Уяви собі: ваш мозок – це надчутливий пристрій, який понад усе потребує кисню. Якщо його позбавити цього життєво важливого елемента хоча б на кілька хвилин, нейрони починають зазнавати пошкоджень та втрачати свою функціональність, що швидко призводить до судом, втрати свідомості і, у найгірших випадках, до фатальних наслідків. Особливо вразливою до такої кисневої недостатності, яку називають гіпоксією, є ділянка мозку у формі морського коника – гіпокамп. Він відіграє ключову роль у формуванні та збереженні спогадів, а також у нашій здатності орієнтуватися у просторі. І ось тут починається парадокс: існують люди, які добровільно та багаторазово піддають свій мозок гіпоксії. Це фрідайвери – спортсмени, які затримують дихання на хвилини, занурюючись на неймовірні глибини. Наприклад, хорват Вітомир Марічіч встановив світовий рекорд, протримавши дихання 29 хвилин і 3 секунди на дні басейну. Та найдивовижніше – ці атлети не демонструють очікуваних порушень пам’яті, які ми б передбачали при повторній гіпоксії. Але чому? Команда нейробіологів під керівництвом Джулії Міко з Університету Париж-Сакле, схоже, розгадала цю таємницю, заглянувши всередину `мозку фрідайвера`. Повідомляє T4 з посиланням на sciencealert.com. Розгадка парадоксу: що відбувається з мозком фрідайвера? Як відомо, мозок – це справжня енергетична електростанція, і гіпокамп, зокрема, має надзвичайно високі енергетичні потреби. Кисневе голодування може перешкоджати нейрогенезу – процесу утворення нових нейронів, а також синаптичній пластичності – здатності зв’язків між нейронами адаптуватися до змінних умов. Обидва ці процеси критично важливі для навчання та пам’яті, тож не дивно, що гіпоксія зазвичай асоціюється з проблемами пам’яті, уваги та інших когнітивних функцій. Однак, попередні дослідження фрідайверів показали, що вони не мають жодних ознак когнітивних порушень, характерних для клінічної гіпоксії. Заінтриговані цим, Міко та її колеги почали досліджувати мозок і когнітивні здібності фрідайверів. Їхня рання робота, опублікована у 2025 році, вже тоді виявила, що гіпокамп у фрідайверів залишався структурно збереженим, без супутніх порушень епізодичної пам’яті. Це натякало на те, що відбувається якась адаптація. Фото: sciencealert.com Оскільки фізичні навантаження постійно асоціюються з реорганізацією великомасштабних нейронних мереж, команда вирішила детальніше вивчити, які зміни відбуваються у мозку фрідайверів з часом. Дослідники залучили 17 досвідчених фрідайверів-чоловіків віком від 27 до 55 років, які пройшли семимісячний стандартизований курс тренувань. Була також контрольна група з 20 чоловіків-не фрідайверів, які, до речі, не були пасивними, а займалися близько п’яти годин аеробних вправ на тиждень, що порівнянно з навантаженням фрідайверів. До та після семи місяців тренувань фрідайвери пройшли функціональну магнітно-резонансну томографію (`fMRI`) для вимірювання функціональної зв’язності – патернів синхронізованої активності, які можуть показати, які ділянки мозку працюють разом. Варто зазначити, що поточні результати дослідження, представлені у вигляді препринту на bioRxiv, ще не пройшли рецензування, тож до них варто ставитися як до захопливих, але попередніх даних. Нейропластичність у дії: як змінюється зв’язність Дослідники хотіли з’ясувати, що відбувається з мозком як під час нормального дихання, так і під час апное – затримки дихання. Під час кожного сканування учасники виконували чотири раунди, що складалися з двох хвилин апное, після яких йшло 90 секунд нормального дихання. Це дозволило порівняти зв’язність мозку під час та після затримки дихання, а також побачити, як ці патерни змінювалися після семи місяців тренувань. Фрідайвери також проходили тест на епізодичну пам’ять, під час якого їм показували комбінації місць і жестів, а через 15 хвилин просили розрізнити ідентичні комбінації від схожих та абсолютно нових. Зміни були дійсно значними. Після семи місяців тренувань фрідайвери показали змінену зв’язність у мережах, що відповідають за когнітивний контроль, увагу, сенсорну обробку та рух. Зокрема, посилилася зв’язність між фронтопарієтальними областями та сенсомоторними, салієнтними та зоровими мережами. Але гіпокамп поводився інакше. Після тренувань обидва гіпокампи показали сильнішу зв’язність з мозочком – ділянкою, роль якої у когнітивних функціях, таких як пам’ять, визнається дедалі більше, окрім її більш знайомої ролі у координації рухів. Водночас зв’язність між гіпокампом та сенсомоторними областями зменшилася, особливо під час нормального дихання. Дослідники вважають, що ця комбінація може відображати зміщення від обробки зовнішньої сенсорної та рухової інформації до внутрішніх процесів, які допомагають зберегти пам’ять в незвичайних фізіологічних умовах фрідайвінгу. Тести на пам’ять підтвердили цю інтерпретацію. Серед фрідайверів після тренувань ті, хто мав сильніший зв’язок між лівим гіпокампом і мозочком, краще розрізняли схожі спогади та ідентифікували абсолютно нові. Водночас слабший зв’язок між правим гіпокампом і сенсомоторними областями був пов’язаний з кращим розпізнаванням ідентичних спогадів. Це свідчить про те, що повторна гіпоксія асоціюється зі змінами у зв’язках гіпокампа з іншими ділянками мозку, що може допомогти зберегти функцію пам’яті. Темна сторона глибини та терапевтичний потенціал Звісно, є й деякі застереження. Когорта дослідження складалася лише з 17 чоловіків, що не дуже багато, і всі вони були чоловіками. Також, хоча фрідайвери були проскановані до і після тренувань, контрольна група була просканована лише один раз, що ускладнює однозначне твердження, що зміни були спричинені саме фрідайвінгом. Крім того, інше дослідження Університету Окленда (2026 рік) виявило, що рівень вуглекислого газу під час глибоких занурень стає надзвичайно високим, достатнім для пояснення багатьох незвичайних відчуттів, які фрідайвери відчувають на глибині, що свідчить про можливе порушення функції мозку. Це ж дослідження показало, що рівень кисню різко падає, коли дайвери повертаються на поверхню, що пояснює, чому втрата свідомості може відбуватися раптово, майже без попередження. Тож, незважаючи на адаптації, ризики є. Проте отримані дані є надзвичайно інтригуючими. Вони припускають, що повторна, контрольована гіпоксія може впливати на мозок зовсім інакше, ніж мимовільне кисневе голодування, пов’язане з хворобами чи травмами. Деякі дослідження 2025 року показують, що повторний вплив гіпоксії через тренування може стимулювати ангіогенез (утворення нових кровоносних судин) та ефективність мітохондрій, потенційно покращуючи здатність гіпокампа функціонувати в умовах низького вмісту кисню. Саме те, як працює ця адаптація – і чи можна її використовувати в медичних цілях – вимагатиме значно більше досліджень. FAQ Що таке гіпоксія і як вона впливає на мозок? Гіпоксія – це стан кисневого голодування, коли організм або окремі тканини не отримують достатньо кисню. Для мозку це дуже небезпечно, оскільки нейрони потребують багато кисню для енергії і при його нестачі швидко починають страждати, що може призвести до пошкоджень, втрати функцій і навіть смерті. Чому мозок фрідайверів не страждає від гіпоксії, як у звичайних людей? Нові дослідження показують, що мозок фрідайверів, ймовірно, має унікальні адаптаційні механізми. Зокрема, відбувається функціональна реорганізація нейронних мереж, яка допомагає гіпокампу (відповідальному за пам’ять) зберегти свою функцію в умовах низького кисню. Це може включати посилення зв’язків з мозочком та інші зміни у зв’язності. Чи можна використовувати фрідайвінг для покращення пам’яті? Прямих доказів того, що фрідайвінг покращує пам’ять у загальному сенсі, немає. Однак, дослідження вказують на те, що контрольовані гіпоксичні тренування можуть допомогти зберегти пам’ять в умовах низького кисню. Це відкриває можливості для майбутніх терапевтичних втручань, але не означає, що фрідайвінг є безпечним способом “прокачати” мозок для всіх. Які ризики пов’язані з фрідайвінгом для мозку? Незважаючи на дивовижну адаптацію, фрідайвінг залишається екстремальним видом спорту з високими ризиками. Дослідження показують, що під час глибоких занурень рівень вуглекислого газу може бути надзвичайно високим, а рівень кисню різко падає при поверненні на поверхню, що може призвести до незвичайних відчуттів, порушення функції мозку та навіть раптової втрати свідомості. Це підкреслює необхідність суворої безпеки та підготовки. Цікаво, чи не так? Ці відкриття не тільки проливають світло на неймовірні адаптаційні здібності людського тіла, але й відкривають шлях для потенційних терапевтичних втручань. Можливо, в майбутньому контрольовані парадигми гіпоксичного тренування, натхненні фрідайвінгом, допоможуть подолати вразливість гіпокампа при старінні, нейродегенеративних захворюваннях або патологіях, пов’язаних з гіпоксією. Це лише початок, але вже зараз зрозуміло: наш мозок має приховані резерви, які ми тільки починаємо досліджувати.The post Вчені виявили, як мозок фрідайвера феноменально адаптується до кисневого голодування first appeared on T4 - сучасні технології та наука.