Физические тренировки влияют на мышцы и сердце, а еще они меняют работу мозга. Исследование, опубликованное в журнале Neuron, показало, что регулярный бег перестраивает нейронные связи в мозге мышей и ускоряет активацию отдельных групп нейронов. Именно эта перестройка оказалась необходимой для роста выносливости — без нее организм не способен постепенно увеличивать нагрузку.
Исследователи исходили из простой идеи: если тело адаптируется к тренировкам, значит, должна меняться и нервная система, которая управляет обменом веществ и распределением энергии.
Ученые сосредоточились на вентромедиальном гипоталамусе — области мозга, связанной с регуляцией аппетита и сахара в крови. В ней находится группа нейронов, вырабатывающих белок SF1, который участвует в обмене веществ. Ранее было известно, что при нарушении работы этих клеток мыши быстрее устают. Теперь исследователи проследили, что происходит с ними во время тренировок.
Оказалось, что нейроны SF1 активно включаются при нагрузке, а часть из них — только после завершения тренировки. С каждой тренировкой таких клеток становилось больше, а сила сигнала росла. Через три недели регулярного бега нейроны меняли свои электрические свойства и начинали активироваться легче. Одновременно почти вдвое увеличивалось число возбуждающих синапсов — контактов между нейронами, передающих сигналы.
Ключевой эксперимент провели с помощью оптогенетики. Когда активность нейронов SF1 искусственно подавляли после тренировки, мыши переставали прогрессировать и быстрее истощались. Если же эти клетки дополнительно стимулировали, животные бегали дальше и быстрее при той же нагрузке.
Работа подтвердила, что выносливость формируется не только в мышцах, но и в мозге через усиление нейронных связей.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые назвали преимущества коротких тренировок в течение дня.
