Здоровье мозга зависит от душевного состояния, установили исследования

Наличие большего количества положительного жизненного опыта связано с меньшими рисками развития заболеваний головного мозга, таких как болезнь Альцгеймера, более медленным снижением когнитивных функций с возрастом и даже более продолжительной жизнью.

Но как чувства и переживания преобразуются в физические изменения, которые защищают или вредят мозгу, до сих пор неясно.

Исследование ученых из Колумбийского университета предполагает, что митохондрии мозга могут играть фундаментальную роль. Исследование опубликовано в журнале Труды Национальной академии наук.

Митохондрии снабжают мозг энергией, и новое исследование показывает, что молекулярный механизм, используемый митохондриями для преобразования энергии, усиливается у пожилых людей, которые испытывали меньший психологический стресс в течение своей жизни, по сравнению с людьми, которые имели более негативный опыт.

«Мы показываем, что душевное состояние пожилых людей связано с биологией митохондрий их мозга, и это первый случай, когда субъективные психосоциальные переживания связаны с биологией мозга», — говорит Кэролайн Трампфф, доцент кафедры медицинской психологии, которая возглавлял исследование вместе с Мартином Пикардом, доцентом кафедры поведенческой медицины Колледжа врачей и хирургов Вагелоса Колумбийского университета и Колумбийского центра старения Роберта Н. Батлера.

«Мы думаем, что митохондрии в мозге подобны антеннам, улавливающим молекулярные и гормональные сигналы и передающим информацию в ядро ​​клетки, изменяя жизненный путь каждой клетки», — говорит Пикард. «И если митохондрии могут изменить поведение клеток, они могут изменить биологию мозга, разума и всего человека».

В новом исследовании использовались данные, собранные в ходе двух обширных исследований с участием почти 450 пожилых людей в Соединенных Штатах. В каждом исследовании собиралась подробная психосоциальная информация от участников за два десятилетия их жизни. Участники исследования пожертвовали свой мозг после смерти для дальнейшего анализа, который предоставил данные о состоянии клеток мозга участников.

Трампфф создал индексы, которые преобразовывали сообщения пациентов о положительных и отрицательных психосоциальных факторах в единую оценку общего психосоциального опыта. Она также оценила каждого участника по семи доменам, которые представляют собой отдельные генетические сети, активные в митохондриях.

«Использование многомерных индексов митотипов является важным нововведением, поскольку нам легче интерпретировать биологическое состояние митохондрий с помощью сетей родственных генов, чем анализ тысяч отдельных генов», — говорит Пикард.

Результаты показали, что один митохондриальный домен, который оценивал механизм преобразования энергии органеллы, был связан с психосоциальными показателями.

«Более хорошее самочувствие было связано с большим количеством белков в митохондриях, необходимых для преобразования энергии, тогда как плохое настроение было связано с более низким содержанием белка», — говорит Трампфф.

«Возможно, именно поэтому хронический психологический стресс и негативные переживания вредны для мозга: они повреждают или ухудшают трансформацию митохондриальной энергии в дорсолатеральной префронтальной коре — части мозга, ответственной за когнитивные задачи высокого уровня».

Исследователи также проанализировали митохондрии в определенных типах клеток головного мозга и обнаружили, что связи между митохондриями и психосоциальными факторами обусловлены не нейронами мозга, а его глиальными клетками, которые, возможно, играют больше, чем традиционно предполагалось, «поддерживающую» роль.

«Эта часть исследования, ставшая возможной благодаря нашему сотрудничеству с Колумбийским центром трансляционной и вычислительной нейроиммунологии, делает ее особенно значимой», — говорит Пикард. «Задавать вопросы на таком уровне клеточного разрешения мозга — беспрецедентно в митохондриальной области.

«Нейроны были в центре внимания нейробиологии, но мы осознаем тот факт, что другие клетки мозга могут быть причиной болезней».

Митохондрии меняют настроение или настроение меняет митохондрии?

Хотя текущее исследование не может определить, изменили ли психосоциальные переживания участников митохондрии их мозга или врожденные или приобретенные состояния митохондрий способствовали этому опыту, другие исследования показывают, что взаимосвязь между митохондриями и настроением работает в обе стороны.

По словам Пикарда, исследования на животных доказали, что хронический стресс влияет на трансформацию митохондриальной энергии. А на людях недавнее исследование, проведенное Пикардом и его соавтором Элиссой Эпель из UCSF, обнаружило первые доказательства того, что настроение может влиять на митохондрии у людей. В этом исследовании позитивное настроение предсказывало большее производство митохондриальной энергии в клетках крови участников в последующие дни, но митохондриальная активность не предсказывала настроение в последующие дни.

Растущее количество исследований на животных и людях также указывает на то, что сами митохондрии могут изменять поведение.

«Вполне возможно, что эти механизмы усиливают друг друга», — говорит Трампфф. «Хронический стресс может изменить митохондриальную биологию человека таким образом, что это впоследствии повлияет на его восприятие социальных событий, создавая еще больший стресс. В литературе появляется картина, что все эти пути являются интерактивными».

Следующие шаги

Хотя механизмы преобразования энергии мозга были лучше у участников с более высокими психосоциальными показателями, исследователи пока не знают, приводит ли это к большей трансформации энергии. Трампфф и Пикард в настоящее время проводят эти исследования с сотнями мозгов из одних и тех же групп участников.

Команда также изучает способ измерения здоровья митохондрий мозга, который в будущем можно будет использовать в кабинетах врачей.

«Митохондрии являются источником здоровья и жизни, но у нас нет способов количественно оценить здоровье, есть только болезнь», — говорит Пикард. «Нам нужна наука о здоровье. Нам нужны тесты, которые покажут, насколько человек здоров и вынослив.

«Это было бы ценно с клинической точки зрения для мониторинга изменений в состоянии здоровья до появления болезни, и это могло бы изменить медицинские исследования, предоставив ученым что-то, на что можно ориентироваться, кроме десятилетий накопленных белковых отложений или других форм долгосрочного ущерба».