Как повысить синаптогенез и сформировать новые синапсы

Синапсы – это связи между нейронами (клетками мозга), которые способствуют нейронному общению. Большее количество синапсов предполагает более гибкую нейропластичность и высокую мозговую функциональность. Чем больше синапсов, тем легче мозгу адаптироваться к внешним задачам и проблемам. К счастью, мозг способен самостоятельно создавать новые синапсы с помощью процесса, называемого синаптогенез.

Считается, что синаптогенез «вспыхивает» в подростковом возрасте и постепенно уменьшается по мере достижения человеком 20-летнего возраста. На заключительных этапах развития мозга происходит процесс, называемый «синаптическим прунингом» — уничтожение неиспользуемых синапсов и укрепление наиболее часто используемых синаптических связей с помощью долговременной потенциации.

Польза от синаптогенеза

Существует много преимуществ, связанных с синаптогенезом, включая повышение когнитивных способностей и нейропластичности. Взрослые люди с более низким уровнем синапсов часто испытывают снижение когнитивной функции по сравнению с людьми с более высоким уровнем синапсов. Увеличение количества синапсов способно снизить вероятность нейродегенерации. [R]

Улучшение когнитивных способностей

Нарушения интеллекта и когнитивные расстройства связаны со снижением уровня образования синапсов. Для усиления вашей когнитивной функции может быть разумным заняться деятельностью, способствующей развитию синаптогенеза.

Задержка и предупреждение нейродегенерации

Люди с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, как правило, имеют меньше синапсов и могут получить пользу от синаптогенеза. Различные фосфолипидные прекурсоры разрабатываются специально для того, чтобы вызвать синаптогенез у людей с болезнью Альцгеймера.

Обучение

Учебный процесс, особенно двигательные навыки, связаны с синаптогенезом. Когда вы узнаете что-то новое, например, как ездить на велосипеде, ваш мозг образует новые синапсы. Эти синапсы вырабатываются и укрепляются при дальнейшем использовании. Вот почему в конечном итоге вы можете ездить на велосипеде, не падая.

Формирование памяти

Считается, что синаптогенез помогает в формировании памяти. Люди с нарушениями функции памяти имеют сокращение числа корковых синапсов. Процессы, способствующие развитию синаптогенеза, укрепляют новые воспоминания.

Улучшение настроения

Считается, что у людей с депрессией нарушен синаптогенез. Формируя новые синапсы, вы облегчаете некоторые депрессивные симптомы и в конечном итоге будете чувствовать себя более счастливыми.

Нейропластичность

Синаптогенез позволяет вашему мозгу адаптироваться к различным раздражителям посредством нейропластичности. Благодаря большему количеству общих связей вам будет легче адаптироваться к новым условиям. Кроме того, с появлением нового опыта мозг формирует связи, которые помогут вам функционировать в связанных с этим будущих ситуациях.

Снижение стресса

Существуют свидетельства того, что стресс ослабляет способность мозга формировать новые синапсы или, по крайней мере, новые связи в регионах, связанных с мышлением более высокого порядка, таких как префронтальная кора. Сильный стресс усиливает активацию миндалины или «центра страха» и наносит вред ранее существовавшим здоровым синапсам.

9 способов повысить синаптогенез

Синаптогенез проще усилить. А сделать это можно, когда мозг еще не полностью сформирован (лет так до 25ти). Но даже в зрелом возрасте можно сформировать новые синапсы. Ниже мы рассмотрим как.

1. Экологически благоприятная среда

Те, кто находится в более чистой экологической обстановке, смогут вырастить больше новых синапсов, чем те, кто растет в стандартной или плохой. Хотя большинство исследований, анализирующих явление синаптогенеза было проведено на крысах, есть основания полагать, что многие из этих же методов могут быть эффективными у людей.

Одно исследование показало, что крысы, растущие в экологически благоприятной среде, обладают почти на 25% большим количеством синапсов, чем в контрольной группе.

Увеличение на 25% означает увеличение общего количества нейронных соединений и путей распространения. Поэтому, для лучшего развития синапсов необходимо улучшить окружающую среду. Если невозможно сменить место жительство, то необходимо позаботиться о чистоте в доме. [R, R, R, R, R]

2. Моторное обучение

Известно, что изучение новых вещей полезно для мозга. Однако не любое «обучение» способно вызвать синаптогенез. Если вы хотите вырастить новые синапсы, вам нужно заниматься моторным обучением или изучать что-то новое, связанное с движением (например, жонглирование, настольный теннис и т.д.).

В исследовании было обнаружено, что взрослые крысы, которым была дана сложная акробатическая тренировка, испытывали синаптогенез. Тогда как крысы, которым было поручено выполнение обычных физических упражнений или же их полное отсутствие, не смогли сформировать новые синапсы.

Ваш мозг должен координировать сложные движения конечностей с определенной деятельностью. Это не обязательно должна быть акробатическая тренировка. Каждый раз, когда вы занимаетесь моторным обучением (например, выясняете, как сделать определенный удар в настольном теннисе), формируются новые синапсы. [R, R, R]

3. Фосфолипиды

Фосфолипиды – это ключевые компоненты синаптических мембран. Исходя из этого, исследователи предположили, что введение предшественников фосфолипидов может привести к синаптогенезу. Среди них:

• Уридин. Это «строительный блок» для РНК, который косвенно помогает в процессе формирования памяти. Уридин может работать вместе с холином, чтобы способствовать образованию новых синапсов.
• Докозагексаеновая кислота (ДКГ, DHA). Это Омега-3 жирная кислота. Она улучшает когнитивные функции и общее психическое здоровье. Содержится в рыбьем жире и масле криля.
• Холин. Это необходимое питательное вещество, которое служит предшественником ацетилхолина. Ацетилхолин необходим для синаптогенеза, а также ряда других нейрофизиологических функций. Лучшим источником холина являются яйца.

4. Антидепрессанты нового поколения

Считается, что антидепрессанты могут вызывать одновременно и нейрогенез (образование новых клеток мозга) и синаптогенез. Уже хорошо известно, что СИОЗС могут вызывать нейрогенез, но помогают ли они также в формировании новых синапсов, остается неясным.

Spadin (Спадин). Спадин — это новый антидепрессантный пептид, который ингибирует калиевый канал, называемый «TREK-1». В исследованиях на грызунах было обнаружено, что введение Спадина увеличивает множественные биомаркеры синаптогенеза, включая PSD-95 и синапсин-1. Позже исследователи подтвердили, что после лечения Спадином количество синапсов у грызунов значительно увеличилось. [R]

Кетамин. Он обеспечивает быстрое облегчение симптомов депрессии. Предварительные данные свидетельствуют о том, что уникальный механизм действия кетамина способен вызывать синаптогенез. Он действует на клеточный сигнальный путь, называемый «mTOR». Когда активирован путь «mTOR», в префронтальной коре появляется синаптогенез.

Модуляторы NMDA. Разрабатываются другие препараты, действующие на NMDA (глутамат), аналогичный кетамину, без психомиметических эффектов. Другими словами, фармацевтические и биотехнологические компании пытаются изолировать антидепрессантные механизмы от кетамина, исключая при этом возможность диссоциативных побочных эффектов, таких как галлюцинации или бред. В связи с тем, что кетамин способен способствовать синаптогенезу, не трудно предположить, что различные другие модуляторы NMDA имеют аналогичные эффекты. [R]

5. Изменение поведения

Другой способ вырастить новые синапсы — это изменить свое поведение. Исследование документально подтвердило, что самки птиц испытывали изменения в поведении при лечении тестостероном. Исследователи отметили, что 51% синапсов образовалось в области ядра переднего мозга, называемой “robustus archistriatalis” (RA). Увеличение размера синапсов и количества везикул на синапс связано с изменением поведения.

Известно, что изменения в поведении изменяют нейронную активацию и пути. Освоение нового моторного навыка связано с синаптогенезом. Возможно, что изменение поведения в течение определенного периода времени, независимо от того, что является причиной изменения поведения (например, лекарства, окружающая среда и т.д.), может привести к синаптогенезу. [R]

6. Оптимизация гормонов

Увеличение уровня гормонов может вызвать синаптогенез. В частности, повышение уровня тестостерона у мужчин способствует образованию новых синапсов, в то время как повышение уровня эстрадиола и прогестерона у женщин может иметь такой же эффект. Некоторые исследования показывают, что снижение выработки различных половых гормонов может тормозить синаптогенез.

Эстрадиол. Известно, что эстрадиол повышает синаптическую пластичность в области гиппокампа у самок крыс. В одном исследовании сообщалось, что снижение уровня эстрадиола привело к потере синапсов. Повышение уровня эстрадиола усиливало образование синапса в гиппокампе у самок. А вот ингибирование производства эстрадиола у самцов не влияет на синаптогенез.

Прогестерон. В исследовании, проведенном на крысах, применение прогестерона позволило провести синаптогенез в определенной области гиппокампа. Этот синаптогенез помог крысам с восстановлением нервов после инсульта (глобальная церебральная ишемия).

Тестостерон. На основании исследования, анализирующего влияние введения тестостерона на модели животных с рассеянным склерозом (РС), выяснилось, что тестостерон усиливает синаптогенез. Он также помогает сохранять нейроны в коре головного мозга. Увеличение синаптогенеза было связано с улучшением возбуждающей синаптической функции. [R, R, R, R, R]

7. Низкоинтенсивная лазерная терапия

В одном исследовании было обнаружено, что транскраниальная низкоуровневая лазерная терапия стимулирует образование новых синапсов. Изначально исследователи тестировали низкоуровневую лазерную терапию, основываясь на том, что травматические поражения головного мозга животных моделей улучшаются с применением ближнего инфракрасного света к их голове. Этот ближний инфракрасный свет уменьшает размер поражений мозга, сводит к минимуму воспаление и индуцирует нейрогенез.

Тестирование низкоуровневой лазерной терапии проводилось на моделях грызунов с интервалами в одну или три процедуры в день. Неврологические функции значительно улучшились для обработанных лазером грызунов по сравнению с необработанной контрольной группой. Это улучшение произошло в течение 2 недель и характеризовалось значительным увеличением синаптогенеза в результате повышения регуляции синапсина-1.

Лазерное лечение одновременно повысило BDNF (нейротрофический фактор мозга), еще один важный компонент психического здоровья. Несмотря на то, что это исследование проводилось на моделях грызунов, его результаты были значительными. Можно предположить, что аналогичные эффекты синаптогенеза могут возникнуть при низкоинтенсивной лазерной терапии у людей. [R]

8. Увеличить уровни BDNF

Если вы хотите оптимизировать способность мозга формировать новые синапсы, вы должны научиться увеличивать уровень BDNF.

BDNF — это аббревиатура от «нейротрофический фактор мозга». Это важный нейротрофин, который способствует образованию развивающихся синапсов. Без достаточного количества BDNF синаптогенез может быть менее вероятным или неоптимальным.

BDNF отвечает за помощь мозгу в формировании как возбуждающих, так и тормозных синапсов. Когда производство BDNF низкое, синапсы ослабевают. При высоком уровне производства BDNF существующие синапсы укрепляются за счет долговременного потенцирования. [R, R]

9. Различные белки

Выработка эндогенных белков помогает стимулировать образование новых синапсов. К белкам, которые были задокументированы как возбудители синаптогенеза, относятся: Нетрин, Остеопонтин и Тромбоспондин.

Нетрин. Считается, что этот белок способствует образованию нейронных цепей в переднем мозгу млекопитающих, особенно в периоды пикового образования синапса. Исследователи показали, что «Нетрин-1» в состоянии развивать синаптогенез в корковых нейронах крыс и мышей. В частности, Netrin-1 увеличивает количество и силу возбуждающих синапсов между корковыми нейронами.

Остеопонтин. Это белковая молекула, которая улучшает реорганизацию и восстановление синапса после травмы головного мозга. Считается, что он способствует развитию синаптогенеза через его действие на синаптин-1.

Тромбоспондин. Это белок, который выделяется из глиальных клеток и способствует развитию синаптогенеза, одновременно поддерживая стабильность синапса. Считается, что он также помогает в реконструкции синапсов после черепно-мозговой травмы или воздействия различных лекарственных препаратов. [R, R, R]

Что мешает здоровому синаптогенезу

Есть несколько вещей, которые снижают способность мозга формировать новые синапсы.

Анестезия

Исследователи отмечают, что общая анестезия нарушает баланс нейротрансмиттеров и гомеостаз, необходимый для нейронной сигнализации. Это приводит к каскадному эффекту по всему мозгу. Что приводит к нарушениям в формировании развивающихся синапсов и торможению синаптогенеза. [R]

Бисфенол А

Синтетический ксеноэстроген, который присутствует во многих пластмассах. Установлено, что воздействие Бисфенола А на грызунов снижает уровень гормонов и в конечном итоге тормозит процесс синаптогенеза. [R]

Постоянный стресс

Хотя некоторый стресс может быть полезен для обучения и перемен, избыточный стресс повреждает синапсы и препятствует образованию синапсов в областях, которые способствуют оптимальной работе мозга и его здоровью.