Эксперименты на мышах показали, что неправильный режим питания может негативно повлиять на способность мозга формировать воспоминания и обучаться.
Остановитесь! Положите бутерброд и медленно отойдите от холодильника. Результаты недавнего исследования в области неврологии показали, что ночной перекус может не только нанести ущерб физическому здоровью, но и пагубно повлиять на обучаемость и память.
Ранее в результате многих научных исследований было установлено, что привычка есть ночью способствует развитию таких заболеваний, как ожирение и диабет второго типа. В этот раз, команда исследователей из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе занялась изучением способов влияния позднего перекуса на мозг.
В организме почти всех растений и животных происходит множество биологических процессов, которые колеблются в течение дня. В организме человека эти циклические процессы, называемые суточными биоритмами, влияют на время сна, пробуждения, приёма пищи и даже определяют период максимальной физической силы. По словам заведующего кафедрой нейробиологии Северо-Западного университета Рави Аллада, «цель «циркадных часов» — синхронизировать нашу внутреннюю биологию с 24-х часовой окружающей средой. Окружающая среда может сбросить настройки наших часов, чтобы мы были синхронизированы с происходящим вокруг нас. А самым главным синхронизатором является свет».
Изначально учёные считали, что циркадное поведение контролируется исключительно «внутренними часами» мозга, расположенными в области под названием супрахиазматическое ядро, которое реагирует на попадание света на сетчатку глаза. Однако результаты дальнейших исследований показали, что другие области органов человека — например гиппокамп (участок мозга, играющий важную роль в управлении памятью) — обладают собственными хронометрическими механизмами, которые способны реагировать на другие раздражители помимо света.
При рассинхронизации внутренних ритмов человека с внешней средой, например в результате смены часовых поясов, нарушаются его физическое здоровье и когнитивное функционирование. По словам профессора психиатрии медицинского факультета Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтора исследования Кристофера Колуэлла, «одно из общих проявлений, которое мы наблюдаем у людей с нарушенными биоритмами, это дефицит памяти». Команда Колуэлла годами изучала влияние нарушений цикла сна-бодрствования на обучаемость и память.
В текущем исследовании научная группа изучала влияние времени приёма пищи на биоритмы и поведение. По словам Колуэлла, он и его команда заинтересовались не смещением графика, связанным с синдромом смены часового пояса, а «рассмотрением хронических нарушений сна, поскольку многие в нашем обществе сталкиваются с этой проблемой». Частично это связано с тем, что с появлением искусственного света рабочий день продлевается до позднего вечера, результатом чего всё чаще становится поздний ужин.
Используя мышей в качестве объектов изучения, исследователи составили двухнедельные графики кормления, совпадающие и не совпадающие с суточными биоритмами животных. Поскольку мыши ведут ночной образ жизни, животных с неправильным режимом питания кормили в дневное время, а с правильным — ночью.
Исследовательская группа отметила, что эта имитация позднего перекуса оказала поразительное воздействие на различные виды деятельности животных. «Просто давая им пищу в неправильное время, мы вызвали нарушение работы всей системы» рассказал Колуэлл.
Хотя обе группы спали одинаковое количество времени, мыши с неправильным режимом питания днём спали меньше, а ночью дольше, чем животные, питавшиеся в правильном режиме. Эти изменения сопровождались повышением общей активности в течение дня (когда мыши обычно спят) и снижением активности в ночное время (когда мыши бодрствуют). Таким образом, неправильный режим питания нарушил хронологию цикла сна.
Заинтересовавшись, были ли эти изменения связаны с нарушением внутреннего временно́го графика, исследователи взялись за изучение циркадных процессов в клетках различных органов мышей. Полученные результаты показали, что хотя центральный «хронометр» работал без сбоев, функционирование гиппокампа, печени и надпочечников изменилось из-за неправильного пищевого поведения.
По словам Колуэлла, он и его команда «показали, что при таких условиях приёма пищи полностью перестраиваются молекулярные часы некоторых частей организма, особенно гиппокампа. Поэтому гиппокамп — часть мозга, необходимая для обучения и памяти — на самом деле отслеживает, когда доступна пища». Это означает, что еда влияет на функцию памяти, и поздний приём пищи вызывает в организме внутреннюю рассинхронизацию.
Затем исследователи задались целью определить степень влияния неправильного режима питания на способность субъекта учиться и запоминать. Они проверили способность мышей узнавать новые предметы в их клетке, а также запоминать сочетание звукового сигнала с болевыми ощущениями — задачи, за которые отвечает правильно функционирующий гиппокамп. В ходе наблюдения мыши с неправильным режимом питания продемонстрировали нарушение способностей к обучению и запоминанию по сравнению с животными, принимавшими пищу в правильном режиме.
В другой серии экспериментов учёные установили, что у полуночных едоков наблюдалась значительная недостаточность синаптической пластичности клеток — процесса, который считается основополагающим при формировании у человека новых долгосрочных воспоминаний.
Но не все результаты проведённой работы оказались пугающими. Сейчас исследовательская группа заинтересовалась изучением клеточных механизмов, лежащих в основе вышеупомянутых явлений, и того, как разные диеты — с высоким и низким содержанием жиров — влияют на обучаемость и память, а также возможностью манипулирования временем принятия пищи в качестве терапии, которая может поспособствовать перенастройке сбившихся «циркадных часов».
По словам Колуэлла, «из-за работы или заболеваний нервной системы многие люди попадают в ситуацию, когда их биологические часы постоянно сбиваются. Мы считаем, что открываем средство, с помощью которого можно усилить или ослабить часы путём контролирования времени приёма пищи». via
