четверг, 11 января 2018 г.

ОПАСНОСТЬ И СТРЕСС: ПОЧЕМУ МУРАШКИ БЕГУТ, А ВОЛОСЫ ВСТАЮТ ДЫБОМ

Когда в пустом ночном подземном переходе ты встречаешь страшного клоуна с бензопилой, по всему телу разбегаются мурашки, а волосы на руках и ногах встают дыбом. Рассказываем, как и зачем это происходит.

1. Сигнал тревоги

Когда миндалевидное тело в твоем мозгу (оно играет ключевую роль в обработке эмоций) фиксирует угрозу (или просто становится свидетелем «Пилы – 25»), оно посылает сигнал тревоги в гипоталамус — центр управления твоей вегетативной нервной системой.

2. Активизация системы

Приняв сигнал, гипоталамус активирует симпатическую нервную систему — включает стрессовый режим «бей или беги». Активно работают надпочечники. В расположенных в коже симпатических нервах образуется норадреналин — гормон стресса, из-за которого, в частности, учащается сердцебиение.

3. Готов к обороне

Вот теперь ты с одного маху готов перескочить через забор или, увы, наложить в штаны. Дыхание учащается, сердце стучит отбойным молотком — для того чтобы выделяемый надпочечниками адреналин вместе с кровью быстрее разлетелся по организму и достиг — кроме прочего — слоя кожи, называемого дермой. Здесь, в дерме, адреналин и норадреналин берутся за дело.

4. Напряжение микромышц

Гормоны стресса поднимают тревогу во всем организме. Не избегают этой участи и так называемые волосяные мышцы — микромышцы, прикрепленные к фолликулу (корню) каждого волоска на твоем теле. Адреналин и норадреналин буквально впиваются в эти микромышцы, заставляя их сокращаться и оставаться в таком положении до «отбоя».

5. На дыбы!

Сокращаясь, волосяная мышца оказывает воздействие как на фолликул (отчего волос встает дыбом), так и на дерму (отчего на поверхности образуется бугорок, мурашка). Это эволюционный защитный механизм, общий у людей, кошек, дикобразов и т.д.: когда шерсть (иголки) становится дыбом, животное кажется больше и опаснее, чем на самом деле. Разница в том, что человек уже давно никого не пугает гусиной кожей.

Эксперты: Шери Харт, ассистент-профессор неврологии Университета штата Огайо;
Весна Петроник-Роузик, дерматолог, магистр наук из Чикагского университета

Современные гладиаторы в смертельно опасном круговороте

Павел Воробьев

Если кто-то решил, что Россия – родина допинга – ошибаетесь. Спорт давно перестал быть соревнованием мастеров – это соревнование технологий. В том числе – допинга. Химического, биологического – разного. Частота положительных проб на допинг у французских спортсменов – 1,33%, у шведских 1,62%, норвежских - 1,31%, австрийских – 0,88%, в Канаде – 0,77%, в США – 0,71%, в России – 0,91%. То есть, – ну совсем не зашкаливает, относительно других стран. Поэтому всемирный вой, который поднялся вокруг Олимпийских игр, связан с чем-то иным – не с тем, что у нас хуже всех с допингом.
Не будучи спортивным врачом, могу говорить лишь о том, что видел и слышал сам.
Предыстория моего втягивания в проблему относится к первой трети 80-х, когда главный врач 1 Московского физкультурного диспансера Лев Марков привез к нам на кафедру истории болезней умерших марафонцев (его сын был со мной в ординатуре). По его словам, на каждом большом марафоне как минимум один труп. Внимательное изучение вместе с доцентом Л.И. Дворецким историй болезни и анализов показало, что развивается синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови (ДВС). Причина – сгущение крови и травма эритроцитов и тромбоцитов: они в сосудах стоп перемалываются механически. Это было довольно элементарное объяснение, были и методы лечения. Марков съездил к моему учителю З.С. Баркагану в Барнаул, который подтвердил высказанные мною предположения. Позже, насколько мне известно, эта мысль стала основой для докторской диссертации приезжавшего к нам Льва Николаевича. Вряд ли тут можно обсуждать плагиат, скорее – кто первый сказал «мяу».
Как-то в разговоре с Марковым мы сползли к теме кровяного допинга. Тогда (как, впрочем, и сейчас) тема эта была за семью замками секретности. Занималась этим заведующая станцией переливания крови ЦОЛИПК профессор Макарова. Но кое-что Лев Николаевич рассказал: спортсменам переливают эритроциты. А мы как раз говорили о необходимости гемодилюции – разведения крови. Если кровь густая – она не достигает тканей и плохо их обеспечивает кислородом. А если вместо эритроцитов влить плазму – жидкую часть – кровь побежит по мелким сосудам веселее. Так была сформулирована концепция плазменного допинга – надо переливать перед соревнованиями собственную замороженную плазму – она увеличит выносливость и улучшит кровообращение.
В Олимпийском комитете СССР, на заседании с тренерами-лыжниками выслушали наши предложения и предложили срочно готовиться к работе с командами. Это была последняя встреча, нас больше никуда не приглашали. Потом один приближенный к высшим спортивным сферам знакомый сказал, что плазменный допинг оказался сверхэффективным и позволил выиграть много медалей в Калгари и Сеуле. Впрочем, сведения эти носят неофициальный характер. Вся эта история описана мною в давно вышедшей книге по гематологии. Собственно, я про нее забыл. Моя совесть абсолютно чиста: плазма позволяет сохранить здоровье спортсмену, предупредить развитие тяжелых тромбозов. А уж повышает ли она резервы – я того не ведаю. Знаю, что используется плазма и поныне, «поймать» ее нельзя, но переливание в соревновательный период запрещено.
А тут лет пять назад постучались ко мне из РУСАДА. Все с тем же кровяным допингом. Оказывается, трудности поиска следов эритропоэтина и тем более – переливания эритроцитов привели к созданию биологического паспорта спортсмена. Очень простая конструкция: берутся случайные образцы крови, исследуется уровень гемоглобина и молодых эритроцитов (ретикулоцитов) и выстраивается индивидуальный график изменений их уровня. Математически были установлены границы разброса показателей, если один из показателей выходит за эти границы – это основание для экспертного анализа. Причем «выход за пределы» – вопрос автоматической обработки, «выбраковки» направляются на экспертизу.
За несколько лет работы через мои руки прошло, наверное, десятка два таких экспертиз. В основном – легкоатлетические ребята. Во многих случаях все три эксперта (один наш и два иностранных) приходили к выводу, что изменения могут быть вызваны кровопусканием (заготовка эритроцитов), переливанием эритроцитов или эритропоэтином. Иногда наши мнения расходились. Я не знаю процента спортсменов, которые попадали к нам на анализ из общего числа. Были среди них и те, кто имел погрешности с кровяным допингом во время соревнований. Моя задача была высказать мнение, вопрос наказания ко мне не относится.
Я абсолютно уверен, что все спортсмены, которые выступают на крупных соревнованиях в видах спорта, требующих выносливости, так или иначе что-то используют. Не смешной милдронат или столь же пустой актовегин, который тоже относили к допингам как-то. Кое что посильнее.
В декабре 2015, в самом начале скандала с нашими спортсменами РУСАДА попросила меня выступить в суде Лозанны по поводу шести человек, уличенных в «кровавом допинге». Это было многочасовое разбирательство. Двое экспертов в один голос отстаивали мнение, что обсуждаемые спортсмены имели кровавый допинг во время соревнований, я не видел оснований к такому заключению. Дело в том, что наши ребята были

в условиях высокогорья перед соревнованиями, и картина крови у них могла быть обусловлена этим фактором – кислородным голоданием. Никаких фактов оппоненты не приводили, они высказывали свое мнение, причем, на мой взгляд, – не очень компетентное. Во всяком случае, основ кроветворения, изложенных у нас в студенческих учебниках, эксперты не знали. Тем не менее, суд принял их мнение. Всех шестерых дисквалифицировали и отобрали медали, в том числе – олимпийские. Оспаривать решение суда я не могу, но высказывать свое мнение – обязан.
В целом это отдельная тема – кислорода. Выносливость тренируется в высокогорных лагерях, с помощью масок и палаток с пониженным содержанием кислорода. Я не уверен в высокой эффективности всех этих видов «допинга», более того, уверен, что нормальных исследований по ним не проводилось. Все мы являемся свидетелями той крайне слабой аргументации, которая возникает в связи с очередной ловлей на допинге. У меня впечатление, что это является отражением низкого уровня развития спортивной медицины в нашей стране. Постоянные разговоры о БАДах, каких-то смесях отражают именно это: спортивные врачи «кормят» спортсменов абсолютно неизученными веществами, надеясь, что реклама сработает.
Впрочем, всплыла и еще одна тема: жено-мужчины. Несколько лет назад МОК запретил заглядывать женщинам-спортсменкам между ног. А началось все с Олимпиады в Германии, когда гитлеровские приспешники отстранили от участия в ней еврейку Гретель Бергманн и вместо нее выставили 18-летнюю прыгунью Дору Ратьен, занявшую в Берлине 4 место. Но уже через два года она получила золото на чемпионате Европы в Вене и установила мировой рекорд. На обратном пути в Германию ее задержала полиция и определила, что спортсменка – мужчина. Власти Германии, как показало позднейшее расследование, этого не знали. Спортсменку обвинили в мошенничестве и преступлении против Рейха, изъяли золотую медаль. Ратьен (Генрих) объяснял, что его воспитывали как девочку, он носил платья и лишь в 10-11 лет начал понимать, что он – мальчик, но никогда ничего не спрашивал у родителей, продолжая носить женскую одежду. Что тут правда – что нет – не так важно. Важно, что с этих пор началась пристальная оценка и поиск возможных мужчин среди женщин-спортсменок. Кроме чисто внешнего осмотра используются и такие изощренные как генетическое тестирование и исследование уровня тестостерона. И этот путь принес много удивительных открытий. Обязательный гинекологический осмотр был заменен генетическим тестирование в 1968 году. Но в 1985 году 24-летняя испанская спортсменка по барьерному бегу Мария Хосе Мартинес-Патино, чья принадлежность к женскому полу была неоспорима, продемонстрировала мужской набор половых хромосом: XY. Позже была определена мутация, несмотря на генетический мужской набор, она была женщиной, так как обладала нечувствительностью к тестостерону. Два года упорной борьбы позволили Марии оспорить дисквалификацию и вернуться в спорт. А хромосомный тест перестал быть определяющим в гендерном вопросе, и с 1996 г его перестали проводить. Вместо этого у девушек стали брать слюну для определения SRY-гена, отвечающего за развитие по мужскому типу. Метод оказался неточным: в Атланте ген SRY был выявлен в пробах 8 девушек, 7 из них оказались нечувствительны к андрогенам, а одна – с дефицитом фермента 5-альфа-редуктазы. Все спортсменки были допущены к участию.
Еще одна попытка определить пол – проведение УЗИ исследования на наличие первичных и вторичных половых признаков. В 2009 году у Кастер Семеня из ЮАР нашли неопустившиеся семенники и не нашли матку и яичники. Уровень тестостерона был высок, и ее отстранили от соревнований.
Сегодня уже всем очевидно, что почти все профессиональные спортсмены – носители той или иной мутации, часть из которых может давать преимущества: гибкость, скорость проведения импульсов по нервным волокнам, мышечная масса, длина ног. Но теперь уже окончательно не ясно, имеет ли тестостерон отношение к таким преимуществам, во всяком случае, у мужчин уровень гормона в крови может различаться в разы, но видимой связи между уровнем тестостерона и спортивными результатами не прослеживается. Вместе с тем, введение тестостерона продолжается считаться допингом.
Последний протокол МОК допускает к участию в Олимпиаде трансгендеров, не прошедших через операцию по смене пола, если решение о смене пола принято не меньше 4-х лет назад, а уровень тестостерона в течение 12 месяцев до соревнований и на протяжении соревнований не поднимается выше 10 нмоль/л. Ранее правила, принятые в 2003 году, обязывали атлетов делать хирургическую операцию. Маятник политкорректности качнулся в другую сторону, и, по мнению некоторых аналитиков, в Рио выступало немало интерсексуалов, а дистанции 800 метров интерсексуалы должны были занять весь женский пьедестал.
Вот что говорит бывший председатель Госкомспорта и хоккеист Вячеслав Фетисов, в изложении журналиста В. Мелик-Карамова: «Конечно, безумно жаль сотни атлетов, которые 4 года, во всем себя ограничивая, испытывали невероятные физические нагрузки, после которых мало кто из них к середине жизни остается здоровым человеком». Не сами себя они вовлекли в этот смертельно опасный круговорот, чаще всего это были родители и тренеры. Выскочить некуда – обычно нет ни образования, ни профессии, ни денег. Современные гладиаторы – вот близкая к истине аналогия, которая видится мне. А уж после нынешнего скандала вся идея Олимпийских игр становится каким-то мутным политическим потоком. На потребу публики, жаждущей хлеба и зрелищ.

Кофе не вызывает обезвоживание

Долгое время считалось, что кофе — диуретик (мочегонное) и многие были вынуждены отказаться от этого в общем-то полезного напитка из-за опасения обезвоживания.

Однако, как пишет theconversation.com все это зря.

По определению диуретиком может считаться все, что заставляет тело производить больше мочи. Следовательно вода или любой напиток в больших количествах — тоже диуретик. Кроме того, большое количество выделяемой мочи не означает автоматически дегидратацию — тело просто избавляется от лишней жидкости.

Постоянное заливание в тело жидкости как раз наоборот — позволяет получить достаточное количество жидкости и избежать дегидратации, хотя при этом выделение мочи повысится. Поэтому нужно сравнивать объем полученной жидкости и выделяемой после этого мочи, чтобы понять, насколько напиток вызывает дегидратацию.

Организм вырабатывает толерантность против мочегонных свойств кофе за 4-5 дней

Да, кофеин — слабый диуретик, но толерантность к этому эффекту кофеина вырабатывается телом за 4-5 дней регулярного употребления кофе. И некоторые знающие люди тут даже могут воскликнуть — да это уже почти 100 лет как известно!

Есть «древнее» исследование 1928 года: 3 человека не употребляли кофеин в течение 2 месяцев, затем им давали небольшое количество кофеина (эквивалент половины чашки кофе) и это выражалось в «заметном» диуретическом эффекте у всех троих.

Однако регулярный прием кофеина (от 4 до 5 дней) создавал в организме толерантность к диуретическому эффекту. И чтобы заметить диуретический эффект необходимо было принимать более 1 миллиграма кофеина на 1 кг массы тела в день (более 1 чашки кофе). Это позволяет сделать вывод, что регулярное потребление напитков, содержащих кофеин не вызывает диуретический эффект.

Подтверждение: кофеин не вызывает обезвоживание при регулярном приеме

Да, конечно, одно старое исследование на 3 людях не может убедить тёртого зожника, поэтому вот вам другое, более свежее (проведено в 2005-м).

59 людей наблюдали 11 дней с целью выяснить, как влияет кофеин на потерю организмом жидкости.

Прежде всего каждый испытуемый регулярно принимал 3 мг кофеина на 1 кг массы тела в день (около 2-3 чашек кофе). После 5 дней часть группы полностью прекратила прием кофеина, часть — на уровне 1 чашки и часть — на уровне 2 чашек в день.

Во время эксперимента проводили множество тестов и анализов на гидратацию организма и ни один из методов анализа гидратации не показал, что регулярный прием кофеин вызывает снижение гидратации.

Кстати говоря, современные методы определения гидратации организма позволили собрать так называемый «гидрационный индекс напитков» — зависимость потребления жидкости и вывода ее из организма у разных напитков в сравнении с водой.

Как видно из таблицы, кофеиносодержащие напитки (чай, кофе и кола) показывают аналогичный уровень гидратации, как и обычная вода или даже спортивные напитки.

Если заставлять людей избегать любимых напитков под надуманными предлогами (они содержат кофеин и тебя ждет дегидратация), то это не означает, что они будут в таком же объеме пить «нелюбимые» напитки, а значит как раз такая методика скорее ведет к дегидратации.

Плохая гидратация ведет к плохому здоровью

Есть исследование, которое связывает плохую гидратацию организма со слабым здоровьем. Дегидтарация влияет на настроение, работу мозга и функцию сердца, а также является индикатором ухудшения состояний пациентов в возрасте.

В любом случае, намного лучше пить то, что вам нравится, с кофеином или без, чем избегать любимых напитков. Кроме того, вам можно не беспокоиться о кофеине.

Кстати, у кофеина много положительных аспектов — это одна из 4 добавок, за эффект которых отвечает наука.

P.S. Да, у нас есть статья «Почему кофе работает как слабительное и диуретик»

Данная статья была опубликована на сайте «Зожник», 18.04.2017

Источники:

Научные способы побороть усталость: ноотропы, кофе и нейротехнологии

Недавно я заметил, что устал быть уставшим. Но можно ли это исправить? Я часто и много пью кофе – оно помогает, но ненадолго. А есть ли что-нибудь ещё не менее эффективное? В общем, после того как мне пришли эти мысли я решил закопаться в научную литературу: что известно про доказанные инструменты борьбы с усталостью. Как борются с усталостью биохакеры? Здесь я поделюсь личным расследованием того, что публикуют ученые о борьбе с усталостью.

В последние годы проводится всё больше научных исследований, в которых изучается способность различных фармакологических стимуляторов (например, модафинил, метилфенидат) и нейротехнологий (например, электростимуляция мозга) улучшать когнитивные способности человека. Особый интерес представляют те из них, в которых улучшения достигаются не для медицинских целей (лечение деменций, депрессии, Альцгеймера), а на здоровых людях.

Инициаторами таких исследований являются, как правило, вооруженные силы, и первоначально проводятся они для оптимизации профессий, требующих особую собранность и выносливость: летчики, пехотинцы, водители. Существует, однако, целое сообщество биохакеров (или даже – «нейрохакеров»), которые немедленно берут такие технологии «на вооружение» и начинают самостоятельно использовать их в домашних условиях.

Я решил разобраться, какие существуют научные доказательства эффективности различных подходов по борьбе с усталостью; выяснить, какие биологические механизмы лежат в их основе; а также – попытаться количественно сравнить эти подходы между собой и выяснить, какие у них могут быть побочные эффекты.

Как оценивают бодрость и продуктивность в научных исследованиях?

Классическими тестами на бодрость и работоспособность являются задания на так называемую «визуальную бдительность». Испытуемые смотрят на экран, где периодически появляется определенный стимул, и должны как можно быстрее отреагировать на него нажатием клавиши.
Один из примеров – «Mackworth Clock Vigilance Test», во время которого на экране по часовой стрелке движется точка, и когда она перескакивает на две позиции сразу, испытуемый должен как можно скорее нажать на кнопку:

Другим распространенным тестом является «Psychomotor vigilance task». В нем просто требуется как можно скорее нажимать на кнопку, после того, как на экране появится определенный сигнал (точка, или цифра):

Этот тест, кстати, традиционно используется членами экипажа на Международной Космической Станции для постоянного мониторинга собственного состояния и позволяет оценить способность поддерживать внимание, а также – выявить возможные нарушения сна.

Смысл этих тестов заключается в том, что человек должен выполнять их в течение длительного времени, и по ходу прохождения задания внимательность неизбежно падает, а точность выполнения заданий начинает снижаться. В особенности негативно сказывается на результатах тестов усталость и недосып. И, соответственно, ученые тестируют препараты и технологии, позволяющие сохранять бдительность при выполнении этого задания от начало до конца.

Теперь переходим собственно к стимуляторам.

Ноотропы

Самый распространенный способ улучшения когнитивных способностей здоровых людей – использование ноотропов. Все эти вещества изначально пришли из психиатрии, где их много десятилетий применяют для лечения СДВГ (синдрома дефицита внимания и гиперактивности), нарколепсии (нарушений сна), болезни Альцгеймера, депрессии. Использование их для немедицинских целей получило название – «допинг для мозга», «умные лекарства» и пр.
Часть ноотропов разрешены и продаются в аптеках без рецепта (например, глицин), но что касается ноотропов, применяемых от усталости, то сразу скажу, что в России все они запрещены. Однако это не мешает рассказать об опыте научных исследований этих веществ и истории их применения в быту.

К ноотропам, применяемым от усталости, относятся психостимуляторы (например, амфетамины, метилфенидат), модафинил, лекарства против деменции (ингибиторы ацетилхолин-эстеразы, мемантин) и анти-депрессанты (селективные ингибиторы серотонина). Из всего этого списка некоторую эффективность (подтверждаемую научными исследованиями) демонстрируют психостимуляторы и модафинил. Необходимо указать, что врачи предостерегают от использования этих веществ здоровыми людьми из-за возможных побочных эффектов, что не мешает, однако, специально применять их для военных, летчиков и водителей.

Для повышения работоспособности, бодрости и внимания наиболее часто используются (как в научных исследованиях, так и биохакерами) модафинил, метилфенидат и амфетамины. Их активно применяют люди интеллектуального труда, творческих профессий, военные и сотрудники правоохранительных органов (причем последние – нередко в обязательном порядке). Возможно, что самая большая аудитория ноотропов – это студенты. Так, например, их применяют от 5 до 15% всех студентов США (а по некоторым данным, гораздо больше). А исследование, проведенное в одном из французских колледжей, выявило, что 67.4% студентов употребляло хотя бы один стимулятор на протяжении последнего года.

1. Модафинил

Модафинил является, пожалуй, самым популярным стимулятором среди биохакеров. Он был разработан во Франции в 70-х для борьбы с нарколепсией (которая характеризуется повышенной и неконтролируемой сонливостью), так как – оказывает сильное возбуждающее действие на нервную систему. Сейчас он одобрен в США для лечения нарушений сна, связанных со сдвигом рабочих смен, и нередко назначается врачами при синдроме «совы». Кроме того, в целом ряде стран – в США, Канаде, Франции, Индии – он в разное время использовался для увеличения работоспособности военных и даже астронавтов на космических станциях.

Применение модафинила сохраняло работоспособность пилотов, лишенных сна в течение 37 часов, и повышало точность контроля полета примерно на 27 %, по сравнению с плацебо, без каких-либо значительных побочных эффектов. Кроме того, модафинил используется канадскими астронавтами во время длительных миссий на Международной космической станции. Он «доступен для экипажа, чтобы оптимизировать производительность при усталости», помогает с перебоями циркадных ритмов и пониженным качеством сна у астронавтов. А в Мэриленде (США) модафинил предоставляют даже сотрудникам правоохранительных органов во время масштабных и длительных полицейских операций.

Анализируя научную литературу, я действительно обнаружил, что модафинил увеличивает продуктивность в случае усталости и недосыпа, что подтверждается рядом исследований.

Например, в 2000 году было проведено двойное слепое плацебо-контролируемое исследование, показывающее, что модафинил значительно повысил бдительность пилотов в условиях недосыпа на модели «симулятора полета». Это был небольшой эксперимент, в котором участвовало 6 человек, проходивших тестирования на виртуальной модели вертолета. Перед началом испытаний они не спали по 40 часов подряд. Выяснилось, что прием трех доз по 200 мг модафинила увеличил бодрость у 4х из 6 людей, что было продемонстрировано и результатами тестирований на видео симуляторе, и снижением медленноволновой активности в ЭЭГ, а также выражалось в субъективном мнении пилотов относительно своего состояния. В этом исследовании, однако, прием модафинила сопровождался несколькими побочными эффектами: головокружением и тошнотой.

Несколько других исследований уже на большем числе испытуемых подтверждают «бодрящее» действие модафинила на людей, лишенных сна длительное время. Например, канадские ученые продемонстрировали, что модафинил улучшает самоконтроль не спавших в течение 64-х часов волонтеров (в исследовании участвовал 41 человек). Аналогичным образом, было продемонстрировано, что прием модафинила канадскими военными улучшил их реакцию, логическое мышление, а также поднял настроение в ситуации 47-часового отсутствия сна. Улучшения были длительными и сохранялись на протяжении 6 часов. Причем наибольший эффект наблюдался ранним утром, когда усталость достигала наибольших значений.

Однако эффективен ли модафинил для людей, не страдающих от недосыпа, является гораздо более спорным вопросом. Проведено несколько исследований, которые демонстрируют, что модафинил способен улучшить результаты нескольких когнитивных тестов на реакцию, зрительную память и пространственное мышление. Однако другие исследования – показывают, что эффект модафинила неотличим от плацебо.

Что касается механизмов действия модафинила, то, несмотря на широкое применение на людях, они изучены довольно смутно. Известно, что он способствует увеличению в головном мозге уровня многих нейротрансмиттеров (веществ, которые обеспечивают передачу сигнала между нервными клетками): норадреналина, дофамина, серотонина, глутамата и гистамина и снижает уровень тормозящего нейротрансмиттера GABA. Способность модафинила взбодрить и снизить усталость, по-видимому, связана с воздействием на гипоталамус, приводящем к секреции медиатора нервной системы – гистамина. Кроме того, отдельные исследования демонстрируют, что он стимулирует образование новых нейронов в гиппокампе.

Несмотря на то, что модафинил считается относительно безопасным стимулятором мозга, в число его многочисленных побочных эффектов входит сильная аллергия вплоть до появления язв во рту, бессонница и серьезные психологические эффекты, такие как раздражение, головокружение и головные боли. Однако если взглянуть на статистику, то с начала его продаж в 1998 году по 2007 год FDA зарегистрировало всего 6 случаев тяжёлых побочных кожных реакций, ассоциированных с модафинилом. При этом лекарство принимали более чем 1 050 000 людей. Исследования модафинила не подтвердили существования какой-либо зависимости и наличия «синдрома отмены».

Модафинил относительно легко можно купить за границей, например, и в США, и в Украине он стоит от 30 до 60 долларов за месячный курс. В России же он запрещён с 2012 года, поскольку не прошел регистрацию Минздрава как лекарство. При этом его все-таки продают магазины спортивного питания, позиционируя как энергетик, примерно по такой же стоимости.

2. Метилфенидат

Метилфенидат (Риталин) – также относится к числу психостимуляторов и, по аналогии с модафинилом, применяется для лечения СДВГ у детей. Этот препарат неизменно привлекает внимание общественности, так как его наиболее часто, по сравнению с другими ноотропами, применяют студенты для подготовки к экзаменам, особенно в Европе и США . Интересно, что именно его широкое применение биохакерами стимулирует проведение новых научных исследований, которые однако чаще всего сходятся на том, что данные о метилфенидате слишком противоречивы, чтобы прийти к однозначному выводу о его эффективности.

Углубляясь в научные исследования метилфенидата, действительно замечаешь, что одни статьи противоречат другим и последующие эксперименты опровергают предыдущие. Например, двойное слепое плацебо-контролируемое исследование Кембриджских ученых на молодых здоровых людях (не испытывавших недостатка в сне) продемонстрировало, что прием метилфенидата улучшает пространственное мышление и способность к планированию. Однако второй прием метилфенидата в том же исследовании ухудшил показатели тех же людей, сделав их существенно ниже, чем у плацебо-группы (принимавшей таблетки-пустышки). В аналогичном исследовании на пожилых людях прием метилфенидата не улучшил рабочую память и способность продолжительно поддерживать внимание.

В отношении способности метилфенидата поддерживать бодрость и бороться с усталостью – присутствует та же неразбериха. Несколько исследований демонстрируют, что он эффективен. Другие, что – нет. Недавний мета-анализ 2014 года, проанализировавший 56 исследований метилфенидата, выяснил, что только в 29% научных работ этот препарат оказался способен повысить бодрость испытуемых. Кроме того, важно отметить, что все эти исследования проводились на людях, не испытывавших недостатка во сне. А на невыспавшихся людях он не работает.

Биологическое действие метилфенидата исследовано лишь в общих чертах. Он является аналогом амфетамина и повышает в мозге внеклеточный уровень нейротрансмиттеров норадреналина и дофамина. Считается, что увеличение уровня норадреналина приводит к увеличению бодрости, бдительности, исследовательской деятельности, вниманию и при этом не влияет на настроение и кровяное давление, а дофамина – улучшает внимание и мотивацию и в целом приводит к усилению моторной активности. Кроме того, дофамин является важным элементом «системы вознаграждения» мозга, вызывая чувство удовольствия. Именно он приводит к возникновению приятных ощущений во время секса, приёма вкусной пищи и приятных телесных ощущений.

Метилфенидат хорошо переносится организмом, однако серьезные побочные эффекты все же возможны. Наиболее часто возникает тревога и бессонница, однако их можно избежать уменьшением дозы. Также возможны аллергические реакции, анорексия, тошнота, головокружение, головная боль, депрессия и сердечно-сосудистые проблемы. А прием высокой дозы препарата из-за его стимулирующего действия может привести к развитию психоза. Также неприятно, что препарат может вызывать привыкание.

В целом, эффективность метилфенидата кажется мне с научной точки зрения сомнительной. Исследования демонстрируют, что он почти точно неэффективен для снижения усталости при недосыпе, а его способность взбодрить обычного человека – отрицается 71% проведенных экспериментов.

3. Амфетамины

Амфетамины широко известны из-за своих наркотических свойств, однако они являются еще и известными лекарствами и широко применяются в медицине – в особенности для лечения СДВГ и нарколепсии. История амфетаминов довольно бурная, они попали на рынок еще в 1930-х годах, однако, как ни странно, в качестве средства от насморка под названием «Бензедрин». В 1937 году соли амфетамина стали продавать уже как лекарство от нарколепсии, болезни Паркинсона, депрессии, а также – как средство для похудения.

А во время Второй мировой войны амфетамины применялись вооружёнными силами воюющих сторон, чтобы помочь личному составу некоторое время обходиться без сна. В послевоенное время амфетамины стали активно использовать как наркотики (особенно преуспела в этом Япония), и в 80х годах их запретили. Однако эффективность амфетаминов вдохновила ученых на поиски аналогов, которыми стали модафинил и метилфенидат. Впрочем, через некоторое время они тоже были запрещены.

Сами амфетамины, как ни странно, изучались учеными многие десятилетия (в том числе и на здоровых людях) и продолжают активно изучаться по сей день. В 2017 году калифорнийские ученые исследовали способность d-амфетамина увеличивать эффективность выполнения тестов, требующих длительного поддержания внимательности. Во время таких заданий испытуемые должны реагировать нажатием клавиши на появление определенного стимула на экране (например, на появление на буквы «Х» после буквы «А»):

Оказалось, что прием небольшой дозы амфетамина (10 или 20 мг) привел к тому, что эффективность выполнения задания не падала со временем, что практически невозможно без дополнительной стимуляции мозга.

Удивительно, что на заре исследований амфетаминов – эксперименты с его использованием проводили даже на детях. Например, в 1978 году в ведущем научном журнале «Science» опубликовали исследование, в котором d-амфетамин улучшил внимание в тесте на бдительность у мальчиков в возрасте 10-11 лет. Впоследствии эти результаты повторились в исследованиях уже на взрослых людях с гораздо большим числом участников.

Интересно, что сравнение эффектов амфетаминов и модафинила на поддержание бодрости и работоспособности показало, что оба эти вещества одинаково эффективны. Однако в отличие от амфетамина, модафинил вызывал у испытуемых еще и высокую уверенность в собственных силах.

Биологическое действие амфетаминов в общих чертах аналогично действию других психостимуляторов и связано с увеличением выброса норадреналина и дофамина. Однако его побочные эффекты гораздо сильнее, чем у описанных выше ноотропов. Кроме того, его сильное эйфорическое действие предрасполагает к приему больших доз, а передозировки могут приводить даже к смертельным исходам. В ответ на прием этих веществ возможно появление визуальных и тактильных галлюцинаций и тревожных состояний. Со стороны сердечно-сосудистой системы частыми проявлениями являются тахикардия и повышенное артериальное давление.

Если обобщить сказанное выше о ноотропах, то модафинил представляется эффективным и довольно безопасным средством для увеличения бодрости в состоянии недосыпа, метилфенидат – с научной точки зрения малоэффективен, а амфетамины – хорошо бодрят, однако вызывают опасения их сильные наркотические свойства и способность вызывать привыкание. Из этого набора только модафинил кажется мне перспективным. По-видимому, что он только набирает популярность среди биохакеров и, возможно, что в ближайшем будущем его применение станет повсеместным.

Ноотропы или кофе? Сравнение эффективности

А теперь самое интересное! В какой-то момент мне попались на глаза несколько статей, в которых сравнивали когнитивные эффекты ноотропов (модафинила и амфетаминов) и кофе. Я обнаружил целых 5 независимых научных исследований .

Например, в 2005 году ученые из Исследовательского Института Армии Уолтера Рида сравнили эффект кофеина, d-амфетамина и модафинила на способность поддерживать бдительность и работоспособность добровольцев, лишенных сна в течение 85-ти часов. Удивительно, но оказалось, что эффективность всех трех веществ была аналогичной. Все препараты значительно увеличивали бодрость и реакцию людей в когнитивных тестах, по сравнению с контрольной плацебо-группой, но между ними – разницы не было!

При менее сильном недосыпе (в течение 44-х часов) эффект кофеина, d-амфетамина и модафинила также не различался. Бдительность людей в ответ на прием любого из трех веществ значительно увеличивалась. Если недосып снижал точность выполнения заданий на 40%, то прием стимуляторов восстанавливал продуктивность людей до 90% от базового уровня. В этом исследовании, однако, обнаружили, что продолжительность эффекта различается для трех веществ: самый короткий срок действия был у кофеина (до 3,5 часов), а самый длинный – у d-амфетамина (до 13,5 часов). Исследователи, однако, говорят, что если пить кофе раз в несколько часов, то это полностью решает данную проблему.

Впоследствии, однако, некоторые отличия в действии 3-х веществ все-таки были выявлены. Например, модафинил гораздо лучше, чем кофеин, улучшал способность невыспавшихся людей с юмором воспринимать мультики. Однако ни кофеин, ни модафинил, ни декстроамфетамин не улучшили реакцию испытуемых на словесные шутки.

Таким образом, исследования показывают, что эффективность кофеина в целом ничем не уступает эффектам ноотропов (при отсутствии характерных для них существенных побочных эффектов). Возможно, однако, что люди все же предпочитают ноотропы вследствие того, что они вызывают еще и удовольствие. Однако для улучшения бодрости и работоспособности (особенно в условиях недосыпа) по-видимому, они подходят в равной степени.

Биологический механизм действия кофе существенно отличается от ноотропов. Он оказывает влияние на метаболизм цАМФ – вещества, необходимого для активации нейронов. Кофеин блокирует действие разрушающего цАМФ фермента, что приводит к накоплению цАМФ и способствует повышению скорости реакции на различные задачи и поддержанию внимания. То есть кофеин эффективно бодрит, однако при этом не вызывает появления сильно приятных чувств и привыкания, в отличие от ноотропов.

К сожалению, мне не встретились исследования о совместном влиянии ноотропов и кофе, возможно, их комбинация будет давать кумулятивный эффект. Быть может, этот эксперимент я проведу сам.

К числу положительных эффектов кофе можно отнести и то, что он является неплохим геропротектором, то есть замедляет старение организма. Это связано с тем, что он инактивирует один из основных молекулярных путей старения – mTOR. Кроме того, кофеин препятствует ухудшению памяти вследствие нейродегенерации.

Что касается распространенного мнения относительно кофе, что он может быть вреден для сердечно-сосудистой системы, то оно научно не подтверждено. Мета-анализ 113-ти научных исследований продемонстрировал, что употребление в день менее 600 мг кофе (что в среднем составляет 10 чашек эспрессо) не ассоциировано ни с какими нарушениями работы сердца. А в отношении употребления большего количество кофе – просто недостаточно данных.

Таким образом, научные исследования демонстрируют, что кофе бодрит и повышает работоспособность не хуже, чем ноотропы. Особенно заметен эффект, если человек лишен сна длительное время. Эффект ноотропов, однако, сохраняется гораздо дольше, чем у кофе. В ситуации работы в офисе эту проблему можно легко решить, если пить кофе раз в несколько часов. Однако ноотропы имеют большое преимущество перед кофе, если надо быть бодрым «в полевых условиях» — например, для военных, полицейских и водителей.

Электростимуляция мозга vs кофе

Еще один научный способ повысить бодрость не связан с фармакологией. Он заключается в активации определенных зон коры головного мозга при помощи слабых микротоков. Этот подход называется – транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS). Данный метод пришел из медицины, где используется уже 20-30 лет для лечения депрессии, нейродегенеративных заболеваний, отставаний детей в развитии.

Во время процедуры к определенным участкам кожи головы прикладываются электроды, через которые подается слабый постоянный ток силой 2 мА (что находится за пределами чувствительности кожи). Такое воздействие немного сдвигает заряд нейронов в положительную сторону, тем самым повышая вероятность их возбуждения. При многократном применении tDCS изменяет структуру и плотность контактов между нервными клетками, благотворно сказываясь на процессах памяти и обучения.

Лично мне, открытие применимости tDCS для здоровых людей, кажется большим прорывом нейробиологии. О том, для чего можно применять tDCS, я уже написал несколько постов.

Исследовать tDCS для здоровых людей, как и в случае с ноотропами, первоначально начали военные. Около десяти лет назад американское оборонное агентство DARPA впервые протестировало tDCS на военных пехотинцах, обучающихся на видеосимуляторах, что ускорило процесс обучения в 2 раза, по сравнению с плацебо группой. Затем электростимуляцию стали изучать для улучшения и других когнитивных способностей здоровых людей: концентрации внимания, реакции, рабочей памяти и обучения технике движений.

Известно, что электростимуляцию используют американские военные летчики – также для ускорения процесса обучения, а также – американские спортсмены олимпийской сборной для ускорения обучения техническим приёмам высокой сложности и увеличения выносливости.

В отличие от ноотропов tDCS для здоровых людей еще нигде не запрещена, и ей могут пользоваться даже профессиональные спортсмены. Отчасти это связано с тем, что в отличие от фармакологических стимуляторов (которые можно обнаружить в крови), факт проведения электростимуляции нельзя зафиксировать. В США выпускают даже специальные гаджеты «Halo» (наушники со встроенными электродами) для профессиональных спортсменов:

Исследовать электростимуляцию мозга для увеличения бодрости и работоспособности в условиях усталости и недосыпа первыми стали американские военные. В 2017 году американские исследователи совместно с военными летчиками провели исследование на людях, лишенных сна в течение 36 часов. В работе сравнивали эффективность кофеина и электростимуляции мозга. Проводилась электростимуляция префронтальной коры головного мозга, отвечающей за поддержание внимания, управление эмоциями и способность планировать.

Испытуемые были разделены на три группы – одних подвергли 30-минутной электрической стимуляции, другие получали жевательную резинку с кофеином, а третьим – проводили плацебо-стимуляцию (размещали на голове электроды, однако не включали прибор).
Бодрость и работоспособность людей оценивали в 2-х классических тестах, требующих длительного поддержания внимания. В первом – нужно было следить за точкой на экране, перемещавшейся по часовой стрелке, и нажимать на кнопку в случае, если точка вдруг перемещается не на одну, а на две позиции сразу. Во втором тесте надо было как можно скорее нажимать на кнопку, после того, как на экране появится сигнал (см. Раздел «Как оценивают бодрость и продуктивность в научных исследованиях?»).

Результаты показали, что и tDCS, и кофеин значительно улучшали реакцию людей и скорость выполнения первого теста. Кроме того, и кофе и электростимуляция увеличили у людей субъективное ощущение бодрости. Интересно, что эффект от электростимуляции сохранялся очень долго – на протяжении 24-х часов после воздействия. Действие кофе тоже продолжалось в течение длительного периода – 6-7 часов, что всё же было в 3 раза меньше, чем у tDCS. Однако результаты выполнения второго теста улучшились только в результате проведения электростимуляции, но не приема кофе. В целом, tDCS увеличивала правильность выполнения этого задания на 15%, по сравнению с кофе, и эффект от электростимуляции сохранялся на протяжении всех 24-х часов эксперимента.

Таким образом, данное исследование демонстрирует, что tDCS оказывается не менее эффективной, чем кофе, а в некоторых экспериментах – даже обгоняет его по силе эффекта. Кроме того, электростимуляция действует на организм в 3 раза дольше чем, кофе. А тот факт, что tDCS улучшила бодрость и продуктивность людей в обоих тестах, а кофе – только в одном из них, говорит о том, что электростимуляция, по-видимому, действует на несколько когнитивных механизмов одновременно.

Эффективность электростимуляции для увеличения бодрости в случае недосыпа была доказана в нескольких других исследованиях. Стоит отметить, что tDCS увеличивает продуктивность и снижает усталость не только в случае недостатка сна. Проведены исследования, в которых электростимуляция не менее эффективно «бодрила» вполне выспавшихся людей.

Побочные эффекты от действия электростимуляции гораздо менее серьезные, чем от приема ноотропов. Отчасти это связано с более локальным действием tDCS – если ноотропы оказывают влияние на весь мозг (и весь организм), то при tDCS осуществляется более направленная стимуляция конкретной зоны мозга (например, префронтальной коры). Среди побочных эффектов встречается головная боль, головокружение, бессонница, а также – зуд, покалывание и жжение в области прикрепления электродов. А в случае нарушения порядка проведения tDCS и осуществления стимуляции больше положенных 20-30 минут – возможна инактивация (вместо активации) работы стимулируемых нейронов.

Как и в случае с ноотропами, врачи и ученые предостерегают от самостоятельного использования электростимуляции. В первую очередь это связано с тем, что если в научных лабораториях правильность выполнения tDCS строго контролируется, а многие биохакеры делают приборы самостоятельно и пренебрегают правилами безопасности.

При этом существует уже довольно большое комьюнити биохакеров, применяющих tDCS на себе. Их, однако, гораздо меньше, чем тех, кто употребляет ноотропы. Кроме того, в отличие от соответствующих ноотропов (модафинил, амфетамины, метилфенидат), юридически использование tDCS не запрещено (однако уже ходят разговоры о правовом регулировании ее применения на здоровых людях) – и немедицинские приборы для биохакеров производят несколько компаний в США («Brain Stimulator», «Brain Driver»), Гонконге («Priormind») и России («Brainstorm»).

В целом, электростимуляция мозга представляет неплохую альтернативу фармакологическим стимуляторам. Их прямое сравнение не проводилось, однако сопоставление tDCS с кофеином, а кофеина с ноотропами – говорит, что tDCS не менее, а возможно даже и более эффективна, чем фармакологические препараты. Так, ни один из ноотропов не обогнал кофеин по способности бодрить и повышать бдительность, в то время как в некоторых случаях tDCS продемонстрировала более высокую эффективность, чем кофеин. Кроме того, электрическая стимуляция лобных долей не вызывает сильное чувство удовольствия, в отличие от ноотропов. Для кого-то это может быть и минусом, однако в этом случае можно не опасаться возникновения зависимости.

Вместо заключения

Наверняка существуют и другие научно доказанные рекомендации по борьбе с усталостью: регулярная зарядка, занятия спортом и своевременный сон. Но, к сожалению, такие подходы часто не реализуемы из-за графика жизни и слабой силы воли. Поэтому здесь я сосредоточился на том, что интересно мне – тех технологиях, которые можно использовать, сидя в кресле перед монитором. Думаю, что найдутся те, кто посоветуют вместо применения нейростимуляторов заняться укреплением силы воли. О тех научно доказанных технологиях, которые в этом смогут помочь, я как раз думаю написать свой следующий пост.

А этот текст, возможно, сможет помочь вам сэкономить время (и не даст устать), если вы сами в какой-то момент захотели бы найти способы побороть усталость.

Данная статья была опубликована на сайте «Geektimes», 23.12.17.

Источники:

четверг, 11 января 2018 г.