Задерживать дыхание на несколько минут подряд должно быть ужасно для мозга. Но учёные обнаружили, что фридайверы, погружающиеся глубоко под воду, развивают невероятные психические адаптации, которые защищают нейронные сети, отвечающие за внимание, движение и память.
В исследовании researchers обнаружили, что тренировка задержки дыхания связана с серьёзными изменениями в том, как различные области мозга взаимодействуют друг с другом. И они говорят, что эти findings однажды могут вдохновить на создание методов лечения болезни Альцгеймера и других неврологических расстройств.
В статье, загруженной на сервер препринтов bioRxiv, говорится: «Тренировка фридайвинга связана с избирательной реорганизацией гиппокампа и крупномасштабных сетей мозга. Эти изменения связаны с производительностью эпизодической памяти и могут отражать адаптивные нейропластические процессы при повторяющейся добровольной гипоксии. Фридайвинг, таким образом, представляет собой ценную человеческую модель для исследования функциональной адаптации мозга и может inform терапевтические вмешательства для повышения когнитивной устойчивости».
Для исследования команда из Университета Париж-Сакле набрала 17 опытных фридайверов, которые прошли сканирование мозга до и после семимесячного периода тренировок. Они также привлекли 20 мужчин, которые никогда не занимались фридайвингом, но были сопоставимого возраста и выполняли около пяти часов аэробных упражнений в неделю. Во время каждого сканирования участники выполняли четыре раунда, состоящих из задержки дыхания до двух минут, после чего следовало 90 секунд нормального дыхания. Все, кто принимал участие, также выполняли тесты памяти.
Анализ revealed, что после семи месяцев тренировок у фридайверов наблюдались изменения в связности мозга across сетей, связанных с когнитивным контролем, вниманием, сенсорной обработкой и движением. Обе стороны гиппокампа показали более сильные связи с мозжечком — областью мозга, наиболее известной контролем движения, но всё чаще признаваемой играющей важную роль в памяти и других когнитивных функциях. В то же время связи между гиппокампом и областями, участвующими в обработке сенсорной информации и движении, стали слабее, особенно когда фридайверы дышали нормально.
Исследователи считают, что этот паттерн предполагает, что мозг может смещать фокус с внешнего мира на внутренние процессы, которые помогают защищать и сохранять память во время физиологических стрессов фридайвинга. «В целом, нейропластичность, вызванная фридайвингом, по-видимому, отражает уникальное схождение спорта и адаптации к гипоксии», — сказали исследователи. «Эта комбинация привела к функциональной реорганизации, которая отдаёт приоритет внутренней регуляции, сохранению памяти и эффективности сети. Наши данные предполагают, таким образом, что при контролируемом и повторяющемся воздействии добровольная гипоксия может поддерживать нейронную устойчивость».
Они добавили: «Помимо спорта, эти insights открывают трансляционные пути для терапевтических вмешательств, нацеленных на уязвимость гиппокампа, например, при старении, нейродегенерации или патологиях, связанных с гипоксией, через контролируемые парадигмы гипоксической тренировки, designed чтобы использовать адаптивную нейропластичность».
Что такое гипоксия и почему она может быть полезна?
Гипоксия — это состояние, при котором организм или отдельные органы испытывают недостаток кислорода. В обычных условиях гипоксия опасна для мозга: без кислорода нейроны начинают гибнуть уже через несколько минут. Однако контролируемая и повторяющаяся гипоксия, которую испытывают фридайверы, может запускать адаптивные механизмы, защищающие мозг.
Это явление известно как «прекондиционирование гипоксией» (hypoxic preconditioning). Оно было впервые описано в кардиологии, где было показано, что кратковременные эпизоды умеренной гипоксии защищают сердце от последующих более серьёзных ишемических повреждений. Аналогичные механизмы, по-видимому, работают и в мозге.
Фридайвинг — это уникальная форма тренировки, которая сочетает физическую нагрузку, задержку дыхания и психологический контроль. Во время погружения частота сердечных сокращений замедляется, кровь перераспределяется от периферических тканей к жизненно важным органам, а мозг переключается на более эффективное использование кислорода. Эти адаптации, по мнению исследователей, могут лежать в основе наблюдаемых изменений в связности мозга.
Как это может помочь в лечении болезней мозга?
Болезнь Альцгеймера и другие нейродегенеративные заболевания связаны с прогрессирующей потерей нейронов, особенно в гиппокампе — области, критически важной для памяти и обучения. Гиппокамп особенно чувствителен к недостатку кислорода, что делает его уязвимым при инсультах, старении и нейродегенерации.
Если контролируемая гипоксия может стимулировать нейропластичность и укреплять связи между гиппокампом и другими областями мозга, это открывает потенциальные пути для терапии. Исследователи предполагают, что специально разработанные протоколы гипоксической тренировки могут помочь пожилым людям сохранить когнитивные функции или замедлить прогрессирование нейродегенеративных заболеваний.
Однако они предупреждают, что необходимы дальнейшие исследования. Фридайвинг — это экстремальный вид спорта, связанный с рисками, включая потерю сознания и повреждение мозга. Использование гипоксии в терапевтических целях требует строгого контроля и медицинского наблюдения.
Исследование Университета Париж-Сакле — это первый шаг к пониманию того, как фридайвинг влияет на мозг. Учёные планируют продолжить работу, чтобы определить, какие именно механизмы лежат в основе наблюдаемых изменений и можно ли их воспроизвести без погружения под воду.
Если это удастся, гипоксическая тренировка может стать новым инструментом в арсенале неврологов — наряду с физическими упражнениями, когнитивным тренингом и медикаментами. Но пока это лишь перспектива, требующая осторожности и дальнейших исследований.
Одно ясно: фридайверы, которые проводят минуты без воздуха на глубине десятков метров, не только демонстрируют невероятные физические возможности, но и раскрывают тайны адаптации мозга, которые могут помочь миллионам людей по всему миру.
Источники: bioRxiv, Университет Париж-Сакле, Daily Mail, Xantha Leatham.
Ваш комментарий