Cvičenie stimuluje rast neurónov a pomáha zabudnúť na traumy a závislosti

Výskumníci z University of Toronto v Kanade a Kyushu University v Japonsku zistili, že zvýšenie tvorby neurónov a následné prepojenie neurálnych obvodov v hipokampe prostredníctvom cvičenia alebo genetickej manipulácie pomáha myšiam zabudnúť na traumatické alebo s drogami súvisiace spomienky. Zistenia, publikované v časopise Molecular Psychiatry, by mohli ponúknuť nový prístup k liečbe duševných porúch, ako je posttraumatická stresová porucha (PTSD) alebo drogová závislosť.

PTSD je duševná porucha, ktorá môže byť spôsobená prežitím alebo svedkom traumatickej udalosti, ako je prírodná katastrofa, vážna nehoda alebo napadnutie. Celosvetovo trpí PTSD približne 3,9 % populácie, ktorá sa vyznačuje živými spomienkami a vyhýbaním sa miestam alebo ľuďom, ktoré im pripomínajú traumatickú udalosť. PTSD sa v súčasnosti často lieči terapiou alebo liekmi, ako sú antidepresíva, ale keďže mnoho ľudí na liečbu nereaguje účinne, výskumníci naďalej hľadajú rôzne spôsoby liečby.

V tejto štúdii na myšiach sa docentka Risako Fujikawa z Fakulty farmaceutických vied na Univerzite Kjúšú, jej bývalý školiteľ profesor Paul Frankland z Univerzity v Toronte a ich tím vrátane Adama Ramsarana zamerali na to, ako neurogenéza – proces tvorby nových neurónov – v hipokampe ovplyvňuje schopnosť zabudnúť na spomienky na strach. Hipokampus, oblasť mozgu dôležitá pre formovanie spomienok spojených s konkrétnymi miestami a kontextmi, produkuje denne nové neuróny v oblasti nazývanej gyrus dentatus.

„Nurogenéza je dôležitá pre vytváranie nových spomienok, ale aj pre ich zabúdanie. Myslíme si, že sa to deje preto, lebo keď sa nové neuróny integrujú do neurónových obvodov, vytvárajú sa nové spojenia a staré sa ničia, čo zhoršuje schopnosť vybavovať si spomienky,“ vysvetľuje Fujikawa. „Chceli sme zistiť, či by tento proces mohol pomôcť myšiam zabudnúť na silnejšie, traumatické spomienky.“

Výskumníci dali myšiam dva silné šoky v rôznych podmienkach. Najprv boli myši šokované po tom, čo opustili jasne osvetlenú bielu krabicu a vstúpili do tmavého priestoru páchnuceho etanolom. Po druhom šoku v inom prostredí myši prejavovali správanie podobné PTSD.

O mesiac neskôr sa myši stále báli a zdráhali sa vstúpiť do pôvodného tmavého priestoru, čo naznačuje, že nezabudli na traumatickú spomienku. Tento strach sa rozšíril aj do ďalších tmavých priestorov, čo naznačuje generalizovaný strach. Okrem toho myši menej skúmali otvorené priestory a vyhýbali sa stredu, čo naznačuje úzkosť.

Výskumníci potom skúmali, či by sa tieto príznaky PTSD dali zmierniť cvičením, ktoré podľa štúdií zvyšuje neurogenézu. Myši, ktorým bol podaný dvojitý šok, boli rozdelené do dvoch skupín: Jedna skupina dostala bežecké koleso.

Po štyroch týždňoch mali tieto myši zvýšený počet novovytvorených neurónov v hipokampe a, čo je dôležité, mali menej symptómov PTSD ako myši bez prístupu k bežeckému kolesu.

Okrem toho, umožnenie myšiam cvičiť pred druhou mozgovou príhodou tiež zabránilo vzniku niektorých symptómov PTSD.

Keďže však cvičenie ovplyvňuje mozog a telo rôznymi spôsobmi, nebolo jasné, či je to spôsobené prepojením nervových obvodov hipokampu prostredníctvom neurogenézy alebo inými faktormi. Výskumníci preto použili dva rôzne genetické prístupy na posúdenie vplyvu integrácie novovytvorených neurónov len do hipokampu.

Keď boli nové neuróny v hipokampe aktivované svetlom, rástli rýchlejšie a vykazovali viac vetvenia. Foto: Paul Frankland; Univerzita v Toronte. Najprv výskumníci použili techniku nazývanú optogenetika, ktorá zahŕňa pridanie svetlocitlivých proteínov k novovytvoreným neurónom v gyrus dentata, čo umožňuje ich aktiváciu svetlom. Keď na tieto bunky svietili modrým svetlom, nové neuróny dozrievali rýchlejšie. Po 14 dňoch neuróny narástli dlhšie, mali viac vetiev a rýchlejšie sa integrovali do neurálnych obvodov hipokampu.

V druhom prístupe výskumný tím použil genetické inžinierstvo na odstránenie proteínu z novovytvorených neurónov, ktorý spomaľuje rast neurónov. To tiež viedlo k rýchlejšiemu rastu neurónov a zvýšenému zapojeniu sa do neurónových obvodov.

Oba tieto genetické prístupy znížili symptómy PTSD u myší po dvojitom šoku a skrátili čas potrebný na zabudnutie spomienky na strach. Účinok bol však slabší ako účinok pozorovaný pri cvičení a neznížil úroveň úzkosti myší.