Показаны сообщения с ярлыком усталость. Показать все сообщения
Показаны сообщения с ярлыком усталость. Показать все сообщения

суббота, 10 ноября 2018 г.

ЛЕКАРСТВА ОТ УСТАЛОСТИ

ЛЕКАРСТВА ОТ УСТАЛОСТИ

Доктор медицинских наук Валентин ПРОЗОРОВСКИЙ.
Способность к работе и работоспособность в медицинском понимании этих выражений не одно и то же. Способность к работе нарушается даже в том случае, если жмёт ботинок или зуб болит. С ботинком и даже с зубом справиться относительно легко, а вот со снижением работоспособности или синдромом хронической усталости — сложно.
Мы будем обсуждать особое состояние, называемое синдромом хронической усталости. Это не совсем болезнь, но и определённо не здоровье, а нечто среднее. Границы расплывчаты: ближе к здоровью — астения (слабость) после болезни или с годами, а ближе к болезни — реактивная депрессия. К сожалению, понятный всем термин «синдром хронической усталости» теперь заменён на другой: по международной классификации обсуждаемое состояние стало называться синдромом нарушения познавательной способности, восприятия, эмоционального состояния и поведения. Как говорится, простенько и со вкусом.
 Сразу оговоримся: большинство средств для коррекции этого состояния может выписать только врач. И надеюсь, что, прочитав статью, вы поймёте, почему только врач сможет вам помочь. 
Причины возникновения синдрома неясны. Впрочем, установлено, что вызывать его может и скрытое хроническое заболевание, и длительное воздействие инфразвуков (например, проживание рядом с автострадой), а также реакция, возникающая в ответ на всякого рода длительные стрессовые ситуации дома, на работе, в городе, в стране.
Проявляется синдром общим упадком желаний и сил, когда ничего не хочется и не можется. Реакции замедленны, мышление затруднено, волевая и понуждаемая внешними силами активность снижена. Эмоционально это состояние чаще сопровождается торможением в виде общей подавленности и сонливости, реже — возбуждением с бессонницей и вспышками раздражения, но в обоих случаях — с ухудшением настроения в форме депрессии.
Начнём с последнего. Эмоции — это из области психофармакологии. Издавна считалось, что задача психиатров сводится к назначению таких лекарств, которые возбуждение тормозили бы, а заторможенность возбуждали. Однако в случае синдрома хронической усталости (для краткости называем по-старому) это не подходит. Такие успокаивающие средства, как валериана и ей подобные растительные препараты, корвалол в компании со снотворным, феназепам и прочие диазепины, не успокаивают, а только усиливают астению.
При синдроме хронической усталости вспышки раздражительности связаны с болезненным переживанием своего состояния. Именно для таких случаев у фармакологов имеется совершенно безвредный препарат — аминокислота глицин. Он облегчает запоминание, улучшает реакцию при вождении автомобиля, не обладает снотворным действием.
Слабость от возбуждения давно известна: в остром варианте она мешает достигнуть рекордов в спорте, а в хроническом — ведёт к утрате возможности сосредоточиться и к снижению умственной работоспособности. Из мягких, так называемых дневных, успокаивающих средств общего действия для такого случая больше подходят ноотропные (от греч. noos — разум и tropos — направление) препараты фенибут, пиридитол, ацефен, пикамилон. Они не только успокаивают, но и улучшают запоминание и мышление. Однако относящийся к той же группе веществ популярный ноотропил (пирацетам) является мягким возбуждающим средством и пригоден в случае угнетения.
Теперь перейдём к активаторам, то есть активизирующим веществам. Большинство распространённых возбуждающих средств известны человечеству многие тысячелетия — это чай, кофе и какао.
Чайный куст вырос на том месте, куда, по преданию, прибывший в Китай из Индии проповедник буддизма Бодхидхарма бросил на землю свои отрезанные веки, чтобы не заснуть. Листья растения помогли проповеднику трудиться днём и ночью многие годы. Мудрец назвал куст «тцай-йе». Перекочевав в Монголию, растение стало называться «цай», а в Россию попал (при Алексее Михайловиче) уже под названием «чай». Великий Н. И. Вавилов установил, что чайный куст появился в Индокитае, а из него произошли три сорта: вьетнамский, китайский и индийский, а потом уже и другие.
Начало XIX века ознаменовалось выделением в чистом виде многих ценнейших растительных веществ, получивших название «алкалоиды». Одним из первых был кофеин, полученный в 1821 году немецким химиком Ф. Ф. Рунге из кофейных зёрен. Считается, что в кофе кофеина больше, чем в чае, но это неверно. В листьях чая кофеина может быть даже больше, чем в зёрнах кофе, но чай только заваривают, а кофе варят. По привычке люди связывают кофе только с кофеином, чай — с теофиллином, а какао — с теобромином.
Действие кофеина на центральную нервную систему подробно изучал И. П. Павлов, который пять лет заведовал кафедрой фармакологии Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге. Он показал, что кофеин в больших дозах вместо активации вызывает подавление рефлексов и срыв высшей нервной деятельности. Увлечение очень крепким чаем (чифирь) вызывает теизм — одну из форм наркомании, которая ведёт к поражению сердечной мышцы, а пристрастие к кофе — кофеинизм, вызывающий нарушение мыслительных способностей. Теперь кофеин известен, прежде всего, именно как средство активации утомлённого мозга. Он психоэнергизатор, хотя первоначально его считали средством, возбуждающим сердечную деятельность. Возбуждать-то возбуждает, но этим он и опасен. Какао, а из-за него и шоколад, тоже возбуждает. Именно поэтому его не стоит давать детям. Именно поэтому им угощают гостей, особенно заторможенных дам.
Любопытно, что кофеин синтезируется в очень многих растениях: в дебрях Амазонки растёт гуарана, в Парагвае — падуб (мате), в Африке — кола. Огромная Россия таких растений не имеет. Печалиться не будем, у нас есть свои. В таёжной части Сибири испокон веку сутками бродили охотники. Охотник устал — не устал, а не спи, иди. То же и в горах. Уходили надолго, питались подножным кормом. И нашли растение — эфедру. Растёт оно на Урале, на Кавказе и в горах Крыма. В Поволжье найден другой вид этого растения, который в народе в память знаменитого местного знахаря называют кузмичовой травой.
В 1882 году японский химик В. Нагаи выделил из эфедры действующее начало — алкалоид эфедрин. Он усиливает влияние симпатических нервов и адреналина на сосуды и бронхи и, подобно адреналину, первые суживает, а вторые расширяет. Отсюда и основное применение эфедрина при насморке и бронхиальной астме. Использование нового алкалоида в клинике началось только в 20-е годы прошлого века. В отличие от адреналина (содержится в коре надпочечников) он действует относительно долго и хорошо проникает в мозг, оказывая на него не столько возбуждающее, сколько активирующее, пробуждающее действие. 
Потребность в средствах «от усталости» испытывала не только и не столько клиника, сколько армия. В разведке, в подводной лодке, в дальнем бомбардировщике не очень-то разоспишься. Эфедрин для усиления бодрости действовал коротко и слабо. Длительность действия вещества определяется наличием или отсутствием гидроксильных групп в кольце, а влияние на центральную нервную систему — присутствием дополнительных метильных групп в цепочке. Именно этим фактом воспользовались химики, и в США был синтезирован препарат амфетамин, потом в Германии бензедрин, затем и в СССР, но под названием «фенамин» и далее во всём мире под разными названиями. В период Второй мировой войны в армиях воюющих стран это вещество применяли широко. В клинике первоначально его использовали как активатор и антидепрессант, потом только при заболеваниях и состояниях, сопровождающихся угнетением и снижением активности, и при ожирении, поскольку подавлял аппетит.
Впоследствии выяснилось, что фенамин и его производные вызывают массу побочных эффектов, в частности нарушают функции сердечной мышцы, повышают артериальное давление и вызывают выраженный «феномен отдачи» — после активации организма возникает его глубокое угнетение. В связи со способностью приводить к наркомании он практически не используется и находится на особом учёте.
По распространению наркотиков мы, по счастью, ещё не достигли европейского уровня, но определённо быстро догоняем. Словом, бизнес «ночь твоя — добавь огня!» процветает. Чего уж стесняться, если даже в культурной столице России — Петербурге наркотик никотин рекламируется на каждом углу.
Известный психиатр Зигмуд Фрейд задолго до открытия метода психоанализа лечил больных популярным в начале пошлого века кокаином в качестве антидепрессанта. Депрессия сменялась наркоманией, чего не избежал и сам Фрейд. Использовать «большие» (сильные) антидепрессанты при усталости и подавленности настроения бессмысленно — они пригодны только для лечения депрессивного психоза. А хроническая усталость хотя похожа на депрессию, но это другое. Тем не менее, посоветовавшись с врачом, можно попробовать «малые» (слабые) антидепрессанты, эффективные при реактивной депрессии: азафен — успокаивающее, сиднофен — активирующее. А сиднокарб, скорее, только лишь мягкий активатор высшей нервной деятельности, заменитель фенамина, устраняющий хроническую усталость и повышающий работоспособность. Не вызывает эйфории и наркотической зависимости.
Российские фармакологи получили препарат бемитил, считающийся актопротектором (новый класс стимуляторов физической работоспособности), который не столько возбуждает, сколько повышает нарушенную умственную и физическую работоспособность даже при однократном применении. Совершенно безвреден. Актопротекторы особенно полезны для восстановления активности после изнуряющих заболеваний (в некоторых случаях период упадка сил после болезни может затягиваться, принимая характер самостоятельной патологии). В этой группе наиболее популярен препарат милдронат. Его применяют также для повышения выносливости к физическим нагрузкам. Как выяснилось, он химически подобен сравнительно недавно обнаруженному витаминоподобному веществу карнитину, который даже называют витамином Вт — витамином роста. Он способен увеличивать мышечную массу при одновременном расщеплении жира. Кроме того, предохраняет нервные клетки от разрушения (апоптоза), что наблюдается как при болезнях, так и при старении. Назначается обычно при задержке роста, истощении, тяжёлых заболеваниях, после инфаркта миокарда. 
Появился новый препарат эпоэтин, близкий к гормону эритропоэтину, способному повышать выработку эритроцитов и тем самым улучшать снабжение организма кислородом и справляться с такими видами малокровия, которые ранее были неизлечимы. А где анемия, там и хроническая усталость.
И всё же опять вернёмся к растениям-лекарствам для помощи при хронической усталости. Следующая группа пришла из приамурского Китая и из уссурийской тайги. Знаменитый «корень-человек» — женьшень — впервые упомянут в китайской фармакопее 1596 года. В России издавна его применяли охотники, но формально он стал известен в 1875 году по описанию русского посла в Китае. Женьшень и поныне остаётся королём средств, тонизирующих нервную систему, но правит он вместе со многими близкими, но не тождественными сородичами. Эффект в виде повышения всех видов работоспособности и потенции возникает через несколько дней, иногда недель, после начала приёма. Ещё одно достоинство — даже на пике действия человек не испытывает субъективного ощущения возбуждения. Женьшень ослабляет действие снотворных и может вызывать нарушение сна, но привыкания и пристрастия к нему не бывает. Более активен порошок женьшеня гинсана и менее активен биоженьшень. Противопоказаниями к назначению этих препаратов являются возбуждённое состояние, бессонница, кровоточивость. Артериального давления не повышают, но при наличии гипертонической болезни следует принимать под врачебным контролем. Как и все препараты этой группы, женьшень не следует назначать для приёма в конце дня.
Наиболее активна из «братьев и сестёр» женьшеня родиола розовая, которую в народе называют «золотой корень» (не по ценности, а по цвету). Помимо общих показаний в качестве тонизирующего средства её используют при артериальной гипотонии, некоторых неврозах и для восстановления сил после перенесённых тяжёлых заболеваний. Близка к родиоле, но менее активна аралия маньчжурская. Из неё получают таблетки сапарал. По сравнению с вышеназванными растениями лимонник китайский, элеутерококк колючий и левзея сафлоровидная менее активны. Из левзеи выделено одно из действующих начал экдистен, обладающий помимо тонизирующего действия способностью ускорять синтез белков и по этой причине особенно показанный для использования после изнуряющих болезней, в пожилом возрасте, а молодым — при усиленных тренировках. Допингом не считается.
Один из крупнейших фармакологов нашей страны академик Н. В. Лазарев все препараты из этих растений назвал адаптогенами (порождающими приспособление) по той причине, что они делают человека более работоспособным, более устойчивым ко всякого рода нагрузкам и к любым вредным, в том числе и инфекционным, воздействиям. Он считал, что они пробуждают в человеке его «внутреннего врача», подобно утренней зарядке и закаливанию холодной водой. Именно поэтому выпить бутыль настойки женьшеня бессмысленно, наилучший эффект достигается при его длительном применении в малых дозах.
К синтетическим адаптогенам относится дибазол, предложенный академиком С. В. Аничковым как спазмолитическое и антигипертензивное средство. Позже выяснилось, что он ещё и иммунитет повышает. Академик И. П. Ашмарин предложил в качестве ноотропного и адаптивного средства олигопептид семакс. Поскольку в желудке этот препарат распадается на отдельные аминокислоты, его вводят каплями в нос.
Мы обсудили универсальные психомио-энергизаторы — средства, которые повышают силу и подвижность нервных процессов и мышечную силу. Но имеются препараты симптоматического действия: устраняющие гипотонию, расширяющие сосуды и улучшающие обмен веществ в мозгу. К ним относятся многие витамины, особенно тиамин — B1, рибофлавин — В2, никотиновая кислота — В3 и РР, цианокобаламин — В12, пангамовая кислота — B15, оротовая кислота.
И, конечно, гормоны. Часто очень распространённый гипотироидизм (нарушение работы щитовидки) сопровождается слабостью. Его лечат препаратами йода (йодиды) калия и натрия. Но их, а тем более гормоны щитовидной железы принимать разрешается только по назначению и под контролем врача. Половые гормоны — источник и силы и энергии, поэтому такие активаторы, как ретаболил, феноболин и другие, являются допингом и не продаются (не должны продаваться). Нужда в них возникает кроме болезней при естественном гипогонадизме (недостаточной секреции гормонов) у женщин — в менопаузе, то есть уж после 55 лет обязательно, у мужчин — позже (кто-то и в 100 лет гормонально активен). Женщины прогадывают в гормонах, выигрывают в долгожительстве. Но без врача гормоны принимать нельзя.
Все средства, о которых мы рассказали, действуют, но... главным остаются движение, закаливание, чистый воздух и положительные эмоции. Правда, для этого нужны воля и благоприятные условия жизни. А где их взять? Заколдованный круг, который следует разрывать всеми способами, главное — с помощью врача.
 

четверг, 12 апреля 2018 г.

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 части 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 нейротрансмиттеровнорадреналина 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 развитие 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 симуляции, 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, не 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.

четверг, 11 января 2018 г.

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:
  1. Cognitive effects of methylphenidate in healthy volunteers: a review of single dose studies.