Повышенный индекс массы тела у подростков меняет мозг

Повышенный индекс массы тела (ИМТ) среди детей и подростков связан с изменениями в активности мозга и способах взаимодействия его отдельных областей. Об этом сообщают авторы исследования, опубликованного в журнале Clinical Neurophysiology. Согласно работе, у молодежи с высоким ИМТ наблюдается ослабление «тормозной системы» мозга — естественного механизма, позволяющего держать под контролем импульсы и привычки.

Для справки: ИМТ — это простой расчет, основанный на соотношении веса и роста, позволяющий оценить степень избыточной массы тела или ожирения. Он широко используется во всем мире, хотя и имеет ограничения — например, не учитывает разницу между мышечной и жировой массой.

Как объясняют ученые, мозг человека продолжает активно развиваться в детстве и юности, особенно так называемая лобная кора — центр самоконтроля и сложного мышления. Этот участок созревает последним, и до взросления его «настройки» особенно чувствительны ко всему, что происходит вокруг ребенка: от питания до физической активности и, соответственно, массы тела.

Эксперименты на животных уже давно показали, что питание, богатое жиром и сахаром, буквально «разбалтывает» баланс возбуждающих и тормозящих сигналов между нервными клетками. В частности, в лобной коре разрушается своеобразный защитный чехол — перинейрональная сеть, окружающая клетки-тормозители. Без нее клетки становятся уязвимы, и мозг лишается способности притормозить свои внутренние порывы.

Группа под руководством Эми Ричелт из Университета Западного Онтарио (Канада) и Университета Аделаиды (Австралия) решила выяснить, проявляется ли что-то похожее у подростков с избыточным весом. В их исследовании приняли участие 32 добровольца в возрасте от 8 до 19 лет. Всех поделили на две группы: с нормальным ИМТ (15 человек) и с избыточным (17 человек), при этом участники были максимально схожи по возрасту и росту.

Для измерения активности мозга ученые использовали магнитноэнцефалографию — передовой метод, который позволяет «подслушать» мельчайшие магнитные колебания, возникающие во время работы мозговых нейронов, и отследить их буквально с точностью до миллисекунды.

Вместо решения задачек, участники просто лежали в приборе и пять минут смотрели на абстрактное видео — нейтральное и не требующее концентрации. Это позволило зафиксировать спонтанную мозговую активность в состоянии покоя.

Результаты показали: у подростков с высоким ИМТ заметно выделялись быстрые гамма-ритмы мозга — их уровень был повышен по сравнению с ровесниками с нормальной массой тела, особенно в зонах, отвечающих за внимание и контроль импульсов. В норме гамма-ритмы отражают баланс между возбуждающими и тормозными сигналами в нейронах. Если их слишком много — значит, тормозной механизм ослаблен.

Еще один показатель — форма и «наклон» фонового шума мозга. У группы с избытком веса этот наклон был меньшим, что тоже указывает на дефицит торможения, особенно в лобных и теменных областях, отвечающих за когнитивный контроль.

Дальше ученые проследили, как меняется взаимодействие между крупными сетями мозга — например, так называемой сетью по умолчанию (отвечает за внутренний диалог), центральной исполнительной системой (оперативная память) и сетью значимости, фильтрующей важные сигналы из внешнего мира. У подростков с избыточным весом сети хуже синхронизировались на низких частотах (дельта- и тета-ритмы), зато их связи на быстрых гамма-волнах оказались сильнее обычного.

В итоге складывается интересная картина: мозг, по всей видимости, старается компенсировать общую неэффективность связей за счет «фальстартов» и избыточной активности там, где у сверстников все идет тише. Это может означать, что подростку сложнее регулировать поведение, гибко реагировать на новые правила и, возможно, справляться с эмоциями.

Впрочем, ученые предупреждают: выводы делать рано. Во-первых, участников было немного. Во-вторых, ИМТ — метрика неточная, неясно, сколько в каждом конкретном теле жира или мышц. Наконец, неясно, что первично: ожирение провоцирует перестройку мозга или, наоборот, изначальные особенности мозговой активности мешают контролировать аппетит и способствуют избыточному весу.

Плюс авторы не учитывали рацион и физическую активность испытуемых, а также не проводили тесты на память и мышление. Поэтому, какие последствия эти мозговые отклонения имеют в повседневной жизни, пока сказать нельзя.

Тем не менее, исследование подчеркивает важность здорового питания и контроля веса в юности — возможно, это влияет не только на фигуру, но и на то, как мозг «учится» и выбирает поведение на всю жизнь.