Связь между физической активностью и здоровьем мозга не нова: многие исследования показывают, как упражнения могут улучшать функции, от облегчения депрессии до предотвращения снижения когнитивных функций. Теперь ученые в клеточных исследованиях показали, что связь может быть более прямой, что открывает двери для более целенаправленной физической терапии для здоровья мозга и потенциального лечения нейродегенеративных состояний.
Ученые из Института передовых наук и технологий Бекмана при Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне смогли продемонстрировать на примере мышечных клеток мышей, как их сокращение заставляет нейроны гиппокампа запускать более сильные и частые электрические сигналы. В течение нескольких дней эти более сильные и здоровые сигналы стали более синхронизированными, имитируя нейронную организацию в мозгу.
Каждый раз, когда мы тренируемся, наши мышцы сокращаются и удлиняются; если сокращение посылает усиленные, более сильные электрические сигналы к гиппокампу, имеющему решающее значение для познания, это может привести к терапии на основе физических упражнений при таких состояниях, как болезнь Альцгеймера.
«Гиппокамп является важной областью для обучения и памяти. , и, следовательно, когнитивное здоровье», — сказал ведущий автор Ки Юн Ли из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне.
После открытия химического пути команда добавила культуру, содержащую химические сигналы от мышечных клеток, к культуре нейронов гиппокампа и астроцитов, «первым ответчикам в мозгу». С помощью иммунофлюоресцентной и кальциевой визуализации исследователи смогли увидеть, как специализированные клетки астроцитов также играют решающую роль в этом процессе, регулируя химическую среду и смягчая поведение нервной системы.
Нейроны гиппокампа (желтые) окружены с помощью астроцитов (зеленый) в клеточной культуре из исследования Тахера Саифа, Джастина Роудса и Ки Юн Ли
«Астроциты играют решающую роль в опосредовании эффектов упражнений», — сказал Ли. «Регулируя активность нейронов и предотвращая повышенную возбудимость нейронов, астроциты способствуют балансу, необходимому для оптимальной работы мозга».
Хотя химическая реакция организма на упражнения сложна, основное внимание уделяется пути от мышечных клеток. к гиппокампу, может помочь ученым точно понять, как целенаправленные режимы физиотерапии могут укрепить или даже восстановить нервные пути у тех, кто страдает снижением когнитивных функций.
«В конечном счете, наше исследование может способствовать разработке более эффективных режимов упражнений для когнитивные расстройства, такие как болезнь Альцгеймера», — сказал Ли.
Исследование было опубликовано в журнале Neuroscience.
