Мышиная модель аутизма показала, как физические упражнения изменяют структуру мозга, устраняя избыточные связи между нейронами, характерные для расстройства аутистического спектра (РАС). После одного месяца добровольного бега на колесе поведенческие различия исчезли, и структурных различий в мозге мышей модели РАС стало меньше.
«Выполнение физических упражнений без принуждения — это безопасный, безлекарственный способ улучшить общее состояние здоровья, и теперь у нас есть лучшее понимание того, как физические упражнения могут положительно изменить структуру мозга при РАС», — сказал доцент Рюта Кояма, который возглавлял исследовательскую группу в Университете Токио.
Это исследование было проведено на мышах, и исследователи говорят, что физические упражнения — это не панацеей для людей с РАС.
«Очень важной частью этого исследования является то, что мышей не заставляли заниматься физическими упражнениями — любая физическая активность была добровольной. Если дети заинтересованы (мотивированы), их следует поощрять делать любые упражнения, которые они хотят, хотя это исследование и не показывает, как различные виды деятельности могут влияет на мозг детей с РАС «, — сказал Кояма.
Фитнес для ума
Около десяти лет назад небольшие испытания на детях начали доказывать, что регулярные физические упражнения улучшают симптомы, связанные с социальными трудностями и повторяющимся поведением, характерным для РАС. Хотя многие исследования изучали, как физические упражнения могут вносить крупномасштабные изменения в уже здоровый мозг или откладывать связанную с возрастом нейродегенерацию, не было исследований с точными измерениями изменений, которые физические упражнения могут вносить в мозг с РАС.
Хотя мозг здоровых детей естественным образом сокращает избыточные связи между нейронами по мере их старения, отличительной чертой мозга людей с РАС является слишком много нейронных связей.
Результаты исследования на мышиной модели показывают, что физические упражнения могут каким-то образом активировать нормальные процессы обрезки лишних связей в мозге.
«Упражнения, вероятно, усиливали контраст между активными и неактивными нейронными связями, так что слабые могли быть более легко направлены на удаление», — сказал Кояма.
Тренажерный зал для мышей
У мышей модели РАС в течение всей жизни наблюдаются различия, связанные с развитием нервной системы: они реже взаимодействуют с новыми мышами, они периодически ухаживают за собой, и им требуется больше времени, чтобы начать кушать в новой среде, что является признаком тревоги.
Исследователи поместили беговое колесо в угол клеток мыши модели РАС, чтобы они могли бегать столько, сколько они хотели. Мыши имели доступ к колесу с четырех недель до восьми недель. Мыши считаются взрослыми в возрасте 8 недель.
«Часть изменчивости наших данных заключается в том, что мы не могли дать всем мышам одинаковое количество упражнений. Некоторые мыши могли тренироваться совсем немного, а некоторые, очень интенсивно», — сказал Кояма.
Несмотря на большие различия между отдельными мышами, в целом, модели РАС-мышей, которые могли тренироваться, демонстрировали поведение, сходное со здоровыми мышами после 30 дней доступа к беговому колесу.
Клеточные исследования для более детального изучения
Исследователи провели дополнительные эксперименты, чтобы заглянуть в мозг мышей модели РАС.
В частности, исследователи сосредоточились на структуре, называемой мшистыми волокнами в гиппокампе, области мозга, которая считается важной для памяти и источником новых нейронов (нейрогенеза) у взрослых. Отдельные нейроны могут быть связаны с десятками мшистых волокон, посылаемых другими нейронами.
Иммунные клетки, называемые микроглией, изменяют структуру мозга, поглощая и переваривая менее активные синапсы, поэтому их иногда называют «мозговыми сборщиками мусора».
Исследователи использовали молекулярную генетику и методы флуоресцентной визуализации, чтобы определить, какие мшистые волокна были наиболее активными, и увидели, что микроглия избавила от этих активных синапсов, удаляя при этом менее активные из них.
Исследователи также связали микроглию с синаптической обрезкой у здоровых мышей. Несовершеннолетним мышам без РАС давали лекарства для предотвращения нормальной активности микроглии. После всего лишь пяти дней приема лекарств исследователи обнаружили значительные различия в плотности синапсов мозга между мышами, чья микроглия была ингибирована, и их немедикаментозными сверстниками.
Хотя причины РАС являются областью активных исследований, исследовательская группа Коямы утверждает, что обратимым аспектам РАС и связи между физическими упражнениями и микроглией также следует уделять постоянное внимание.
Перевод: Светлана Витренко
Источник: https://medicalxpress.com/
