Новая наука о мозговых упражнениях: не только судоку и кроссворды

ВАШИНГТОН. — Было время, когда в книжных магазинах целые полки были посвящены здоровью мозга, хотя на самом деле никто так это не называл: сборники кроссвордов, судоку, игры на память. Позже появились раскраски для взрослых. Каждая из них так или иначе обещала сохранить гибкость ума. «В то время доказательств практической пользы этих занятий было мало. Но в последнее время нейробиология выявила растущий список тех видов деятельности, которые, по-видимому, помогают мозгу: изучение языка, игра на музыкальных инструментах, прогулки, освоение нового навыка». «Это поднимает более широкий вопрос: если эти занятия укрепляют мозг, можно ли объединить их в нечто более целенаправленное — тренировку, специально разработанную для ума?» «В настоящее время мы обращаем внимание на мозг только тогда, когда что-то идет не так. «Но мы обнаруживаем, что, возможно, есть меры, которые мы можем принять для профилактики», — сказала Сандра Бонд Чепмен, профессор поведенческих и нейронаук Техасского университета в Далласе. «Предыдущие исследования программ когнитивного тренинга давали основания полагать, что они в значительной степени оказались неудачными: было установлено, что участники демонстрировали улучшение преимущественно только в той конкретной задаче, которую они отрабатывали, или в чем-то похожем, например, в запоминании шестизначных кодов аутентификации на своих мобильных телефонах или выполнении аналогичных упражнений на память». Эта картина начала меняться. «Ряд исследований, опубликованных в течение последнего года, рассматривали этот вопрос с разных точек зрения, и все они указывают на одно и то же: когнитивное тренирование может приводить к более широким и измеримым изменениям в мозге». В октябре исследователи из Университета Макгилла сообщили, что пожилые люди, которые в течение 10 недель ежедневно выполняли 30-минутные упражнения для мозга, продемонстрировали улучшение состояния холинергической системы мозга, имеющей решающее значение для обучения и памяти. В следующем месяце другая группа исследователей опубликовала анализ результатов магнитно-резонансной томографии 190 здоровых взрослых в возрасте от 20 до 70 лет, который показал, что когнитивное тренирование может физически реорганизовать взрослый мозг. Затем, в феврале, исследователи опубликовали результаты 20-летнего наблюдения в рамках исторического клинического испытания и обнаружили, что у взрослых в возрасте 65 лет и старше, прошедших специальную программу тренировки скорости обработки информации, риск развития деменции был на 25 % ниже, чем у участников контрольной группы». И в прошлом месяце на Международной конференции Ассоциации Альцгеймера, где исследователи представили новые результаты крупнейшего клинического испытания, посвящённого изучению того, могут ли компьютеризированные упражнения для тренировки мозга снизить риск возрастного когнитивного ухудшения, в научном сообществе воцарился восторг. Это исследование, финансируемое Национальными институтами здравоохранения на сумму более 50 миллионов долларов США, отражает растущий интерес к методу, который является экономичным, масштабируемым и доступным практически для любого человека, имеющего компьютер или планшет. «Результаты, опубликованные в июле и полученные в рамках совместной работы исследователей из Университета Клемсона, Медицинского университета Южной Каролины и Университета штата Пенсильвания, были получены на основе данных всего 53 участников. Однако в исследовании был использован «золотой стандарт» клинических исследований — рандомизированное контролируемое испытание, которое направляет исследователей к новым вопросам. «Появляющиеся данные указывают на то, что только определенные виды тренировок приносят значительную пользу, причем эта польза различается у мужчин и женщин». Хотя причины по-прежнему остаются неясными, эти открытия стимулируют новые усилия в направлении персонализированного тренинга мозга: адаптации конкретных упражнений к людям, которые с наибольшей вероятностью извлекут из них пользу. «Сейчас задача состоит в том, чтобы отделить науку от маркетинга». Аарон Сейц, профессор психологии, игрового дизайна и физической терапии в Северо-Восточном университете, предупреждает, что некоторые компании по-прежнему преувеличивают значение первоначальных научных данных. И хотя, по его словам, не существует широкого научного консенсуса относительно эффективности тренировочных игр, среди исследователей практически нет сомнений в том, что эти данные заслуживают более тщательного изучения. «Все, кто занимается этой темой, видели примеры людей, которые получили значительную пользу от таких тренировок», — сказал Сейц. В исследовании, представленном на съезде Ассоциации Альцгеймера, участники были случайным образом распределены по одной из трёх групп и в течение примерно трёх месяцев занимались компьютерными упражнениями по два-три часа в неделю. Один набор игр был сосредоточен на том, что исследователи назвали «нисходящим мышлением»: умственные навыки высшего порядка, которые позволяют нам планировать, рассуждать и переключать внимание с одной задачи на другую. «Это обзорный взгляд на то, как вы организуете свои дела», — сказала Хе Вон Чай, ведущая автор исследования и доцент-исследователь в Университете Клемсона. Участникам предлагались задачи, требующие осознанных решений, концентрации и способности противостоять отвлекающим факторам, например, выполнение быстрых вычислений. «Второй набор игр, описываемый как тренировка «снизу вверх», делает акцент на более автоматических реакциях на сенсорную информацию, эмоции и привычки». В центре внимания данного исследования были скорость и зрительное внимание, что требовало от участников быстрого обнаружения, распознавания и локализации стимулов в условиях растущего временного давления. В ходе одного из упражнений участникам нужно было одновременно отслеживать две единицы информации: автомобиль, который на мгновение появлялся в центре экрана, и знак «Рут 66», появлявшийся в другом месте. Затем их попросили опознать автомобиль и вспомнить, где появился знак. Третья группа выступала в качестве активной контрольной и столько же времени проводила за известными видеоиграми, такими как вариант «Четыре в ряд», «Пасьянс» и «Словоискание». «До начала тренировки и снова после её завершения исследователи брали у участников кровь для измерения уровня двух форм бета-амилоида — белка, тесно связанного с болезнью Альцгеймера. Одна из форм, известная как бета-амилоид 42, особенно склонна к объединению в бляшки, которые накапливаются в мозге людей, страдающих этим заболеванием. «Выбор того, что измерять, стал одной из центральных задач в исследованиях здоровья мозга. Артериальное давление и уровень холестерина указывают на здоровье сердца. Функцию легких можно измерить с помощью простого дыхательного теста. «Однако для мозга не существует аналогичного стандарта, как и широко признанного способа определить, стареет ли он благополучно или становится более устойчивым». В связи с этим исследователи проанализировали широкий спектр показателей, таких как биомаркеры в крови, результаты нейровизуализации, а также оценки памяти, повседневной функциональности, качества жизни и, в конечном итоге, развития деменции. «Чапман, основательница и директор Центра здоровья мозга Техасского университета в Далласе, возглавляет работу по созданию более комплексной системы оценки. Разработанный её командой «Индекс здоровья мозга» объединяет показатели исполнительных функций, эмоционального благополучия и социальных связей в единый балл, предназначенный для отслеживания изменений в мозге человека с течением времени. «Чэпман сравнивает эту работу с Фрамингемским исследованием сердца, которое преобразовало кардиологию, выявив факторы риска, предсказывающие сердечные заболевания. Однако пока что научные исследования находятся на ранней стадии. «Три группы, участвовавшие в исследовании Чая, тратили примерно одинаковое количество времени на тренировку мозга. Одни играли в словесные игры и решали головоломки. Другие выполняли упражнения, предназначенные для улучшения логического мышления». Третья группа тренировала скорость обработки информации: способность мозга быстро воспринимать, интерпретировать и реагировать на визуальную информацию. «Неожиданность возникла при анализе результатов анализов крови. Только в группе, тренировавшей скорость обработки информации, были отмечены благоприятные изменения в биомаркерах, связанных с болезнью Альцгеймера». Это открытие привело исследователей к той части мозга, о которой редко говорят в публичных дискуссиях: холинергической системе — сети клеток, обеспечивающей внимание, обучение и память. Эта система естественным образом ослабевает с возрастом — примерно на 2,5 % за десятилетие, — но при болезни Альцгеймера её состояние ухудшается гораздо быстрее». «Наша теория заключается в том, что упражнения на скорость обработки информации стимулируют холинергическую систему таким образом, что это влияет на биологические пути, в которых участвуют белки тау и амилоид», — сказал Чай. Эта идея согласуется с результатами исследования Университета Макгилла, опубликованного в рецензируемом журнале JMIR Serious Games, которое также показало, что тренировки благотворно влияют на холинергическую систему. «Этьен де Виллер-Сидани, доцент кафедры неврологии и нейрохирургии, возглавлявший исследование в Университете Макгилла, считает, что оба исследования рассказывают об одном и том же». По мере старения человека многие формы познания, включая словарный запас и понимание значения слов, остаются стабильными или даже улучшаются. Скорость обработки информации, напротив, начинает снижаться гораздо раньше. «Это может помочь объяснить, почему игры, основанные на словах, могут быть менее эффективны, чем упражнения, которые заставляют мозг обрабатывать информацию быстрее». Это не означает, что кроссворды или судоку — пустая трата времени, сказала де Виллерс-Сидани, которая сотрудничала с компанией Posit Science, предоставившей доступ к BrainHQ для некоторых игр. «Они по-прежнему увлекательны и доставляют удовольствие». «Я не говорю, что заниматься этим — плохо», — сказала она. «Но это не то, на чем вам следует сосредоточиться, чтобы обратить вспять некоторые последствия старения. Это не дает столь значительного эффекта». «Наука о когнитивном старении долгое время была отмечена интригующей загадкой: у мужчин и женщин наблюдаются разные модели когнитивного ухудшения, при этом женщины составляют почти две трети американцев, страдающих болезнью Альцгеймера и связанными с ней формами деменции». Исследование Чая предполагает, что эти различия могут распространяться и на то, как люди реагируют на когнитивное тренирование. В небольшом исследовании упражнения на скорость обработки информации изменили биомаркеры амилоида, связанные с болезнью Альцгеймера, у мужчин, но не у женщин. «Эти структурные изменения не обязательно приводят к значительному улучшению повседневного функционирования». Однако Робин Хонеа, эксперт в области нейровизуализации, которая участвовала в исследовании, работая в Медицинском центре Университета Канзаса, а сейчас возглавляет компанию, занимающуюся прецизионной медициной, выразила оптимизм. «Это хороший знак», — сказала Хонеа. «Эти показатели обычно снижаются с возрастом и при болезни Альцгеймера, поэтому их рост свидетельствует о более здоровой работе мозга». Улучшения здоровья мозга у женщин, напротив, были связаны с изменениями глубины кортикальных извилин в областях, отвечающих за память и внимание. «Тем не менее, — отметила Хонеа, — мы не понимаем, что это означает, и «не до конца понимаем, почему». «Данные свидетельствуют о том, что тренировка мозга не одинаково эффективна для всех». Сайтц отметил, что наибольший прогресс, как правило, наблюдается у людей, у которых есть больше возможностей для улучшения. Например, студенты университетов часто демонстрируют лишь скромные улучшения, поскольку они и так функционируют на высоком уровне и находятся в когнитивно стимулирующей среде. Пожилые люди с относительно малоподвижным образом жизни, с другой стороны, могут добиться гораздо более значительных улучшений благодаря широкому спектру интеллектуально стимулирующих занятий. «Наименьший эффект наблюдается у людей с наивысшим уровнем функционирования», — отметил Сейц. «Чем дальше они находятся от того периода в жизни, когда демонстрировали наилучшие результаты, тем они являются лучшими кандидатами». «Для людей с болезнью Альцгеймера ситуация сложнее. Повреждение мозга может затруднять получение пользы от тренировок для некоторых людей, в то время как другие все же могут реагировать на определенные меры». Даже в тех случаях, когда когнитивные тренировки демонстрируют положительный эффект, исследователи подчеркивают, что их не следует рассматривать как самостоятельное решение. Обзор исследований, опубликованный в прошлом году в британском медицинском журнале The Lancet, показал, что наибольший когнитивный эффект наблюдался при сочетании когнитивного тренинга с другими изменениями образа жизни, в частности с физическими упражнениями, а не при его использовании в изоляции. «Вывод заключается в том, что имеющиеся данные не позволяют сделать однозначных выводов». «Это немного сложно», — сказал Сейц.