Но это все фантастика. В реальном мире физкультура не окажет такого мощного действия, как таблетка Брэда или газ Джеймса. Но все же она действует. Я на себе убедилась, что целенаправленные тренировки могут заметно влиять на целый спектр функций мозга, которыми человек пользуется ежедневно. Знакомство с исследованиями показало: о влиянии физкультуры на молодых людей известно очень мало. Теперь у меня была прекрасная возможность поднять этот вопрос в своем авторском курсе «Могут ли физические упражнения изменить мозг?». Мои студенты будут тренироваться один час в неделю в течение семестра, то есть приблизительно 14 недель. Мне недоставало всего лишь двух условий, чтобы превратить этот курс в «настоящее» научное исследование. Первое из них – возможность тестировать способности студентов к запоминанию и вниманию в начале и конце семестра. А второе – наличие «контрольной» группы, которая проводила бы вместе столько же часов, но не занималась бы физкультурой. Важно, что и контрольную группу мне тоже следовало бы протестировать в начале и конце семестра. Словом, хотя мое исследование обладало многими чертами классического, недостатков у него было в избытке. В настоящем классическом исследовании студентов нужно было бы случайным образом распределить на две группы: с занятиями физкультурой и без них, но с тем же инструктором. Вместо этого я заставила заниматься студентов, которые пожелали этого и выбрали мой курс. А сравнивала я их с теми, кто выбрал другой факультативный курс и ходил к другому преподавателю. Это было лучше, чем просто наблюдательное исследование: ведь мы не могли произвольно распределять студентов, не обращая внимания на их личный выбор. Но наше исследование не дотягивало до настоящего рандомизированного контролируемого эксперимента. И тем не менее такая неоптимальная схема эксперимента меня вполне устраивала. Был еще один фактор, который мне приходилось принимать во внимание: занятия в группе проходили раз в неделю, так что и стимул в виде физкультуры действовал всего лишь раз в семь дней. Если бы я планировала это исследование на свой вкус, то мои студенты тренировались бы по крайней мере трижды в неделю. Но, в конце концов, это был всего лишь предварительный учебный эксперимент. Я организовала его, чтобы по-новому увлечь студентов экспериментированием: мы должны были обсуждать все недостатки нашего эксперимента. Разбор этих вопросов должен был стать частью теоретического курса. Надо сказать, студентов на мой курс записалось немного (по сравнению с крупными клиническими исследованиями). Поэтому я заранее готовилась к отрицательному результату и говорила себе: «Вряд ли увидим хоть какой-то эффект». С другой стороны, любой, даже самый странный результат, обещал быть невероятно интересным.
Почему для эксперимента я выбрала интенсати? Потому, что важная роль в этом виде фитнеса отводилась осознанному намерению. Я остановилась на интенсати (а не на более «чистой» форме аэробных упражнений вроде бега, классической аэробики или кикбоксинга), потому, что моей целью было проверить тот эффект, который я наблюдала на себе. Я хотела посмотреть: испытают ли студенты во время исследования то же влияние, что и я? И если бы ответ оказался положительным, я хотела бы в следующих исследованиях отделить индивидуальные эффекты от действия собственно аффирмаций и упражнений. Кроме того, интенсати должен был увлечь и мотивировать студентов. В качестве бонуса: заниматься им можно было прямо в аудитории, а не в спортзале – туда студентам пришлось бы ходить отдельно.
Оказалось, что контрольную нейробиологическую группу, которая не тренировалась бы, можно найти на моей кафедре! С тестированием, однако, были проблемы: не хватало опыта. Поэтому я стала искать помощника, и пока эта идея крутилась у меня в мозгу, я случайно встретила коллегу – он и стал моим сотрудником в этом проекте. Скотт Смол, нейробиолог и невролог из Колумбийского университета, случайно проходил мимо, когда я сидела на ступеньках главного входа в конференц-центр в Вашингтоне, отдыхая после хождения по крупной нейробиологической выставке. Мы разговорились, и я рассказала Скотту о моем интересе к спортивным занятиям и их связи с мозгом. А также о своем авторском курсе. Оказалось, что Скотт и его коллега Адам Брикман (также нейробиолог и невролог Колумбийского университета) тоже изучали влияние спортивных занятий на когнитивные способности людей. Они были заинтересованы в сотрудничестве и получении дополнительных данных по здоровым молодым людям, которые могли бы подтвердить первые полученные ими результаты. Я пришла в восторг от такой перспективы! Вернувшись в Нью-Йорк, мы начали планировать общее исследование по поводу физкультуры, опираясь на мой курс. Так что иногда самые полезные научные знакомства завязываются, когда ты просто сидишь на ступеньках, скинув обувь, и отдыхаешь после ходьбы.
Физкультура и нейрогенез
Чего мы ждали от занятий физкультурой? Как, на наш взгляд, физические упражнения должны были повлиять на мозг здоровых, молодых и активных неврологов-старшекурсников из Нью-Йоркского университета? Ответ на этот вопрос вытекает из результатов исследований, которые я описывала раньше: влияния бега в колесе на нейрогенез в гиппокампе крыс.
Вообще, это направление исследований отличается интересной и противоречивой историей – она восходит еще к 1960-м годам. Потребовались немалые усилия, чтобы убедить людей: нейрогенез во взрослом мозге возможен. Долгое время считалось, что после достижения зрелости новые нейроны в мозгу человека уже не рождаются. Эта мысль прочно укоренилась в умах ученых и была широко распространена в нейробиологическом сообществе вплоть до середины 1990-х гг. Хотя еще в конце 1970-х пара исследователей из Бостонского университета опубликовала первые свидетельства того, что в мозге взрослой крысы могут рождаться новые нейроны.
К несчастью, в тот момент уверенность, что взрослый мозг – это застывшая система, прочно господствовала в ученой среде. Поэтому то раннее исследование не произвело особого впечатления. Гораздо позже, чуть ли не через 20 лет, появилась сразу целая серия исследований с использованием более современных (и более убедительных) подходов. Ее результаты показали, что блестящие новенькие нейроны исправно производятся и в зрелом возрасте – как в гиппокампе, так и в обонятельной луковице. В 1998 году международная команда ученых из Швеции и США представила первые прямые доказательства нейрогенеза в гиппокампе взрослого человека. Это было сделано весьма хитрым способом. О том, что в мозге крысы произошло рождение новых нейронов, вы узнаете, если только принесете животное в жертву. Для этого надо предварительно сделать в его мозг инъекцию вещества под названием BRDU, или бромдезоксиуридина. Это вещество накапливается только в недавно разделившихся клетках. В гиппокампе мозга взрослой крысы многие клетки оказались им помечены. Шведские и американские ученые вспомнили, что BRDU часто используют для наблюдения за ростом клеток раковой опухоли, и группе онкобольных также ввели BRDU. Затем исследователи получили у этих людей разрешение исследовать их мозг после смерти. В результате выяснилось, что в гиппокампе взрослых людей, как и в гиппокампе крыс, тоже имеются помеченные BRDU клетки (не забывайте, что у человека два гиппокампа – один в правом, другой в левом полушарии). Таким образом удалось установить, что у взрослых людей, как и у взрослых крыс, в гиппокампе рождаются новые нервные клетки.
