Авторы нового исследования, в рамках которого проводились эксперименты на мышах, утверждают, что бег может стать основой лечения некоторых форм слепоты, вызванных сенсорной депривацией на ранней стадии жизни. Физические упражнения, как выяснилось, имеют не только профилактический эффект, но и способны излечить от страшных хронических заболеваний.
Эта работа основывается на более ранних исследованиях, проведённых учёными около полувека назад. Тогда нейрофизиологи Дэвид Хьюбел (David Hubel) и Торстен Визель (Torsten Wiesel) изучили процессы, которые используются для пересылки информации от глаз к мозгу. Они также доказали, что зрительная кора развивается правильно, только если она получает сигналы от обоих глаз в раннем возрасте. Если один глаз лишается зрения во время этого критического периода, то в результате может возникнуть амблиопия, или "ленивый глаз" — состояние близкое к слепоте.
Теперь Кристофер Нилл (Christopher Niell) и Майкл Страйкер (Michael Stryker) из университета Калифорнии в Сан-Франциско продемонстрировали, что бег усилил более чем в вдвое реакцию нейронов зрительной коры на визуальную стимуляцию у мышей.
Страйкер полагает, что столь ярко выраженный положительный эффект от бега, вероятнее всего, связан с тем, что быстро и качественно обрабатывать информацию, быстро передвигаясь сквозь пространство, значительно труднее и важнее, чем во время спокойного хода или в статичном положении.
"Имеет смысл перевести зрительную систему в состояние с высоким коэффициентом усиления в то время, когда организм быстро передвигается сквозь окружающую среду. Это имеет значение ещё и потому, что мы начинаем видеть удалённые объекты лучше, чем близлежащие, когда бежим", — поясняет Страйкер, чья статья вышла недавно в журнале eLife.
Учёные задались вопросом, может ли бег повлиять на пластичность зрительной коры мозга, то есть может ли он вызывать изменения в ответ на новый опыт. Чтобы найти ответ, Страйкер и его коллеги закрыли юным грызунам один глаз на несколько месяцев, вследствие чего у них возникла амблиопия. Когда мышам вновь открыли оба глаза, их разделили на две группы.
Грызунам из первой группы показывали яркие "шумные" рисунки, пока те бегали в колесе в течение четырёх часов в день на протяжении трёх недель. Рисунки были подобраны специально таким образом, чтобы активировались почти все клетки первичной зрительной коры. Исследователи записали активность мозга с помощью метода визуализации внутреннего сигнала, схожего с фМРТ.
Всего неделю спустя учёные заметили нейронный ответ в зоне мозга, отвечающей за глаз, который был закрыт на протяжении нескольких месяцев. Спустя две недели нейронный ответ был сопоставим с показателями у нормальных мышей, которым глаз вообще не закрывали. Третья группа мышей, которая не испытывала ни физических нагрузок, ни визуальную стимуляцию, не достигла нормального уровня нейронного ответа.
Дальнейшие эксперименты показали, что бег и визуальная стимуляция дают такой эффект только в сочетании друг с другом. Пока неизвестно, будет ли разработанная Страйкером методика эффективна и для человека, но, как сообщается в пресс-релизе, клинические испытания на добровольцах должны начаться в ближайшие годы.
Также по теме:
Слепые мыши вновь увидели свет после введения простого лекарства
Фоторецепторы из пробирки помогли мышам прозреть
Временная слепота надолго обострила слух мышей
Биологи выяснили, что стимуляция зрения улучшает обоняние
В Японии начинаются клинические испытания стволовых клеток для восстановления зрения
