Ćwiczenia stymulują wzrost neuronów i pomagają zapomnieć o traumie i nałogach.

Naukowcy z University of Toronto, Kanada, i Kyushu University, Japonia, odkryli, że zwiększenie formowania neuronów, a następnie przeprogramowanie obwodów neuronowych w hipokampie poprzez ćwiczenia lub manipulację genetyczną pomaga myszom zapomnieć traumatyczne lub związane z narkotykami wspomnienia. Odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Molecular Psychiatry, mogą zaoferować nowe podejście do leczenia zaburzeń psychicznych, takich jak zespół stresu pourazowego (PTSD) lub uzależnienie od narkotyków.

PTSD to zaburzenie psychiczne, które może być spowodowane doświadczeniem lub byciem świadkiem traumatycznego zdarzenia, takiego jak klęska żywiołowa, poważny wypadek lub napaść. Na całym świecie około 3,9% populacji cierpi na PTSD, które charakteryzuje się żywymi wspomnieniami i unikaniem miejsc lub osób, które przypominają im o traumatycznym zdarzeniu. PTSD jest obecnie często leczone terapią lub lekami, takimi jak leki przeciwdepresyjne, ale ponieważ wiele osób nie reaguje skutecznie na leczenie, naukowcy nadal poszukują różnych metod leczenia.

W tym badaniu na myszach, profesor nadzwyczajny Risako Fujikawa z Wydziału Nauk Farmaceutycznych Uniwersytetu Kyushu, jej były opiekun, profesor Paul Frankland z Uniwersytetu w Toronto i ich zespół, w tym Adam Ramsaran, skupili się na tym, jak neurogeneza – proces tworzenia nowych neuronów – w hipokampie wpływa na zdolność zapominania wspomnień strachu. Hipokamp, obszar mózgu ważny dla tworzenia wspomnień związanych z określonymi miejscami i kontekstami, produkuje codziennie nowe neurony w obszarze zwanym zakrętem zębatym.

„Nurogeneza jest ważna dla tworzenia nowych wspomnień, ale także dla ich zapominania. Uważamy, że dzieje się tak, ponieważ gdy nowe neurony integrują się z obwodami neuronowymi, powstają nowe połączenia, a stare ulegają zniszczeniu, co upośledza zdolność do przypominania sobie wspomnień” — wyjaśnia Fujikawa. „Chcieliśmy sprawdzić, czy ten proces może pomóc myszom zapomnieć silniejsze, traumatyczne wspomnienia”.

Naukowcy dali myszom dwa silne wstrząsy w różnych warunkach. Najpierw myszy zostały porażone, gdy opuściły jasno oświetlone białe pudełko i weszły do ciemnego pomieszczenia pachnącego etanolem. Po drugim wstrząsie w innym otoczeniu myszy wykazywały zachowanie podobne do PTSD.

Miesiąc później myszy nadal były przestraszone i niechętne do wejścia do pierwotnego ciemnego przedziału, co wskazywało, że nie zapomniały traumatycznego wspomnienia. Ten strach rozprzestrzenił się na inne ciemne przedziały, co wskazywało na uogólniony strach. Ponadto myszy mniej eksplorowały otwarte przestrzenie i unikały centrum, co wskazywało na niepokój.

Następnie naukowcy sprawdzili, czy te objawy PTSD można złagodzić za pomocą ćwiczeń, które, jak wykazały badania, zwiększają neurogenezę. Myszy, którym podano podwójny wstrząs, podzielono na dwie grupy: Jednej grupie dano kołowrotek do biegania.

Po czterech tygodniach u tych myszy zaobserwowano zwiększoną liczbę nowo powstałych neuronów w hipokampie i, co ważne, wykazywały one mniej objawów PTSD niż myszy niemające dostępu do bieżni.

Ponadto umożliwienie myszom ćwiczeń przed drugim udarem zapobiegło rozwojowi niektórych objawów PTSD.

Ponieważ jednak ćwiczenia wpływają na mózg i ciało na wiele sposobów, nie było jasne, czy było to spowodowane przeprogramowaniem obwodów neuronowych hipokampa poprzez neurogenezę, czy innymi czynnikami. Dlatego naukowcy zastosowali dwa różne podejścia genetyczne, aby ocenić wpływ integracji nowo powstałych neuronów w samym hipokampie.

Gdy nowe neurony w hipokampie zostały aktywowane światłem, rosły szybciej i wykazywały więcej rozgałęzień. Zdjęcie: Paul Frankland; University of Toronto. Najpierw naukowcy zastosowali technikę zwaną optogenetyką, która polega na dodawaniu białek wrażliwych na światło do nowo powstałych neuronów w zakręcie zębatym, co pozwala na aktywację neuronów światłem. Gdy naświetlili te komórki niebieskim światłem, nowe neurony dojrzewały szybciej. Po 14 dniach neurony stały się dłuższe, miały więcej rozgałęzień i szybciej integrowały się z obwodami neuronowymi hipokampa.

W drugim podejściu zespół badawczy wykorzystał inżynierię genetyczną, aby usunąć białko w nowo powstałych neuronach, które spowalnia wzrost neuronów. Doprowadziło to również do szybszego wzrostu neuronów i zwiększonego naboru do obwodów neuronowych.

Oba te podejścia genetyczne zmniejszyły objawy PTSD u myszy po podwójnym szoku i skróciły czas potrzebny do zapomnienia wspomnienia strachu. Jednak efekt był słabszy niż ten obserwowany w przypadku ćwiczeń i nie zmniejszył poziomu lęku u myszy.