Теоретические аспекты биохакинга мозга

 

Важным аспектом биохакинга является "работа над кармой" или тем, где она скорее всего помещается- нашим мозгом.

 

Мозг состоит условно из трех частей: 

I. Древнего мозга рептилии, отвечающий за базовые функции, необходимые для поддержания жизненных функций, инстинктивных реакций. 

II. Лимбической системы, в которой гиппокамп отвечает за память, миндалевидное тело-за эмоции, страх, гнев, определяет силу воспоминаний и гипоталамус, связанный с эндокринной системой, является во многом, ее регулятором. 

III. Коры (неокортекс), которая отвечает за абстрактное мышление, решение проблем, оценку опасности и язык.

 

Собственно, что же такое сознание по-прежнему вызывает много споров. 

Материалистическое и господствующее мнение, что это некий эпифеномен и продукт содружественной деятельности , примерно 86 миллиардов нейронов головного мозга, объединенных в сложную систему, причем каждый нейрон имеет в среднем пять тысяч соединений с другими нейронами, каждый из которых срабатывает от пяти до пятидесяти раз в секунду.

 

 

Несмотря на распространенное ранее мнение о том, что нервные клетки не восстанавливаются, новые нейроны, хоть и не в таком количестве продолжают образовываться из стволовых клеток, преимущественно расположенных в области гипоталамуса, хотя с возрастом скорость обновления снижается. 

 

Мозг-это не просто раз и навсегда, однажды сформированный биологический компьютер. Это живая структура, продолжающая меняться на протяжении всей жизни, подстраивающаяся под новые условия, не только за счет формирования новых межнейронных связей. 

При каждом действии, мысли и чувстве, срабатывают нейроны, позволяющие вам осмыслить этот опыт. 

 

Чем больше вы практикуете определенное поведение - скажем, внимательность или беспокойство - нейроны, связанные с ним, срабатывать все чаще и быстрее. Чтобы сэкономить энергию, мозг создает новые структуры, специфичные для выполняемой работы и является биологической основой обучения и называется нейропластичностью.

 

Клетки мозга, как и клетки всего организма-это клоны той самой первой одной клетки, образовавшейся из слияния яйцеклетки и сперматозоида и несут совершено одинаковую генетическую информацию. 

Разными их делает только то, что в процессе их дифференцировки, какая то часть информации записанной на ее ДНК, вовлечена в работу, а какая то замалчивается. Другими словами, различная экспрессия генов. Поэтому, несмотря на идентичность ДНК, мы имеем клетки с разной структурой и функцией. 

На активность геномов сильно влияют факторы окружающей среды и образа жизни, которые взаимодействуют с генетической информацией. 

Эпигенетические механизмы не изменяют последовательность ДНК; вместо этого они генерируют разные и взаимозаменяемые структурные состояния, которые изменяют активность генов. Эти механизмы включают взаимозависимые модификации ДНК и хроматина, структуры гистонового белка, уплотняющего ДНК в ядре клетки. 

 

Их можно разделить на три основные категории: 

· метилирование ДНК, 

· модификации гистонов и 

· небольшие некодирующие РНК.

 

Добавление метильных групп к цитозину вызывает конденсацию хроматина, что делает ДНК недоступной для транскрипционного аппарата и приводит к молчанию генов. Точно так же ацетилирование и деацетилирование гистонов ослабляют и уплотняют хроматин, соответственно, создавая «открытые» или «закрытые» домены активности гена вдоль генома. 

Размещение этих эпигенетических меток выполняет функции регуляторов экспрессии генов. 

Наконец, микро РНК могут контролировать стабильность и доступ матричной мРНК к машине трансляции, оказывая влияние на продукцию белка. 

Оказывается, что на эти процессы влияет как внешняя среда, так и образ жизни, питание, физическая нагрузка и… даже мыслительная деятельность. 

Обнаружено, что вмешательства, направленные на улучшение условий жизни и поведения (например, образование, упражнения, диета, сон), были связаны с изменениями профилей метилирования ДНК 

 

Фото близнецов

 

 

Нейропластичность - это термин, который используется для описания изменений мозга, происходящих в ответ на опыт. Существует множество различных механизмов нейропластичности, начиная от роста новых связей до создания новых нейронов. 

Фактически вы можете выращивать мозг и новые способности и ощущения

Медитация.

 

Концепция нейропластичности применяется и в медитации, поскольку предполагается , что ментальная тренировка в медитации принципиально не отличается от других форм приобретения навыков, и как показано в клинических исследованиях, может способствовать росту объема серого вещества в инсуле, префронтальной области, гиппокампе, миндалине и увеличению размера мозга, причем в течении достаточно короткого времени. 

И как было показано эксперименте, структурные изменения выявлялись всего уже через 8 недель.

 

Термин «медитация» относится к широкому спектру практик, от техник, направленных на расслабление, до упражнений, выполняемых с целью формирования  чувства благополучия. 

Медитативные практики способны уменьшать боль, тревожность, иммунитет и даже проявление псориаза.

Некоторые авторы проследили влияние медитации на эффекторные молекулы и изменения экспрессии соответствующих генов, а в последнее время и на конкретные механизмы, регулирующие экспрессию генов, связанные со стрессом,  которые участвуют в передаче сигналов глюкокортикоидов, серотонинергических сигналах: таких, как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) и фактор роста нервов (NGF), участвующих в нейропластичности, обучении и памяти. 

 

В исследованиях проведенных в Гарварде   выявлено, что под влиянием медитации, в исследуемой группе, в сравнении контролем, уменьшался уровень стрессовых гормонов кортизола, катехоламинов, интерлейкина-6. 

Практика медитации воздействует на одни и те же гены-мишени, такие как FKBP5, SLC6A4 и BDNF, что влияет на эндокринные, нейрональные и поведенческие функции.

Были обнаружены предварительные доказательства того, что медитация коррелирует со снижением активных форм кислорода (АФК), активностью воспалительных процессов, уровнями фактора NF-kB, и СРБ. 

Во время медитации снижается уровень кортизола, растет количество CD4 + Т-клеток (у больных с ВИЧ-инфекцией), увеличивается активность белков, защищающих клетки от старения и теломеразы.

Одной из ключевых особенностей эпигенетической информации является ее потенциальная обратимость.

 

Вмешательства, направленные на улучшение условий жизни и поведения (например, образование, упражнения, диета, сон), сопровождались изменениями профилей метилирования ДНК. Следовательно, представляется важным понять, может ли медитация вызывать эпигенетические события, способные предотвратить болезни и укрепить здоровье и помочь выявить новые цели для терапевтического вмешательства.

 

Психическое и эмоциональное здоровье может быть улучшено переживанием внутренней тишины, которая вызывает состояние невозмутимости и приводит к улучшению внимания и большей релаксации.  Была доказана  высокая эффективность многих видов медитативных техник, которые помогают достичь осознанности и рефлексии.Достижение состояния внутренней тишины посредством практики медитации может предотвратить или обратить вспять пагубные последствия стрессовой среды 

 

Сон.

 

Существует давнее убеждение в том, что сон каким-то образом служит для «восстановления» того, что потеряно в организме, пока мы бодрствуем.  Сон дает телу возможность восстановиться. Основанные на эмпирических данных, эти предположения получили подтверждение в последних исследованиях на людях и животных. Например, рост мышц, восстановление тканей, синтез белка и высвобождение гормона роста, мелатонина происходит преимущественно во время сна. 

 

Совсем недавно, несколько лет назад, в головном мозге обнаружена, совершенно новая анатомическая структура- глимфатическая система. Это сеть лимфатических сосудов, через которые проходит отток продуктов обмена нервных клеток, нейротоксинов, бета-амилоидных белков в системную циркуляцию, и которая работает только во время сна, в буквальном смысле "прочищающая" нам мозги. 

 

Так концентрация аденозина в мозге одного из факторов, приводящий к ощущению усталости и сонливости, во время сна уменьшается, что приводит к состоянию бодрости после пробуждения. Кстати, бодрящее действие кофеина как раз объясняется его способностью блокировать действие аденозина в мозге. Качество сна коррелирует с нейропластичностью мозга- изменениями в его структуре и организации. Особую роль сон играет в развитии мозга у младенцев и маленьких детей, которые спят по 12-14 часов. Сейчас связь между сном и пластичностью мозга становится очевидной и у взрослых. Сон и недосыпание влияют на способность людей к обучению, когнитивные функции и объем мозга. 

Все знают, что "Утро вечера мудренее". 

 

Депривация сна, особенно на регулярной основе, например, при синдроме ночного апноэ приводит к нарушениям внимания, памяти, способности к обучению, а также к более долгосрочным последствиями для здоровья.  Развивается нарушение структуры сна, увеличивается уроевнь кортизола, инсулинорезистентность, снижается уровень лептина, при одновременном повышении уровня грелина, что стимулирует аппетит, в крови возрастает уровень биомаркеров системного воспаления. 

 

Исследования на животных показали, что полное лишение сна, приводит у них к грубым нарушениям иммунитета и даже смерти в течении нескольких недель. 

Увеличивается риск таких заболеваний, как диабет, артериальная гипертензия и другие болезни сердца, приводящих к ухудшению качества жизни,. 

 

Согласно данным трех крупных эпидемиологических исследований, обнаружено, что сокращение сна до пяти или менее часов в сутки увеличивает риск смерти от всех причин примерно на 15 процентов.

 

Физическая нагрузка.

В процессе физической нагрузки работающие мышцы потребляют энергию в виде глюкозы, приводящую к снижению ее уровня в крови. Это стимулирует синтез контринсулярных гормонов, таких как катехоламины и кортизол, глюкагон, действие которых запускают каскад метаболических реакций противодействующих гипогликемии и дефициту энергии. 

 

Активируются механизмы влияющие на рецепторы клеточного ядра, что изменяет экспрессию генов, перестраивается основной обмен, запускаются анаболические процессы, приводящие к структурной перестройке мышц. Сами мышцы в процессе работы вырабатывают миокины (гормоны местного действия), обладающие и системными эффектами. 

 

Увеличение выработки цАМФ и ирисина в мышцах, стимулирует в мозге синтез нейромедиаторов норадреналина и серотонина, которые в то же время стимулируют выработку факторов роста: insulin-like growth factor (IGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), и brain derived neurotrophic factor(BDMF), что приводит к структурной перестройке ткани мозга. Интерлейкин-6 (IL-6), иризин, фактор роста FGF21 способны преодолевать гематоэнцефалический барьер. 

Другие же миокины могут влиять на мозг косвенно, как это наблюдалось в случае фактора роста GDF11 через эндотелиальные клетки сосудов головного мозга. 

 

Было даже высказано предположение, что естественный отбор Homo erectus у лучше всего адаптированных к повышенной физической активности (бег на выносливость связанный с охотой) привел к увеличению размера мозга и развитию высших когнитивных функций. Эта провокационная гипотеза предполагает, что миокины высвобождаемые в ответ на аэробные упражнениям могут являться ранее не признаваемым фактором эволюции человеческого мозга. 

Малоизвестный до 90-х годов, фактор BDNF, влияющий на ДНК нейронов, усиливающий транскрипцию генов и вызывающий рост и формирование новых нейронов в гиппокампе, рассматривается как молекулярный процесс, стоящий за обучением. 

В опытах на животных показано, что физическая активность, даже в нерегулярном режиме, стимулирует нейрогенез и обучаемость, сопровождаясь подъемом уровня BDGF до 170%, в отличии от гиподинамии, где такого роста нет. 

 

Фактор роста GDF11 предотвращает возрастную гипертрофию сердца и сердечную недостаточность и дисфункцию скелетных мышц, хрупкость костей и когнитивных функций при старении у мышей…и улучшает нейрогенез. 

Различные виды физической нагрузки как циклические так и статические как, например йога, улучшают окислительно-восстановительное процессы в организме за счет снижения уровня АФК(активных форм кислорода), воспаления, что противодействует ускоренному старению. 

 

Не менее важным аспектом влияющим на работу мозга, конечно же является диета, количество, состав, и даже время приема пищи. Важным является завтрак, настраивающий на должную работу биологические часы организма, запускающие множество циклических процессов идущих в 

организме, обеспечивающих выработку, депонирования энергии в клетках разных тканей и синтез белков и структурную перестройку организма.

 

Эмпирические правила, "завтрак съешь сам, обед товарищу, ужин врагу", посты, когда верующим предписано не столько меньше есть, сколько больше размышлять, и когда этому мешает "сытый желудок". 

Например, в эксперименте подтвердилось, что чем ниже уровень инсулина в крови, тем лучше память, а, следовательно, и способность к обучению. Всем известна сонливость после приема пищи и бодрость натощак. 

Все эти принципы имеют серьезную гормональную и молекулярную подоплеку, что также подтверждается на молекулярном уровне

 

Более подробно о хронобиологии здесь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.