Но доктор Ханнан считал, что неуклонная деградация, связанная с болезнью Хантингтона, должна иметь отчасти нейропластическую природу. Зная об открытиях Гейджа и других исследователей в области нейропластики, он гадал, может ли фактическое «отравление» глутамином быть причиной нейропластической дисфункции, влиять на образование новых связей (синапсов) между нейронами.
«Судя по всему, при болезнях мозга, таких как болезнь Хантингтона и Альцгеймера, синапсы начинают функционировать неправильно из-за изменения структуры молекул, которые формируют синапс, и из-за этого передача информации между нейронами нарушается, – сказал мне Ханнан. – Эта перемена нарушает функционирование мозга. В некоторых случаях синапсы полностью разрушаются, что расстраивает работу мозга, особенно память и способность к обучению. И я захотел выяснить, что происходит, когда мы стимулируем рост новых синапсов, повышая уровень сенсорной, когнитивной и физической активности».
Вместе с аспирантом Антоном Ван Делленом Ханнан провел новаторский эксперимент, продемонстрировавший, что мыши с человеческим геном болезни Хантингтона, трансплантированным в их ДНК, с помощью когнитивной стимуляции в обогащенной среде с массой новых объектов для исследования, существенно замедлили развитие болезни[57]. Это была первая демонстрация возможности благотворного влияния когнитивной стимуляции на генетической модели нейродегенеративного расстройства.
Второе исследование группы Ханнана показало, что количество времени, проведенного мышами на «беличьем колесе», влияло на отсрочку наступления болезни Хантингтона[58], хотя когнитивная и сенсорная стимуляция тоже имела важное значение. И это те самые задачи, которые выполняет Пеппер: он занимается быстрой ходьбой, но он также обеспечивает себя постоянной когнитивной стимуляцией: напряженная сосредоточенность при наблюдении за каждым движением и сокращением мышц привлекает к работе его сенсорные и когнитивные способности. После вынесения диагноза он также нагружал свой разум с помощью кроссвордов и головоломок-судоку, играл в бридж, покер, шахматы и домино, записывал собственные песни на компакт-диске, учил французский язык и присоединился к программе развития мозга Posit Science.
Сейчас он работает над компьютерной программой, которая, как он надеется, позволит определять выигрышные номера в лотерее – не только чтобы выигрывать чаще, но и чтобы заставить свой мозг активно работать. Он также путешествует, что очень хорошо, так как знакомство с другими странами и культурами заставляет его постоянно усваивать что-то новое и усиливает выработку дофамина и норэпинефрина (по словам невролога Элконона Голдберга, это соединение преобладает в правом полушарии, которое «особенно искусно в обработке новой информации»[59]). Путешествия также предполагают усиленную ходьбу. Пеппер совершил более семидесяти пяти зарубежных поездок в такие разные страны, как Турция, Исландия, Ливан, Египет, двадцать восемь штатов США, включая Аляску, а также в Китай, Аргентину, Чили, Малайзию, Австралию и разные страны Африки.
Ханнан (глава лаборатории нейронной пластичности в Институте неврологии и психического здоровья имени Флори в Мельбурне) и его коллеги показали на мозге мышей, что они могут пользоваться нейропластическими инструментами для регуляции многих симптомов болезни Хантингтона: моторного и когнитивного дефицита, ухудшения настроения, уменьшения размера мозга и нарушения работы молекулярных механизмов. Теперь его лаборатория, ближайшие коллеги и другие члены неврологического сообщества получили свидетельство того, что обогащенная среда и интенсивная физическая активность может задержать манифестацию или привести к замедлению развития и более мягкому протеканию болезни Паркинсона и Альцгеймера, эпилепсии, инсульта и травматического повреждения мозга[60]. Сотрудники лаборатории Ханнана сумели продемонстрировать, что упражнения не менее эффективны, чем флуокситин[61] (прозак) у мышей с депрессивными симптомами болезни Хантингтона, и доказали наличие значимого благотворного влияния обогащенной среды на мышиных моделях синдрома Ретта[62] (расстройство аутистического спектра) и шизофрении. Доктор Эмма Берроуз, молодая коллега Ханнана, работавшая с генетически модифицированными мышами, чьи психические процессы были сходны с шизофренией, показала, что у мышей-шизофреников, выросших в обогащенной среде – со всевозможными новшествами и широкими возможностями для исследовательской активности, – нормализуются когнитивные реакции на стресс, и общий эффект так же заметен, как при употреблении антипсихотических препаратов[63]. Но только добровольные упражнения на беличьем колесе замедляли процесс нейродегенерации. «Если вы заставляете их бегать, то стресс нивелирует положительные эффекты», – говорит она.
Почти все исследования нейродегенеративных расстройств в лаборатории нейронной пластичности показали, что сочетание физических упражнений и психической стимуляции (через обогащенную среду) является залогом хорошего результата. Есть надежда доказать этими экспериментами, что мыши с генетической предрасположенностью к нейродегенеративным заболеваниям могут при помощи надлежащих физических и когнитивных нагрузок создать некоторый запас прочности. Этот запас прочности должен являть собой «запасные» нейронные связи, которые будут замедлять развитие симптомов болезни и компенсировать ущерб, вызванный генетической предрасположенностью животного или человека к нейродегенеративному заболеванию[64].
Серьезные исследования влияния упражнений на болезнь Паркинсона начались в 1950-х годах в ответ на клинические отчеты и небольшие исследования, которые показывали, что некоторые люди с болезнью Паркинсона смогли улучшить таким способом свое состояние[65]. Они изучали эффективность упражнений, пользуясь теми же животными моделями, которые они использовали для тестирования новых препаратов.
В 1982 году было установлено, что два химических вещества, MPTP и 6-OHDA, могут вызвать у людей симптомы, сходные с болезнью Паркинсона. MPTP – это нейротоксин, который уничтожает дофаминэргические нейроны в черном веществе и причиняет такой же ущерб, как болезнь Паркинсона. Когда ученые давали мышам MPTP, они начинали стабильно демонстрировать симптомы паркинсонизма, а значит, теперь у исследователей появилась «мышиная модель» болезни Паркинсона, на которой они могли пробовать новые лекарства и методы терапии для проверки их надежности и эффективности. Второе вещество, 6-OHDA, инъецированное в мозг крысам, тоже приводило к потере дофамина и синдрому паркинсонизма. Позднее 6-OHDA был обнаружен в организме людей, страдающих болезнью Паркинсона[66].
Важнейшее исследование Дженнифер Тиллерсон и ее коллег из Института неврологии при Техасском университете в Остине с использованием животных моделей MPTP и 6-OHDA показывает, что умеренное количество упражнений на «беличьем колесе» – если они начинаются в один день с введением вещества, истощающего дофамин в базальных ядрах, – защищает их дофаминовую систему от разрушения. Эти животные с симптомами болезни Паркинсона выполняли умеренный объем упражнений после приема соответствующих веществ. Они сохранили способность двигаться и смогли полностью восполнить ущерб от токсинов[67], если выполняли упражнения по два раза в день. Благотворный эффект сохранялся от девятнадцати дней до четырех недель после окончания упражнений. На этом этапе мозг животных был подвергнут анализу. Было установлено, что дофаминовая система в черной субстанции лучше сохранилась у животных, выполнявших упражнения, по сравнению с теми, кто упражнениями не занимался. Этот эксперимент стал поразительным подтверждением того, что Джон Пеппер испытал на себе: если приступить к упражнениям на достаточно раннем этапе болезни и выполнять их постоянно, то моторные функции сохраняются. (Тот факт, что мозг животных больше не выглядел как у больных паркинсонизмом, должен сделать Пеппера осторожным в предположении, что после его смерти сканирование мозга докажет скептикам истинность его заболевания. Возможно, что нейропластические упражнения, которые он выполнял, обеспечат относительную сохранность его дофаминовой системы, как у этих подопытных животных.)
Другим крупным прорывом стало обнаружение того факта, что во время выполнения физических упражнений у животных с симптомами БП вырабатываются два вида факторов роста: GDNF (глиальный нейротрофический фактор) и BDNF (мозговой нейротрофический фактор), обеспечивающие формирование новых связей между клетками мозга.
