Коли людський мозок відчуває дефіцит енергії, він може почати «поїдати» власні жирові тканини для підтримки роботи, згідно з пілотним дослідженням мозку марафонців.
Отримані результати натякають на нову форму нейропластичності, яка може допомагати мозку функціонувати під час тривалих фізичних навантажень.
Сканування мозку учасників дослідження показує, що під час марафону, коли рівень глюкози в мозку критично знижується, деякі нейрони можуть почати використовувати мієлін – жирову оболонку нервових волокон – як джерело енергії.
Мієлін відомий своєю функцією покращення передачі нервових імпульсів, але, як з’ясували науковці, ця оболонка не є статичною. Нові дослідження свідчать, що нейрони можуть змінювати товщину мієліну та повторно його використовувати в залежності від змін у середовищі.
Тепер виявилося, що в екстремальних умовах мозок може переробляти мієлін на паливо, але лише в разі крайньої необхідності.
МРТ-сканування мозку 10 бігунів (8 чоловіків та 2 жінок) до та після марафону довжиною 42 км виявило суттєві зміни в мієліні білої речовини – області, де ця жирова тканина найбільш сконцентрована.
Через 24–48 годин після забігу бігуни продемонстрували значну втрату мієліну в регіонах, що відповідають за рухові функції, координацію, сенсорну інтеграцію та емоції.
Через два тижні маркери мієліну почали відновлюватися, а через два місяці рівень повністю стабілізувався у шести учасників, які продовжували брати участь у скануванні.
Команда науковців під керівництвом Педро Рамоса-Кабрера та Альберто Кабрери-Зубісаррети вважає, що їхні результати можуть змінити погляд на мієлін як на запас енергії, який використовується в умовах дефіциту поживних речовин у мозку.
Вони припускають, що мієлін виконує роль метаболічної «страхувальної сітки», дозволяючи мозку тимчасово отримувати енергію з певних ділянок, залишаючи основну частину білої речовини неушкодженою.
Дослідники назвали свою гіпотезу метаболічною мієліновою пластичністю.
Раніше вважалося, що мозок уникає використання жиру як джерела енергії навіть під час стресу. Однак це припущення може виявитися неправильним.
Хоча вибірка дослідження мала лише 10 учасників, а висновки ґрунтуються на непрямих маркерах, результати узгоджуються з нещодавніми дослідженнями на мишах, які показали, що мієлін може використовуватися як жировий резерв у разі дефіциту глюкози.
Мієлін є критично важливим для роботи нервової системи, а його значна втрата пов’язана з такими захворюваннями, як розсіяний склероз.
Використовуючи лише частину мієліну для метаболічних потреб, мозок може завдавати собі тимчасової шкоди, щоб зберегти загальну функціональність.
Це пояснює, чому когнітивні тести показують, що після марафону у бігунів значно погіршуються реакція та пам’ять, а мозкова активність швидко відновлюється під час відпочинку.
Найбільш еволюційно розвинені частини людського мозку містять більше мієліну, що натякає на його ключову роль у виживанні виду.
Цілком можливо, що саме мієлін дозволив нашим предкам долати великі відстані у пошуках здобичі, залишаючись при цьому максимально розумово активними.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature Metabolism
