Возраст негативно отражается на нашем головном мозге. Причина всех бед кроется в том прискорбном факте, что (как и клетки сердечной мышцы) наши нейроны не восстанавливаются. По крайней мере, не в тех объемах, в которых это необходимо. Поэтому за свою жизнь мы, как правило, теряем около 10% наших нейронов. Хуже того, мы теряем примерно четверть всех наших синапсов — соединений между нейронами, играющих ключевую роль во всех мыслительных процессах. Наконец, из-за сокращения количества дендритных шипиков[35]снижается эффективность существующих соединений между нейронами, что ухудшает нашу способность к запоминанию, творческому мышлению и наши когнитивные способности в целом.

Эта деградация поначалу происходит очень медленно, но, как показало недавнее исследование, результаты которого были опубликованы в авторитетном журнале British Medical Journal, у многих людей значительное снижение когнитивных способностей наблюдается уже в возрасте 40 лет165.

Мы — не единственные животные, у которых мозг деградирует с возрастом. Даже дрозофилы теряют свою память. Ученые установили это в ходе простого эксперимента: давая мушкам сливы, они подвергали их слабому удару электрическим током, а давая вишни — нет. В конце концов дрозофилы научились тому, что вишни — это хорошо, а сливы — плохо. Но через пару недель, к концу своего среднего срока жизни, дрозофилы полностью забыли, что к чему. Со мной происходит нечто подобное — несколько месяцев назад я куда-то дел свой пульт от телевизора и до сих пор не могу его найти.

Как и в человеческом головном мозге, в мозге некоторых дрозофил с возрастом начинают формироваться бляшки. Эти бляшки образуются из отходов жизнедеятельности клеток и располагаются между нейронами, сдавливая их и иногда приводя к их гибели. Именно такое «загрязнение» баварский психиатр и невролог Алоис Альцгеймер, руководивший психиатрической лечебницей во Франкфурте, обнаружил в головном мозге самой известной своей пациентки, когда та умерла в 1906 г. в возрасте 56 лет.

Ее звали Августа Д.166, она была женой служащего железной дороги и в буквальном смысле сошла с ума. Она была дезориентирована, не могла запомнить самые простые вещи и страдала паранойей и галлюцинациями. Она не давала мужу покоя своими приступами ревности, беспочвенно обвиняя его в связи с соседкой, а всех знакомых подозревала в желании причинить ей вред. Она считала, что сейчас идет не 1901 г., а 1800-й. «Она сидит на кровати с отстраненным выражением лица, — описывал ее Альцгеймер в своем журнале. — На обед она ест капусту и свинину. Но на вопрос, что она ест, отвечает: "Шпинат"».

После ее смерти он понял причину ее психических недугов. Вскрытие показало, что в головном мозге Августы Д. царил ужасающий беспорядок. Под микроскопом было видно, что пространство между нейронами заполнено липкими бляшками из какого-то неизвестного вещества. Внутри самих нейронов находились какие-то нитяные клубки, похожие на растрепанные мотки пряжи. Зрелище настолько поразило Альцгеймера, что он зарисовал некоторые из них (см. рис. ниже).

Альцгеймер считал, что именно эти бляшки и клубки и были причиной умственной деградации его пациентки. Через несколько лет в одном авторитетном учебном пособии этот синдром назвали болезнью Альцгеймера. Но только в начале 1970-х гг. синдром Альцгеймера был признан главной причиной распространенного возрастного заболевания, которое раньше называли просто старческим маразмом. В настоящее время Центр по контролю и профилактике заболеваний признал болезнь Альцгеймера шестой по распространенности причиной смертности в США, однако даже эта цифра не отражает истинной картины: многие страдающие этим заболеванием умирают по другим причинам, например от инфекций или инфарктов. Примерно 40% американцев старше 84 лет страдают болезнью Альцгеймера. Согласно прогнозам Ассоциации Альцгеймера, к 2050 г. число американцев, пораженных этим недугом, может вырасти более чем в три раза, до 16 млн, а затраты на уход за ними превысят $1 трлн.

Странное вещество, из которого были образованы бляшки в мозге Августы Д., называется бета-амилоидом (или A-бета) и представляет собой белок, чье происхождение и функции до сих пор остаются загадкой для ученых. Какова бы ни была его роль в нашем организме, с возрастом его выработка в головном мозге увеличивается. И когда этот липкий белок собирается в бляшки, он оказывает токсическое действие на наши нейроны и активно стимулирует воспалительный процесс. Принято считать, что накопление таких амилоидных бляшек в мозге и является одной из главных причин развития болезни Альцгеймера.

За последнее десятилетие некоторые ведущие фармацевтические компании разработали препараты, которые эффективно выводят бета-амилоид из головного мозга мышей. Тестирование препаратов показало, что это происходит как в образцах тканей в лабораторных чашках, так и у живых особей.

Есть только одна проблема: в клинических испытаниях на людях эти препараты не дали никаких результатов167. Наоборот, один или два препарата привели к ухудшению показателей по тестам на память наподобие тех, которым я подвергался в программе BLSA («кальмары, кинза, ножовка…»).

В фармацевтической компании Eli Lilly на третьем этапе тестирования «провалились» два основных препарата — неудача для компании, но, возможно, важный шаг вперед для науки, поскольку это фиаско заставляет по-новому взглянуть на саму природу болезни. Все больше ученых подвергают сомнению амилоидную теорию возникновения болезни Альцгеймера, а журнал BusinessWeek назвал ее «кладбищем для лекарств». Действительно, из более чем двухсот потенциальных препаратов от болезни Альцгеймера, проходивших клинические испытания с 2002 г., всего одному удалось добраться до рынка — это препарат под названием Aricept, одновременно безумно дорогой и малоэффективный (он задерживает развитие заболевания всего на четыре месяца). Некоторые исследователи предполагают, что во всем виноват другой токсичный белок — тау-белок, который также обнаруживается в большом количестве в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. Наконец, третьи считают, что болезнь может начинаться совсем иначе, поэтому требует совершенно другого подхода к лечению — а еще лучше к профилактике.

Что же отличает «Август Д.» — людей, которые уже в 50 лет безо всяких видимых причин становятся жертвами слабоумия — от «Ирвингов Канов», которые, отпраздновав 100-летний юбилей, продолжают успешно инвестировать на фондовом рынке? Насколько вообще предотвратимо это состояние «старческого маразма»?

Удивительный ответ был получен в ходе многолетнего исследования жизни пожилых монахинь в одном из монастырей штата Кентукки. Исследователи из Университета Кентукки нашли в архивах монастыря автобиографии 180 монахинь, написанные ими в момент пострижения, то есть в молодом возрасте. Они проанализировали литературный стиль этих женщин и обнаружили, что чем более сложными и содержательными были их предложения и чем богаче был их словарный запас, тем меньше впоследствии они были подвержены развитию болезни Альцгеймера и других форм деменции. Монашки, писавшие более сложные и качественные тексты, также прожили в среднем на семь лет дольше тех, чьи жизненные истории отличались незамысловатой простотой, представляя собой обычные перечни имен, дат и мест. Посмертное вскрытие показало, что головной мозг первых монахинь был намного меньше загрязнен168 амилоидными бляшками, чем у вторых.

Еще одно интересное открытие было сделано в ходе программы BLSA. Посмертное вскрытие некоторых участников программы показало, что головной мозг многих здоровых в когнитивном плане людей содержал большое количество амилоидных бляшек и клубков. Более того, у некоторых из них головной мозг выглядел даже хуже, чем у тех, кому при жизни был поставлен диагноз «деменция». Подобный загадочный феномен обнаружили и британские исследователи: у трети «нормальных» пациентов в мозге были обнаружены завалы белкового мусора. Другими словами, внутри их мозг имел все признаки болезни Альцгеймера169, но никаких внешних проявлений заболевания у них не наблюдалось. Почему?

Одна из теорий гласит, что у людей с более высоким уровнем образования и более развитым головным мозгом формируется так называемый когнитивный резерв170 — точно так же, как у спортсменов благодаря продолжительным занятиям спортом повышается выносливость и стрессоустойчивость их сердечно-сосудистой системы. Образование и обучение новому способствуют возникновению большого количества нейронных путей и синаптических связей, что наделяет этих людей своего рода защитной буферной зоной, тормозящей появление симптомов деменции. Кроме того, осознанно или нет, такие люди изобретательнее маскируют или компенсируют ухудшение своих когнитивных функций. Но старение скрывается в их головном мозге точно так же, как оно скрывается в наших телах. Оно не может скрываться вечно. Поэтому, когда эти умные пациенты все же уступают перед напором болезни, деградация обычно происходит довольно быстро.

«Используйте это, или вы это потеряете» — это правило относится и к нашему головному мозгу. Помните о старом английском фермере, который в 76 лет сохранил свои ноги сильными и «молодыми», потому что использовал их каждый день? Исследование почти 2000 пожилых людей, результаты которого были опубликованы в июне 2014 г. в журнале JAMA Neurology, показало, что те из них, кто интенсивно использовал свой мозг после 40 лет, смогли отсрочить первые признаки ухудшения памяти более чем на десять лет.

Было также доказано, что пациенты, демонстрирующие устойчивость к болезни Альцгеймера, также меньше подвержены депрессиям, которые часто идут рука об руку со старением головного мозга. Люди с «устойчивым» личностным профилем каким-то образом сдерживают умственный спад, даже если их головной мозг засорен амилоидными бляшками и другим мусором. Точно так же жизнерадостные монахини жили почти на семь лет дольше и меньше страдали когнитивными нарушениями, чем их сестры-пессимистки. Депрессия разрушает наши синаптические связи, уменьшая разветвленность и плотность наших нейронных сетей, и таким образом сокращает наш когнитивный резерв.

Аналогичным негативным эффектом обладает и недостаток сна. В настоящее время ученые пришли к выводу, что сон имеет решающее значение для здоровья головного мозга, особенно у пожилых людей. Сон дает клеткам мозга возможность очиститься от вредных и токсичных продуктов метаболизма, которые накапливаются в клетках и еще больше нарушают их функционирование.

Неудивительно, что после бессонной ночи нам трудно соображать и сосредоточиться. Даже простой сбой биоритмов, например из-за перелета через несколько часовых поясов — феномен, известный как джетлаг, — вызывает серьезные нарушения: в одном из исследований ученые из Виргинского университета взяли группу пожилых крыс и начали передвигать их цикл сна и бодрствования на шесть часов вперед каждую неделю. Через четыре недели половина крыс умерла. (Шокирующий факт: джетлаг ускоряет ваше старение171.)

Я не знаю, хорошая эта новость или нет, но предотвратить или по крайней мере значительно отсрочить болезнь Альцгеймера легче, чем вылечить ее. Крупномасштабное исследование, проведенное в 2011 г. учеными из Южнокалифорнийского университета в Сан-Франциско, показало, что профилактика семи основных факторов риска — таких как сахарный диабет, ожирение среднего возраста (определяется как объем талии у мужчин больше 99 см и у женщин больше 91 см), гипертония среднего возраста, курение, депрессия, низкий уровень образования и низкий уровень физической активности — позволяет предотвратить до половины всех случаев развития болезни Альцгеймера172. Еще одно недавнее долгосрочное исследование показало, что люди, которые имели лучшее физическое здоровье в 25 лет, сохраняли лучшее когнитивное здоровье в возрасте 50 лет.

Марк Маттсон из Национального института здоровья считает, что это имеет под собой здравый эволюционный смысл: физическая активность улучшает нашу память, чтобы мы могли лучше запоминать такие важные вещи, как местонахождение источников пищи, воды и строительных материалов, обнаруженных нами во время охоты. Если мы прошли мимо родника или добротного упавшего дерева, важно, чтобы потом мы могли отыскать это место. Следовательно, может существовать прямая взаимосвязь между любовью моего отца к велосипедным прогулкам — с мая по ноябрь 2013 г. он проехал свыше 4000 км, больше, чем я за весь год — и тем, что он по-прежнему сохраняет ясность и остроту ума.

Даже менее интенсивная физическая активность производит выраженный благотворный эффект: в ходе одного исследования было установлено, что обычные пешие прогулки длительностью всего 20 минут в день173 позволяли замедлить или даже остановить снижение когнитивных способностей у пациентов, у которых уже была диагностирована болезнь Альцгеймера, — эффект, которого трудно достичь при помощи лекарств. В настоящее время исследователи из Национального института здоровья поставили перед собой цель определить, не обладают ли таким же эффектом занятия бальными танцами в пожилом возрасте. Я думаю, что вы можете записаться в танцевальную студию, не дожидаясь результатов этого исследования, — очевидно, что вам будут гарантированы масса пользы и удовольствия и никакого вреда.

Все это говорит о том, что истоки болезни Альцгеймера отчасти кроются в метаболизме. Как отмечает Сол Вилледа, физическая активность меняет «среду» — то есть биохимический состав нашей крови — таким образом, что она становится благоприятной для функционирования наших нейронов и здоровья в целом. Например, когда я застревал во время работы над этой книгой, я вставал из-за стола и отправлялся на часовую велосипедную прогулку. К концу этой прогулки решение само приходило мне в голову.

К сожалению, физическая активность дает лишь временный эффект. Тем не менее растущее количество данных свидетельствует о том, наш головной мозг является более пластичным, чем принято было считать, — и даже процесс его старения при определенных условиях может быть обращен вспять. Так что у меня есть шанс когда-нибудь вспомнить, куда я дел свой пульт от телевизора.

Сол Вилледа не всегда был убежден в том, что старые клетки мозга поддаются восстановлению. В лаборатории Тони Висса-Корея он видел, что кровь пациентов с болезнью Альцгеймера заметно отличается от крови здоровых пожилых людей, поэтому у него возник логичный вопрос — не могут ли быть наблюдаемые биохимические изменения крови главной причиной или же фактором, способствующим старению головного мозга? «Учитывая существование гематоэнцефалического барьера[36], мы хотели узнать, во-первых, оказывает ли кровь в принципе какое-либо влияние на головной мозг. И, во-вторых, существует ли какая-либо взаимосвязь между старой кровью и старением мозга», — говорит Вилледа.

На эти вопросы можно было ответить только при помощи парабиоза. Исследователи повторили эксперимент Фредерика Людвига, сшив попарно несколько десятков мышей. Старых грызунов соединяли со старыми и молодыми и отдельно молодых с молодыми. Спустя несколько месяцев, после того как кровеносные системы сшитых мышей объединились и их кровь перемешалась, ученые обследовали головной мозг молодых мышей. Полученные результаты они изложили в статье под названием «Стареющая системная среда негативно влияет на нейрогенезис и когнитивные функции», опубликованной в журнале Nature. Они обнаружили, что в результате омывания старой кровью («стареющей системной средой») молодой мозг начинал хуже работать, становился менее защищенным и гораздо хуже восстанавливал нейроны. Удручающее открытие: старая кровь вредит нашему головному мозгу174. Но тогда Вилледа задал другой вопрос: а как влияет молодая кровь на стареющий головной мозг?

Проблема в том, что при парабиозе довольно трудно определить, что происходит в головном мозге отдельно взятой мыши. Как протестировать когнитивные способности мыши, если она пришита к другой? Поэтому Вилледа пошел другим путем: он просто взял плазму крови молодых мышей и ввел ее старым мышам, после чего заставил их пройти ряд когнитивных тестов. Разумеется, это не были тесты для приема в высшие учебные заведения; например, один тест был таким: Вилледа поместил мышей в радиальный лабиринт, заполненный непрозрачной жидкостью. В одной части лабиринта у самой поверхности воды была скрыта платформа, на которую можно было залезть, чтобы выбраться из воды. «Эти животные ненавидят быть мокрыми, — объяснил он. — Они сделают все, чтобы избежать этого».

Перед инъекциями плазмы мыши проходили через период обучения, в ходе которого они учились находить скрытую под водой платформу. Примерно через неделю их снова помещали в водный лабиринт. Молодые животные находили платформу почти мгновенно, тогда как старые животные беспомощно рыскали по коридорам, ошибаясь до 30 раз, прежде чем наконец находили сухой остров. «Это было печальное зрелище», — говорит Вилледа.

А потом Вилледа обнаружил нечто удивительное: после того как старым мышам в течение нескольких недель вводили молодую кровь, они вдруг стали находить платформу с первой-второй попытки. «Старая кровь каким-то образом разрушительно действует на головной мозг, — говорит Вилледа. — А в молодой крови есть что-то, что с возрастом мы теряем».

Когда мышей «принесли в жертву», он исследовал их головной мозг, особенно нейроны гиппокампа — отдела мозга, ответственного за пространственную память и навигацию. Под электронным микроскопом молодые нейроны имели «взъерошенный» вид из-за большого количества дендритных шипиков, помогающих образовывать соединения с другими нейронами. У старых животных дендриты имели гораздо меньше шипиков, словно подверглись обрезке со стороны ревностного садовника. Это снижало способность нейронов образовывать новые соединения и таким образом формировать новые воспоминания. Но когда старым мышам вводили молодую плазму, их нейроны снова становились «взъерошенными» — что, очевидно, помогало им запомнить (и впоследствии вспомнить) местоположение платформы в лабиринте. Молодая кровь восстановила старый мозг175.

«Мы увидели, что старение и связанный с ним спад были буквально обращены вспять, — сказал мне Вилледа, и в его голосе по-прежнему звучало неподдельное удивление. — Я всегда считал, что старение — это финишная прямая. Стоит вам на нее попасть, и пути назад уже нет. Но теперь я не уверен, что это так».