не говорит о нейродегенеративном заболевании.

Подобные эпизоды встречаются и у здоровых людей. Особенно часто они возникают при утомлении или повышенной нагрузке на внимание. При этом человек обычно сохраняет самостоятельность и продолжает справляться с привычными повседневными задачами.

Деменция представляет собой значительно более серьёзное нарушение когнитивных функций, которое постепенно начинает влиять на повседневную жизнь.

Впрочем, если забывчивость нарастает или близкие замечают выраженные изменения в поведении человека, стоит обратиться к специалисту. Ранняя диагностика помогает своевременно обнаружить возможные причины нарушений.

Миф 5. «Гены заранее определяют, будет ли у человека деменция»

Генетика действительно имеет большое значение в развитии некоторых нейродегенеративных заболеваний. Существуют наследственные варианты, связанные с повышенным риском болезни Альцгеймера. А редкие патогенные мутации могут становиться причиной семейных форм заболевания с высокой вероятностью развития симптомов [16][17].

Но большинство случаев деменции имеют значительно более сложное происхождение.

Генетическая предрасположенность далеко не всегда означает неизбежное развитие заболевания. На индивидуальный риск влияют многие обстоятельства, включая состояние сосудов и общее здоровье человека [18].

В 2024 году комиссия The Lancet представила обновлённый анализ факторов риска деменции. По оценкам исследователей, около 45% случаев деменции потенциально связаны с четырнадцатью модифицируемыми факторами риска [19].

Это популяционная оценка, а не обещание предотвратить заболевание у конкретного человека. Но она показывает, насколько большое значение для когнитивного здоровья имеют факторы, действующие на протяжении жизни.

Миф 6. «Для тренировки мозга достаточно разгадывать кроссворды»

Кроссворды и специальные приложения для памяти действительно заставляют мозг работать. Но здесь существует важная особенность: человек прежде всего совершенствует выполнение именно той задачи, которую регулярно тренирует.

Если каждый день решать определённый тип головоломок, со временем они начнут даваться легче. Но это ещё не означает, что улучшатся все когнитивные функции или снизится риск деменции [20].

Поэтому исследователи изучают более широкие возможности когнитивного обогащения. Особый интерес вызывает освоение сложных навыков, требующих интеллектуальных усилий и длительного обучения [21].

Для мозга важна не только тренировка знакомой способности, но и разнообразный опыт, который вовлекает разные нейронные сети.

При этом кроссворды вполне могут оставаться приятным интеллектуальным занятием. Главное — воспринимать их как одну из возможностей поддерживать умственную активность, а не как универсальную защиту от возрастных заболеваний.

Миф 7. «Существуют волшебные таблетки для улучшения памяти»

Идея улучшить память с помощью одной таблетки выглядит очень заманчиво. Достаточно принять специальный препарат, и мозг снова начинает работать как в молодости. Именно на таком обещании часто строится реклама средств для поддержания когнитивных функций.

На самом деле некоторые вещества действительно способны влиять на биохимические процессы, связанные с работой нервной системы. Учёные изучают их воздействие на нейротрофические факторы, в том числе BDNF, и механизмы синаптической пластичности. Впрочем, результаты экспериментов на клетках и животных далеко не всегда подтверждаются в исследованиях с участием людей.

Универсальной таблетки, способной восстановить память и защитить человека от деменции, пока не существует. При этом отдельные препараты и нутрицевтики могут быть полезны при определённых состояниях, особенно когда когнитивные нарушения связаны с выявленным дефицитом или заболеванием [22][23].

Поэтому важно различать научно обоснованную коррекцию конкретных нарушений и маркетинговые обещания быстрого улучшения работы мозга. Возможности некоторых веществ действительно заслуживают внимания, но их эффективность зависит от показаний и качества научных доказательств.

Миф 8. «Мозговой туман после COVID-19 — это навсегда»

После пандемии многие люди впервые столкнулись с продолжительными когнитивными жалобами. Некоторым стало трудно сосредоточиться на привычной работе, а интеллектуальная нагрузка начала вызывать выраженное утомление.

Поначалу подобные симптомы вызывали немало споров. Сегодня известно, что когнитивные нарушения могут входить в картину длительного постковидного синдрома [24].

Исследователи рассматривают несколько возможных механизмов этих изменений. Среди них особое внимание уделяется иммунным реакциям и нейровоспалительным процессам. Изучается также роль сосудистых и других системных нарушений [25].

У части людей когнитивные функции постепенно улучшаются, иногда в течение многих месяцев. Правда, скорость восстановления существенно различается, а у некоторых пациентов симптомы сохраняются длительно [26].

Поэтому постковидный мозговой туман следует воспринимать как реальную медицинскую проблему, требующую внимательного отношения, а не как признак неизбежного повреждения мозга на всю оставшуюся жизнь.

Миф 9. «Учиться новому в зрелом возрасте уже бесполезно»

Это убеждение особенно обидно, потому что иногда именно оно мешает человеку попробовать то, о чём он давно мечтал.

Кажется, что изучать иностранный язык нужно исключительно в детстве, а осваивать музыкальный инструмент имеет смысл только в молодости. Но исследования нейропластичности давно показали, что взрослый мозг сохраняет способность к обучению [27].

С новым опытом связана и концепция когнитивного резерва. Под этим понятием понимают способность человека сохранять когнитивные функции при наличии возрастных или патологических изменений мозга [28].

Исследования связывают более высокий когнитивный резерв с накопленным интеллектуальным опытом и другими особенностями жизни человека [29].

Это не означает, что каждый новый навык автоматически создаёт защиту от деменции. Но обучение остаётся важной частью активной интеллектуальной жизни и позволяет мозгу продолжать использовать свои адаптационные возможности.

Миф 10. «Если у близкого родственника была деменция, меня ждёт то же самое»

Когда человек узнаёт, что у его родителей или других близких родственников развивается деменция, страх за собственное будущее вполне естественен. Особенно если заболевание началось сравнительно рано или встречалось у нескольких членов семьи.