Смена часовых поясов изнуряет мозг
Ученые создали хомякам условия, эквивалентные регулярному авиаперелету через Атлантику. Мозг и когнитивные функции хомяков деградировали.
Метаболизм и активность животных подчинена циркадным (суточным) ритмам, и именно они указывают, когда и что делать (отдыхать, бодрствовать, принимать пищу). Контролируют суточную активность молекулярные механизмы, одинаковые и для животных и для растений. Правда, в общую математическую модель сна и бодрствования не вписываются слишком умные приматы.
Ученые знают, что несогласования с циркадными ритмами мешают учиться и концентрировать внимание, зато помогают накапливать лишний жир. Все «прелести» часовых сбоев может ощутить человек, которому приходится часто сменять часовые пояса или работать в ночные смены.
Исследователи из Калифорнийского университета (University of California) при участии профессора Лэнса Кригсфельда (Lance Kriegsfeld) изучили влияние регулярной смены часовых поясов на структуру головного мозга, память и умственные способности животных. Результаты физиологических исследований применимы и для человека, несмотря на то, что биологи экспериментировали с сирийскими хомяками (Syrian hamster). Дело в том, что метаболизм и физиологические процессы этих грызунов с высокой точностью согласованы с циркадными ритмами. Например, овуляция (созревание яйцеклеток) происходит каждые 96 часов с погрешностью всего несколько минут. Поэтому на примере хомяков наиболее удобно отслеживать и изучать «часовую акклиматизацию» и последствия сбитых суточных ритмов.
Полет через Атлантику
Дважды в неделю в течение двадцати восьми дней экспериментаторы создавали животным условия, эквивалентные перелету из Нью-Йорка в Париж. После исследователи позволили хомякам отдохнуть и войти в привычный режим, согласованный с суточными ритмами. На всех этапах эксперимента физиологи оценивали изменение памяти и интеллектуальных способностей животных, сравнивая результаты с контрольной группой грызунов, которые никуда «не летали».
Оказалось, что даже спустя месяц реабилитации животные полностью не восстановили способности к обучению и запоминанию. Исследования мозга показали, что гиппокамп (отдел нервной системы, вовлеченный в процессы запоминания и обучения) «хомяков-летунов» более чем наполовину состоит из молодых, несозревших и, соответственно, функционально неполноценных нейронов. Причем, обилие молодых нейронов связано не с увеличением, а, напротив, с уменьшением интенсивности нейрогенеза. Созревающие нейроны преждевременно погибали и не образовывали связи с другими нервными клетками. Правда, ученые пока не могут объяснить, при помощи каких механизмов регулярная и резкая смена часовых поясов мешает созревать молодым нейронам.
«Исследование позволяет утверждать, что частые авиационные перелеты и ночные смены изменяют структуру мозга и негативно сказываются на способности усваивать новую информацию», -- пишет профессор Лэнс Кригсфельд в PLoS ONE. Дальнейшие запланированные исследования ученых дополнят знания об отупляющих факторах повседневной жизни, к которым уже отнесены стресс, храп и продолжительная темнота.