Текст книги "Зажги себя! Жизнь – в движении. Революционное знание о влиянии физической активности на мозг"

Сигнальная система

Реакция организма на стресс, в которой он руководствуется примитивным соображением выживания, – унаследованный подарок эволюции, и без него нас сегодня не было бы. Этот ответ организма разнится от весьма мягкого до очень острого, в зависимости от причины. Своего рода комплексная психологическая реакция, которая мобилизует тело и мозг, бросая на это все наличные ресурсы. Она же и отпечатывает в нашей памяти произошедшее, чтобы мы могли избежать его повторения. Где же был этот проклятый лев? Чтобы возникшая угроза «включила» наше тело, то есть двигательные реакции, она должна быть весьма значительной. А вот что касается мозга, то его активирует любой стресс, воздействующий на наши внимание, энергетические ресурсы и память. Не вдаваясь в детали, скажем: запрограммированная в мозге реакция – это концентрация внимания на опасности, мобилизация энергетических ресурсов на ответ и встраивание пережитого опыта в память, что составляет мудрость. Только недавно ученые начали осознавать и описывать роль стресса в формировании и работе памяти. Развитие этого знания чрезвычайно интересно, так как позволяет понять, почему (и как) стресс может оказывать настолько глубокое влияние на наше восприятие мира.

Реакция типа «бей или беги» задействует сразу несколько важнейших гормонов, а также множество нейрохимических веществ в мозге. «Тревожная кнопка», которая называется миндалевидное тело, по получении сигнала об угрозе, передаваемого органами чувств, немедленно включает цепную реакцию. Такая угроза, несомненно, возникает, если на тебя охотится хищник. Но она существует и тогда, когда в роли охотника сам человек. Работа миндалевидного тела – придать остроту поступающей информации, которая может быть связана с перспективами выживания, а может и не быть. Миндалевидное тело сигнализирует мозгу о возникновении не только чувства страха, но и любого другого ярко окрашенного ощущения, например радостного подъема или сексуального возбуждения. Когда вы выигрываете билет на обед с супермоделью, это включает ваше миндалевидное тело. Такие события вряд ли покажутся наполненными стрессом, но следует помнить, что мозг не различает «хороших» или «плохих» вызовов. В конце концов, с точки зрения эволюции везение или удачный поиск сексуального партнера тесно связаны с выживанием – процветанием и производством потомства.

Миндалевидное тело коррелирует со многими частями мозга и в силу этого получает большое количество входящих сигналов. Некоторые проходят через центр переработки информации – префронтальную кору, иные поступают в обход нее. Именно этим объясняется то, что даже какие-то наши подсознательные ощущения или эмоции способны вызвать стрессовую реакцию.

В течение 10 миллисекунд после получения сигнала тревоги миндалевидное тело «выстреливает» команду, заставляющую надпочечники с разными интервалами выбрасывать в кровь всевозможные гормоны. Электрические импульсы, проходящие по симпатической нервной системе, активируют надпочечники на мгновенное производство и выброс в организм гормона эпинефрина, или адреналина[20]20
  Адреналин (эпинефрин) – основной гормон мозгового вещества надпочечников, нейромедиатор. Катехоламин. Содержится в разных органах и тканях. Участвует в реализации состояния, при котором организм мобилизуется для устранения угрозы. Его секреция резко повышается при стрессовых состояниях, пограничных ситуациях, ощущении опасности, тревоге, страхе, травмах, ожогах и шоковых состояниях. Содержание адреналина в крови повышается в том числе при усиленной мышечной работе.


[Закрыть]. Увеличиваются частота сердечных сокращений и артериальное давление, учащается дыхание. Все это приводит к физиологическому возбуждению, которое мы воспринимаем как стресс. В то же время гормоны норэпинефрин и кортикотропин-рилизинг-фактор (КРФ)[21]21
  Кортикотропин-рилизинг-фактор (кортикорелин, кортиколиберин, кортикотропин-рилизинг-гормон, КРГ) – один из представителей класса рилизинг-гормонов гипоталамуса. Действует на переднюю долю гипофиза и вызывает секрецию АКТГ. Нейропептид, участвующий в регуляции ряда психических функций. Усиливает реакции активации, ориентировки, чувствителен к тревоге, страху, беспокойству, напряжению, ухудшению аппетита, сна и половой активности. При кратковременном воздействии повышенные концентрации КРГ мобилизуют организм на борьбу со стрессом. Длительное воздействие повышенных концентраций КРГ приводит к развитию дистресса – депрессивного состояния, бессонницы, хронической тревоги, истощению.


[Закрыть] переносят сигналы миндалевидного тела в гипоталамус, где их «подхватывают» другие носители и доставляют в гипофиз. Тот, в свою очередь, активирует другую часть надпочечников, которая секретирует второй важный «гормон стресса» – кортизол[22]22
  Кортизол (гидрокортизон) – биологически активный глюкокортикоидный гормон стероидной природы. Секретируется наружным слоем (корой) надпочечников под воздействием адренокортикотропного гормона (АКТГ). Секреция АКТГ, в свою очередь, стимулируется рилизинг-фактором гипоталамуса. Регулятор углеводного обмена организма, участвует в развитии стрессовых реакций.


[Закрыть]. Эта «эстафета» от гипоталамуса к гипофизу и далее к надпочечникам носит название гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось (ГГНО). Она играет ключевую роль в выработке кортизола и борьбе организма со стрессом. Одновременно со всем этим миндалевидное тело отдает гиппокампу команду записывать все происходящее в память, а другая команда направляется в префронтальную кору, которая и решает, достойна ли вообще эта угроза какой-либо реакции.

Человеческие существа уникальны по своей природе тем, что не обязательно должны ясно видеть или другим образом ощущать угрозу, чтобы ответить на нее. Мы можем ожидать угрозу, можем помнить о ней, можем вообразить ее. И такая способность существенно осложняет жизнь. «Наш мозг настолько могуществен, что мы можем вызвать реакцию на стресс, просто представив себя в опасной ситуации», – пишет нейрофизиолог из Института Рокфеллера Брюс Макьюэн в книге The End of Stress as We Know It («Конец тем стрессам, которые мы знаем»). Другими словами, своими мыслями мы можем загнать себя в истерику.

Однако в заключении Макьюэна есть и оборотная сторона: мы можем буквально убежать от этой истерики. Точно так же, как наш мозг воздействует на тело, так же и тело влияет на мозг. Но идея, что мы в силах изменить свое психологическое состояние благодаря физической активности, пока не получила достаточного признания среди ученых, не говоря уже о широкой публике. Этот постулат стал основой моей работы, и он особенно важен в контексте проблемы стресса. В конечном счете цель заложенной в нас инстинктивной реакции «бей или беги» – мобилизовать на действие. Так что мышечную активность можно считать естественным средством противодействия негативным последствиям перенапряжения. Когда в ответ на стресс мы активно двигаемся, мы всего лишь делаем то, чему эволюция учила человечество последние несколько миллионов лет. Казалось бы, это так просто. Однако нам еще о многом предстоит узнать.

Концентрация внимания

Главенствующий принцип встроенной в нас реакции «бей или беги» – мобилизация всех ресурсов организма для немедленных нужд вместо заботы о будущем. Речь о том, чтобы действовать сейчас, а вопросы задавать потом. Прилив гормона эпинефрина приводит к увеличению ЧСС и АД, а также к расширению бронхов, чтобы усилить снабжение мышц кислородом. Эпинефрин поступает в нервно-мышечные веретенца, это сокращает расслабленные мышцы и подготавливает их к немедленному действию. Кровеносные сосуды, расположенные на поверхности кожи, сжимаются, чтобы предотвратить обильные кровопотери в случае ранения. В мозг выбрасывается нейромедиатор эндорфин, который имеет в том числе и обезболивающее действие. При таком развитии событий другие биологические императивы организма, например еда или воспроизводство, отходят на второй план. Система пищеварения отключается. Расслабляются мышцы, сдерживавшие мочевой пузырь. Даже прекращается слюноотделение. И все ради экономии ценной глюкозы.

Если вам приходилось бывать в напряженной ситуации, например выступать перед большой аудиторией, то вам наверняка знакомо ощущение бешено колотящегося сердца и путающегося языка. Мышцы и мозг напрягаются, и вы теряете все шансы выглядеть расслабленным и интересным. Или, если сигнал из префронтальной коры не доходит до миндалевидного тела, просто «впадаете в ступор». Вообще-то развернутая реакция на стресс должна технически звучать как «замри, или бей, или беги». К сожалению, ни один из элементов этой формулы не способен помочь, когда вы уже на сцене. Но реакция тела принципиально одинакова и когда вы сталкиваетесь с голодным львом, и когда с замиранием сердца смотрите на многочисленную аудиторию.

Два нейромедиатора приводят наш мозг в повышенную готовность: норэпинефрин помогает повысить уровень внимания, а дофамин затем обостряет его и способствует концентрации на проблеме. Несбалансированность наличия этих нейромедиаторов приводит к возникновению синдрома дефицита внимания / гиперактивности (СДВГ). Людям с таким синдромом (их еще иногда называют «стрессоголиками») необходим стресс, чтобы сконцентрироваться. И поэтому они очень склонны затягивать решение проблем. Они приучают себя откладывать любые дела, пока над ними не повиснет дамоклов меч. И только когда стресс приводит к выработке норэпинефрина и дофамина, они способны сосредоточиться и взяться за какую-то работу. Потребность в перенапряжении также объясняет, почему люди, страдающие СДВГ, часто «стреляют себе в ногу». Даже когда все нормально, они нуждаются в возбуждении ситуации и подсознательно ищут сложности. У меня есть пациентка, после целого ряда неудачных отношений нашедшая наконец мужчину, которого по-настоящему любит и который хорошо к ней относится. И все-таки, даже когда все хорошо, она находит повод для конфликта. Ей время от времени нужно напоминать об этой особенности «стрессоголика». Надеюсь, в конце концов она научится сдерживать себя, чтобы не попадать в беду.

Топливо для стресса

Чтобы подготовить топливо для ожидаемой активности мышц и мозга, эпинефрин постоянно трансформирует гликогены и жирные кислоты в глюкозу. Находясь в нашей кровеносной системе, кортизол действует медленнее, чем эпинефрин, но эффект от его работы очень значителен. Кортизол в ходе реакции организма на стресс выполняет целый ряд важных функций. Одна из них – регулирование метаболизма. Кортизол перехватывает пальму первенства у эпинефрина и командует печени вырабатывать больше глюкозы, в то же самое время блокируя инсулиновые рецепторы у периферийных тканей и органов и концентрируя потоки «топлива» только на тех направлениях, которые играют решающую роль в реакциях типа «бей или беги». Главная его цель в том, чтобы наше тело воспринимало минимальное количество инсулина и мозг имел достаточно глюкозы. Этот гормон также «пополняет опустевшие полки», восстанавливая в организме запасы энергии, которые были потрачены под воздействием эпинефрина. Кортизол превращает белки в гликоген и запускает накопление жира.

Если эти процессы оставить без внимания, как часто происходит во время хронического стресса, то под воздействием кортизола в организме создадутся излишки топлива, прежде всего в брюшной области. Обычно накопленное там называется брюшным жиром. (Неустанная деятельность кортизола объясняет и тот факт, что даже у некоторых марафонцев встречается скопление жира на животе, несмотря на все их тренировки. Просто их тела не успевают нормально восстановиться после нагрузок.) Проблема с нашим врожденным механизмом реагирования на стресс следующая: он мобилизует столько энергетических ресурсов, что все они не могут быть полностью использованы. Подробнее об этом я расскажу позже.

В начальной фазе реакции на стресс кортизол также активизирует выработку инсулиноподобного фактора роста, который очень важен с точки зрения снабжения энергией клеток мозга. Вообще мозг – один из главных потребителей глюкозы – использует до 20 % ее запасов в нашем организме, тогда как его вес составляет всего 3 % по отношению к весу тела. Однако мозг не может запасать топливо для своей работы, поэтому роль поставщика необходимой ему глюкозы берет на себя кортизол. Привыкнув работать на ограниченных запасах топлива, мозг эволюционировал таким образом, что при необходимости способен перераспределять энергетические ресурсы. Это означает, что наша мыслительная деятельность до известной степени состязательна. Мозг просто не в состоянии задействовать одновременно все нейроны, поэтому если в какой-то момент активна одна его структура, это может происходить за счет снижения активности других. Одна из проблем хронического стрессового состояния в том, что если гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось потребляет всю энергию, чтобы включить систему, то мыслительным отделам мозга энергии может не хватать.

Мудрость

Запоминание стрессовых ситуаций – одна из важных составляющих адаптивного поведения, которое в процессе эволюции дало человеку существенные преимущества. Именно мудрость коллективного опыта позволила нам выжить. И кортизол сыграл в этом важнейшую роль. Нейроэндокринолог Брюс Макьюэн впервые обнаружил кортизольные рецепторы в гиппокампе крыс еще в 1960-е годы. Затем такие же рецепторы были найдены у макак-резусов. Теперь мы знаем, что они есть и у людей. Это открытие поначалу насторожило ученых, потому что из экспериментов с чашками Петри было известно – кортизол враждебен к клеткам мозга. «Так в чем же функция кортизола при формировании памяти? – задается вопросом Макьюэн. – Все, что мы знаем, – отсутствие в гиппокампе достаточного количества кортизольных рецепторов в момент формирования памяти серьезно осложняет процесс обучения. Детали этого нам еще предстоит выяснить».

Создается впечатление, что, как и сам стресс, кортизол не может быть просто «хорошим» и «плохим». Небольшое его количество помогает консолидировать память, излишнее присутствие ее подавляет, а переизбыток может нарушить связи между нейронами и разрушить память вообще. Гиппокамп накапливает ее контекстуальные элементы – что, как, где и когда. А миндалевидное тело обеспечивает сохранение эмоционального контента – страх или возбуждение. Под управлением префронтальной коры гиппокамп может сравнить воспоминания и сделать вывод: «Волноваться не следует: это палка, а не змея». Он способен также прямо «выключить» гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось и остановить реакцию на стресс. Если только человек не перевозбужден.

Через несколько минут после того, как прозвучит колокол тревоги, кортизол, кортикотропин и норэпинефрин – главные «гормоны стресса» – воздействуют на рецепторы клеток мозга, что ведет к увеличению синтезирования глутамата – возбудительного нейромедиатора, отвечающего за работу всей сигнальной системы в гиппокампе. Рост уровня глутамата ускоряет передачу сигналов в нейронной цепи гиппокампа за счет улучшения работы синапсов. При передаче каждого сигнала он проходит быстрее, и на это требуется меньше глутамата. При этом начальная реакция на стресс увеличивает долговременную потенциацию, представляющую собой один из важнейших механизмов консолидации памяти.

Краткосрочная память, судя по всему, возникает при первоначальном возбуждении нейронов гиппокампа. Затем, по мере повышения уровня кортизола, он воздействует на гены внутри клеток, что приводит к выработке белков – строительного клеточного материала. Нервные клетки образовывают больше ответвлений и рецепторов, более мощные синаптические окончания. И здесь происходит самое интересное. Укрупнившиеся нервные клетки консолидируют память, связанную с выживанием, и «заслоняют» нейроны в этой цепочке от других потребностей. Каждый нейрон может стать частью любого количества элементов памяти. Но если потенциальное воспоминание формируется во время стресса, ему труднее привлекать нейроны к созданию собственной цепочки. Оно должно перешагнуть некий порог, чтобы привлечь к себе внимание.

Возможно, этим и объясняется то, что элементы памяти, напрямую не связанные с источником стресса, блокируются в момент реакции на раздражение. Это также позволяет понять, почему перманентно высокий уровень кортизола (например, при хронических стрессовых состояниях) затрудняет изучение нового материала и почему люди в депрессии вообще с трудом учатся чему-то новому. Это не просто отсутствие мотивации. Просто нейроны гиппокампа активизируют выработку глутамата и «выключают» все остальные входящие импульсы, кроме стресса. Они одержимы стрессом.

Изучение человека показывает также, что избыток кортизола в мозге может блокировать доступ к существующим элементам памяти. Именно поэтому, когда случается пожар, люди забывают, где экстренный выход. Если так можно выразиться, линии связи у них оказываются выключенными. Под воздействием сильного стресса трудно формировать элементы памяти, с ним не связанные. И одновременно нелегко доставать из памяти компоненты, которые там хранятся. В следующий раз, когда придется участвовать в учениях на случай пожара, подойдите к этому с точки зрения нейрофизиологии и постарайтесь сделать соответствующие нейронные цепочки как можно более устойчивыми, буквально «выжечь» ваши действия в памяти. Если же вас задавил стресс, вы рискуете стать жертвой эффекта чашки Петри, когда кортизол разъедает нейроны (об этом я расскажу ниже).

Борьба с инстинктами

В принципе, наше поведение эволюционно построено так, чтобы противодействовать стрессу. Однако в современном мире для этого нелегко использовать всю накапливающуюся в нас энергию. Чтобы задействовать физический компонент формулы «бей или беги», приходится делать сознательное усилие.

Человеческое тело создано для постоянной активности, но какова может быть ее степень? В 2002 году журналом Journal of Applied Physiology был поставлен такой вопрос с помощью модели подобной активности у нашего далекого предка, которую назвали «ритмом палеолита». С тех пор как два миллиона лет назад появился Homo sapiens и до начала земледелия 10 тысяч лет назад человечество было охотниками-собирателями. Жизнь людей характеризовалась периодами чрезвычайной мышечной активности и днями отдыха. Это были времена либо праздников, либо голода. Даже примерно подсчитав двигательную активность далеких предков в сравнении с нашей, мы легко увидим проблему: средний уровень современных энергозатрат человека на единицу веса составляет менее 38 % от такого же показателя прародителей из каменного века. Думаю, что при этом потребление калорий энергии увеличилось незначительно. Весь фокус в том, что даже если бы мы следовали самым строгим требованиям государственных ведомств здравоохранения и ежедневно тратили бы 30 минут на физические упражнения, мы все равно расходовали бы менее половины той энергии, на затраты которой настроен генный код. Человек времен палеолита должен был проходить от 8 до 16 километров в день только для того, чтобы иметь хоть какую-то пищу.

Сегодня не нужно тратить много энергии на поиск еды, и мы не должны серьезно напрягать мозг, чтобы выбрать меню перед очередным приемом пищи. Такая ситуация возникла 100 лет назад или чуть раньше, но чтобы биологические механизмы эволюционировали в ту или иную сторону, нужны десятки тысяч лет. Именно поэтому возникло несоответствие между нашим образом жизни и генным кодом. Гены человека по природе своей жадные, поэтому для нас дело заканчивается накоплением излишних калорий, хотя в основном мы «работаем» за столом.

Касательно стресса парадокс современности в том, что в повседневной жизни мы сталкиваемся не столько с большим количеством трудностей, сколько с увеличенным объемом информации. С гипертрофированным объемом информации. Практически круглосуточный поток трагедий и требований, обрушивающийся на нас со всех видов экранов и дисплеев, сводит миндалевидное тело с ума. Всякого рода негатив, пессимизм и безнадежность складываются в тяжелые стрессы, и мы считаем, что можем справиться с ними, как всегда делали до этого. Но это реально только до какой-то черты. А потом вдруг хочется все бросить, устроить себе перерыв и расслабиться. И вот мы хватаем стакан с выпивкой и усаживаемся на диван перед телевизором или на шезлонг где-нибудь на пляже. Неудивительно, что за последние 20 лет процент людей, страдающих от ожирения, вырос вдвое – наша жизнь становится и более подверженной стрессам, и более малоподвижной.

Возможно, вы видели рекламу препаратов, которые обещают «сжигание» жира на животе через блокировку выработки кортизола. А ведь наш организм просто делает свою работу, запасая энергию на случай вероятного голода. Если у вас хронический стресс, эти «залежи» могут окружить тело наподобие запасного колеса. Это вредно не только для фигуры, но и для здоровья, поскольку жировые отложения легко попадают в коронарные артерии и вызывают их закупорку. Если кто-то со скепсисом относится к утверждению, что стресс может убивать, сказанное выше доказывает прямую связь между ним и инфарктами миокарда.

Осложняя еще больше проблему накопления жира, мы часто стремимся к обильному потреблению пищи после любого стресса. Тело взывает о дополнительной дозе глюкозы, а также простых углеводов и жиров – таких, что содержатся в сверкающей коробке Dunkin’ Donuts[23]23
  Dunkin’ Donuts («Данкин Донатс») – американская (ныне международная) сеть кофеен с пончиками, одна из сетей компании Dunkin’ Brands. Здесь имеются в виду сами пончики.


[Закрыть]. И в нашем организме они легко превращаются в топливо, а затем в жир. Кроме того, в современной жизни люди склонны иметь меньше друзей и социальной поддержки. Сегодня уже нет племен. Однако одиночество вредно для мозга.

Обычным способом, применяемым учеными, чтобы вызывать психологический стресс у крыс, становится отторжение их от социального окружения. Всего лишь изоляция животных от соплеменников активизирует выработку «гормонов стресса». То же происходит и с людьми: они испытывают перенапряжение, когда ощущают невнимание к себе или отторжение. Одиночество – угроза для выживания. Не случайно поэтому, что чем мы менее физически активны, тем менее склонны к коммуникации и даже просто прикосновениям. Исследования показывают, что добавляя в жизнь движения, мы становимся активнее и в социальном плане – повышается уверенность в себе и создаются дополнительные возможности для общения. Энергия и чувство мотивации, которые дают спортивные занятия, помогают устанавливать и поддерживать контакты.

В том, что иногда вы хотите отдохнуть от активной жизни, нет ничего плохого. Вопрос, как именно вы предпочитаете проводить это время. Если вы используете его для обильного питания, тем более потребления пищи, содержащей много жиров и сахара; если склонны расслабляться с помощью алкоголя или даже наркотиков и других вредных веществ, у вас могут возникнуть проблемы. Если вы занимаетесь в спортзале или просто общаетесь, то используете выработанные эволюцией противоядия стрессу.

Иногда это просто замена одного антидота другим, что подтвердит Сьюзан. Она не отдается фанатично своим упражнениям со скакалкой, но когда пропускает занятия, непременно напоминает себе, какие ощущения они дают. «Когда я регулярно прыгаю, это заменяет мне то чувство легкой эйфории, которое испытываешь, выпивая немного вина или съедая что-то вкусненькое, – говорит она. – Это чувство заменяет другие желания, которые могут прийти в голову. И освобождает от соблазнов, позволяя смотреть в будущее».