Слабая рабочая память как угроза здоровью
Может ли рабочая память помочь сбросить вес? Почему, даже находясь на диете, многие из нас не могут отказаться от десерта? Что тому виной: слабая рабочая память или слабая сила воли? Что еще мешает нам обуздать аппетит? Для примера возьмем Майкла, у которого были серьезные проблемы с весом: он весил 544 килограмма. Частично лишний вес был обусловлен привычками питания, сложившимися в семье (мать Майкла тоже страдала ожирением). На завтрак он обычно съедал четыре тарелки хлопьев, тосты, вафли, кусок торта и выпивал литр газировки, а вечером перед сном съедал целую пиццу. Наш герой перепробовал всевозможные диеты, но чувство голода было слишком сильным.
Результаты последних исследований позволяют предположить, что многие впадают в зависимость от жирной пищи. Более двух третей населения США страдают ожирением и лишним весом, и это говорит о том, что люди потребляют больше жира, чем требуется для нормальной жизнедеятельности. Оказывается, лишний вес оказывает пагубное влияние на рабочую память. Исследования, проведенные в 2007 году журналом Appetite, показали, что дети, страдающие ожирением, хуже справляются с тестами на проверку рабочей памяти, чем их сверстники с нормальным весом. С возрастом проблемы только усугубляются. Результаты исследований, проведенных в 2010 году учеными из Техасского университета в Остине, показали, что у взрослых людей, страдающих ожирением, участки мозга, ответственные за функционирование рабочей памяти, менее активны, чем у людей с нормальным весом или просто полных.
В 2003 году исследования, проведенные учеными из Бостонского университета, показали ослабление рабочей памяти у людей преклонного возраста, страдающих ожирением и повышенным давлением. Результаты еще одного исследования, опубликованные в 2007 году в медицинском журнале Current Alzheimer Research, свидетельствуют о том, что проблемы, вызванные лишним весом, с возрастом только усугубляются и к старости приводят к серьезным расстройствам умственной деятельности. К примеру, у людей, страдающих ожирением, сосудистая деменция развивается в пять раз чаще, а болезнь Альцгеймера – в три раза чаще. Полные люди тоже попадают в группу риска. Согласно результатам вышеупомянутого исследования, лишние килограммы в два раза повышают вероятность развития болезни Альцгеймера и сосудистой деменции в старости. Эти исследования – первая ступенька к пониманию связи между перееданием и рабочей памятью. Для более строгого соблюдения условий эксперимента новейшие исследования механизма формирования такой вредной привычки, как переедание, и его негативного влияния на рабочую память проводятся на крысах. Такие эксперименты включают в себя пересадку клеток головного мозга и управление поведением с помощью слабых электрических разрядов.
В 2010 году ученые-нейробиологи Пол Джонсон и Пол Кенни из Научно-исследовательского института Скриппса поставили перед собой задачу исследовать влияние жирной пищи на мозг и выяснить, каким образом пища с повышенным содержанием жиров может оказывать на человеческий мозг влияние, подобное наркотику, что в свою очередь приводит к потере контроля над механизмом подкрепления. В рамках эксперимента ученые разделили подопытных крыс на три группы, каждая из которых получала отдельное питание, что позволяло отследить влияние рациона на работу мозга и вес подопытных животных. Рацион первой группы крыс – назовем его шведский стол – состоял практически из неограниченного количества самой разнообразной (и высококалорийной) еды. Данный рацион включал в себя и те продукты, которыми часто злоупотребляют люди: ветчину, яйца, шоколад, чизкейк и другие. Таким образом, этой группе крыс была предоставлена возможность есть все, что им хочется, когда хочется и в любых количествах. Рацион второй группы был аналогичен первому, однако высококалорийную пищу она получала только один раз в сутки, то есть рацион этих крыс был умеренным. Третья – контрольная – группа крыс могла питаться только полезной пищей, поэтому назовем их рацион здоровым. Несложно догадаться, что произошло: крысы, питавшиеся по принципу шведского стола, потребляли в два раза больше калорий, чем те, у которых был здоровый рацион, и в результате начали страдать ожирением.
Следующий этап исследования был направлен на то, чтобы выработать у подопытных крыс определенный условный рефлекс: всякий раз, когда загоралась лампочка, животное получало слабый электрический разряд. После выработки рефлекса ученые перешли к следующей стадии опыта: теперь лампочка включалась во время кормления. Оказалось, что крысы, получавшие умеренный и здоровый рацион, отказались есть, опасаясь получить электрический разряд. Однако крысы, привыкшие к шведскому столу, продолжали есть, несмотря на риск. Они настолько пристрастились к жирной пище, что угроза получить удар током их уже не пугала.
Джонсон и Кенни также хотели получить более полное представление о роли, которую играет дофамин в формировании пищевой зависимости. Как мы уже упоминали, у человека, страдающего зависимостью от определенного вещества, со временем формируется необходимость потреблять его во все больших дозах, чтобы получить такой же выброс дофамина, как раньше. Происходит это в силу постепенной адаптации мозга к выбросам дофамина, в результате которой сокращается вырабатываемое количество этого гормона или уменьшается число рецепторов, реагирующих на дофамин.
Джонсон и Кенни поставили задачу разобраться, как поведут себя крысы, получающие шведский стол, при сокращении количества дофаминовых рецепторов. Для этого исследователи ввели в мозг животных особый вирус, разрушающий эти рецепторы. Ученые ожидали, что в поведении крыс постепенно произойдет перемена и животные станут потреблять меньше жирной пищи, поскольку она уже не сможет обеспечить им такой же высокий уровень дофамина, как прежде. Каково же было их удивление, когда оказалось, что крысы в данной ситуации стали есть еще больше, чтобы восполнить недостаток дофамина.
Так что если вы когда-либо задавались вопросом, почему раньше для поднятия настроения вам хватало одной шоколадки, а теперь нужно три, то, вероятно, таким образом мозг компенсирует недостаток дофаминовых рецепторов. Это также объясняет, почему люди иногда продолжают объедаться жирной пищей, несмотря на сахарный диабет 2-го типа, высокое давление и брюки, которые давным-давно не сходятся на животе.
Проведенные исследования в области питания и рабочей памяти показывают, что чрезмерное употребление жирной пищи оказывает на нее весьма негативное влияние. Эндрю Мюррей с коллегами из Оксфордского университета разделил крыс на две группы. На протяжении двух месяцев обе группы получали здоровое питание. После этого животные должны были пройти тест на рабочую память, известный как радиальный лабиринт. Этот тест широко используется при оценке эффективности рабочей памяти крыс и заключается в поиске еды в лабиринте, состоящем из круглой платформы, находящейся на возвышении, из центра которой в разные стороны расходятся лучи, или рукава. Задача крысы – найти кусочек пищи, спрятанный в конце одного из рукавов. Увидеть конец рукава из центра лабиринта невозможно. Ошибка рабочей памяти регистрируется в том случае, когда животное заходит в рукав, где нет пищи, повторно. Радиальный лабиринт считается хорошей проверкой рабочей памяти крыс, поскольку животному требуется найти путь к пище, одновременно удерживая в памяти те рукава, в которых оно уже побывало. Результаты прохождения лабиринта обеими группами крыс были задокументированы.
На следующем этапе исследователи включали в рацион одной из групп крыс большое количество жирной пищи на протяжении девяти дней, после чего провели эксперимент с радиальным лабиринтом повторно. Крысы, получавшие исключительно здоровую пищу, молнией пронеслись через лабиринт. Хотя животные из этой группы и совершили некоторое количество ошибок, в целом по сравнению с первым разом их результаты несколько улучшились. А вот крысам, питавшимся на протяжении последних девяти дней жирной пищей, на прохождение лабиринта потребовалось намного больше времени, и ошибок они допустили значительно больше. Судя по всему, высококалорийное питание ухудшило показания рабочей памяти крыс этой группы.
Существует огромное количество других теорий, которые пытаются объяснить, какие конкретно продукты питания обращают систему подкрепления мозга против нас. В 2009 году Дэвид Кресслер предположил, что именно продукты, одновременно содержащие соль, сахар и жиры, ответственны за сбои в системе подкрепления, результатом чего является излишнее употребление пищи и, как следствие, ожирение. Также вредно излишнее потребление сладкого, включая продукты, содержащие сахар и его заменители: кукурузный сироп, мальтозу, декстрозу и другие подсластители, широко используемые в пищевой промышленности. Ученым не удалось выделить какой-то один продукт или группу продуктов, наиболее часто вызывающих сбои в системе подкрепления. Оказалось, что не существует продуктов, которые были бы опасны сами по себе; они приносят вред, только когда мы ими злоупотребляем. Не нужно забывать, что жиры необходимы для нормальной работы мозга, глюкоза – для активизации мыслительного процесса, а соль – для обеспечения физиологических процессов организма. Но при злоупотреблении соленой, сладкой и жирной пищей страдает в первую очередь рабочая память.
