Когда мозг не работает от холода

Температура тела и умственные способности связаны

Исследования показывают, что изменения привычной температуры тела, вызванные жарой или холодом, могут оказать существенное влияние не только на настроение, но и на когнитивные функции.

Исследования показывают, что изменения привычной температуры тела, вызванные жарой или холодом, могут оказать существенное влияние не только на настроение, но и на когнитивные функции.

Познание – это процесс, который управляет тем, как мы реагируем на окружение, а также на способность хранить воспоминания и выполнять умственные задачи, такие как арифметика. И эта способность ухудшается, если температура тела отклоняется от нормы. Экстремальные температуры или длительное воздействие некомфортной погоды могут изменить температуру тела, нарушить гомеостатический контроль (способность организма поддерживать свою температуру). Чтобы сохранять нормальное функционирование, организм сам перераспределяет ресурсы — воду и энергию – в результате чего мозг часто лишается этих ресурсов, и когнитивные способности снижаются.

Наиболее серьезная проблема для умственных способностей – обезвоживание. При повышении температуры организм использует потоотделение как механизм страховки от перегревания. Потоотделение приводит к потере воды, и потенциально может привести к обезвоживанию. Но жидкость имеет первостепенное значение во многих физиологических процессах, в том числе в познании (правда, пока непонятно, как именно эти механизмы связаны, но наличие связи ученые уже установили).

В исследовании, проведенном в Университете Джорджии в Афинах (США), ученые спровоцировали обезвоживание у участников эксперимента путем запрета приема воды во время двухчасовой сессии велоупражнений. После двух часов физических нагрузок, участникам испытания проверили кратковременную память и способность переключать внимание между задачами. В другом случае во время двухчасовой велотренировки участникам каждые 15 минут давали спортивные напитки, содержащие электролиты. И выяснилось, что когнитивные способности при выполнении тех же задач значительно улучшилось в сравнении с ситуацией при обезвоживании.

При обезвоживании участники не могли вспомнить некоторые вещи и с трудом переключали внимание с одной задачи на другую. Данные этого исследования свидетельствуют о том, что мозг нуждается в надлежащей гидратации для нормального функционирования.

Исследования также показали, что при понижении окружающей температуры, температура тела падает, и это негативно сказывается на когнитивных способностях. Ученые из Университета Кента (США) помещали испытуемых в воду температурой 13 градусов Цельсия на 30 минут. После этого у большинства температура тела падала до уровня 35-36 градусов Цельсия, что чуть ниже нормального диапазона 36,5-37,2 градусов Цельсия. Участники отдыхали в течение 15 минут, а затем исследователи попросили их выполнить Тест Струпа (в рамке пишется название цвета, но в бланке ответа надо указать цвет шрифта, которым написано слово). При кажущейся простоте, тест требует некоторого когнитивного напряжения. Участников просили называть цвет шрифта как можно быстрее. Оказалось, что тест был значительно более трудным для участников, помещенных в холодную воду. Это исследование показывает, что низкая температура тела оказывает существенное влияние на внимание к деталям, которое считается маркером познания.

Опираясь на данные исследований, ученые дали ряд рекомендаций для сохранения когнитивных способностей на должном уровне. Так, необходимо потреблять жидкость в жаркую погоду, чтобы не допустить обезвоживания. Особенно эффективны в этом случае спортивные напитки, содержащие электролиты. Электролиты, такие как соль и калий, необходимы для нормального функционирования организма. Кроме того, говорят ученые, отказ от кофеина и алкоголя тоже предотвратит обезвоживание (кофеин и алкоголь действуют как мочегонные, а значит, способствуют скорейшему выводу жидкости).

Еще одна рекомендация – теплая одежда в холодную погоду и нормальное питание. Холод снижает эффективность работы мозга из-за дрожания. Дело в том, что дрожание – это способ мышц нагреться и поддерживать нужную температуру. Но дрожь потребляет калории, и мозг снова недополучает питание и работает неэффективно.

По словам исследователей, отличным способом сохранения когнитивных способностей на должном уровне в условиях холода является сбалансированное питание.

Обыватели считают, что голова, грудь и ноги теряют больше тепла – все из-за того, что эти части тела особенно чувствительны к изменению температуры. Тем не менее, вся поверхность кожи играет важную роль в регулировании температуры тела человека. Потому в холодную погоду важно, чтобы максимально большая площадь тела была покрыта одеждой.

Исследование показало, что погода оказывает значительное влияние на когнитивные функции. И жара, и холод могут нарушить способность мозга нормально функционировать. Чтобы держать мозг в лучшей форме, надо учитывать прогноз погоды и одеваться соответственно – чтобы кожа не охлаждалась чрезмерно и не нагревалась, и, конечно, нельзя забывать о питье.

Источник

МОЗГ И ХОЛОД

К. ИВАНОВ, Ю. АЛЮХИН. Восстановление функций головного мозга млекопитающих животных после охлаждения его до 1-4 градусов Цельсия. «Доклады Академии наук», т. 357, № 2, 1997.

Известно, что после переохлаждения до температуры ниже 26 о С (например, в результате несчастного случая) людей — из-за необратимого поражения мозга — спасти удается редко, хотя дыхание и кровообращение у них какое-то время сохраняются. Между тем у некоторых животных мозг остается жизнеспособным и после куда более серьезного и длительного охлаждения. Холоднокровные, к примеру, животные могут долго существовать при температуре мозга, близкой к 0 о С, и даже зимнеспящие млекопитающие остаются живыми при периодическом охлаждении их мозга до 2-4 о С.

Кстати говоря, по новейшим данным, и мозг человека можно при помощи искусственного кровообращения охладить до 12-14 о С, а затем по той же методике восстановить его функции.

Опыты, проведенные авторами статьи, доказывают, что при определенных условиях мозг даже незимнеспящих млекопитающих может остаться жизнеспособным после охлаждения до 1-4 о С. Эксперименты проводились на белых крысах, которых под наркозом опускали в ледяную воду, но при этом подключали к аппарату искусственного дыхания, а при помощи специального нагревателя поддерживали работу сердца животного и достаточно высокое артериальное давление.

Животных извлекали из воды через разные промежутки времени и отогревали. При 18-20 о С у них восстанавливалось естественное дыхание, а затем постепенно нормализовывались артериальное давление и работа сердца. Отклонений в поведении животных после разогревания не наблюдалось.

Опыты показали, что мозг млекопитающих тоже имеет высокую устойчивость к холоду при условии его достаточного кровоснабжения. Возможно, что именно это и послужило основой для появления у некоторых из них столь своеобразного механизма адаптации к неблагоприятным внешним условиям, как зимняя спячка.

Авторы полагают, что их эксперимент может оказаться полезным для медицины и дать толчок для появления в этой области принципиально новых сдвигов.

Источник

Ученые рассказали, как холод воздействует на наш мозг

Когда наступает зима и температура падает, вы можете почувствовать, что ваше мышление замедляется и становится более вялым, но вы можете и поверить, что холодная погода на самом деле дает вам заряд бодрости, чего теплые месяцы не делают. В действительности, есть много разногласий среди ученых о том, как холодная погода действительно влияет на мозг. Она может дать некоторым людям полезный импульс и может создать проблемы для других. Так что тема очень интересная.

Мозг изменение температуры не регистрирует

В отличие от вашего тела, одетого в свитер, ваш мозг сам по себе не регистрирует изменение температуры каким-либо физическим способом. “Ваш настоящий мозг заперт внутри изолированного сейфа с собственной системой отопления, как пол с подогревом в лыжном шале», — говорит доктор Клиффорд Сегил, доктор медицины, невролог.

Он объясняет, что центральная нервная система нашего организма находится под костной защитой. Помимо изолирующей кости, существуют и другие вещества, поддерживающие тепло мозга: слой амортизирующей ткани внутри черепа, называемый мозговыми оболочками, и спинномозговая жидкость, которая проходит по поверхности головного и спинного мозга. «Мозг помещается внутри этих структур, чтобы поддерживать идеальную температуру для работы», — говорит доктор Сегил.

Внутренняя защита сильна

Названная внутренняя защита очень сильна. Рассмотреть это можно на примере тонущего человека. «Пациенты, которые тонут в ледяной холодной воде, имеют больше шансов остаться в живых, чем пациенты, которые тонут в горячих ваннах. Замораживание чьей-то головы не приведет к охлаждению мозга, хотя это может вызвать обморожение ушей или носа», — говорит доктор Сегил.

Мозг очень хорошо защищен от внешнего мира внутри тела, даже при экстремально низких температурах.

Влияние температуры на человеческую активность и производительность

Хотя ваш мозг не собирается физически сталкиваться с холодом, у исследователей есть разногласия по поводу того, может ли холодная температура повлиять на его активность и производительность. Небольшое исследование 28 человек, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences в 2016 году, показало, что мозговая активность людей меняется в зависимости от сезона, но они выполняют одни и те же задачи независимо от времени года.

В холодную погоду активность мозга в отношении внимания была ниже, чем летом, в то время как активность мозга, связанная с рабочей памятью, была выше. Ученые считают, что наш мозг может работать по-разному в зависимости от сезона, но исследование не показало, что это каким-либо образом меняет наше мышление или производительность.

Идея о воздействии холода на когнитивные функции спорная

Идея о том, что воздействие холода может улучшить когнитивные функции, все еще довольно спорна. Обзор науки о холоде и познании, опубликованный в Autonomic Neuroscience в 2017 году, обнаружил, что воздействие холода, независимо от того, разрешалось ли людям акклиматизироваться к нему или нет, кажется, не дает никаких дополнительных преимуществ для улучшения когнитивных функций. И исследования на самом деле показали, что изменение температуры, кажется, влияет на людей по-разному.

Одно исследование, проведенное в Германии в 2014 году, показало, что рабочая память людей лучше всего функционирует, когда они находятся в комфортных температурах, в то время как другое, опубликованное в PLOS One в 2019 году, обнаружило, что женщины на самом деле лучше справляются с математикой и вербальными тестами при более высоких температурах, в то время как мужчины лучше справляются при более низких. Исследование стало объединяющим против ледяного кондиционирования воздуха в офисах. В другом исследовании, проведенном в 2012 году, отмечалось, что при теплой температуре люди принимают менее разумные решения и с меньшей вероятностью делают трудный выбор в азартных играх.

Связь между температурой и производительностью очень сложная.

Комфорт может играть большую роль

В исследованиях не было никакого понимания того, почему эти температуры могут влиять на людей по-разному, но возможно, что комфорт может играть большую роль. Если мы находимся в среде, где мы чувствуем себя комфортно, мы можем быть более продуктивными, в то время как дискомфорт любого рода может ослабить нашу когнитивную работу. Неясно, влияют ли на это сезонные изменения активности мозга.

Развитие сезонного аффективного расстройства

Холодная погода также может повлиять на настроение у некоторых людей, что может привести к сезонному аффективному расстройству. «Почти четверть населения имеет дело с увеличением депрессии в холодные и темные месяцы», — говорит доктор Мэтт Вандузен, клинический директор калифорнийских программ Delphi Behavioral Health Group. Он отмечает, что данное расстройство было связано с уменьшением воздействия естественного света, нарушением наших циркадных ритмов сна и более низким уровнем витамина D из-за более коротких дней. Люди, которые испытывают эту патологию, должны максимально использовать свое время на улице и принимать некоторые добавки с руководством от своего врача. «Обеспечение высоких доз витамина D оказывает значительное антидепрессивное действие», — говорит он.

Если вы чувствуете, что зима оживляет вас, в то время как ваш лучший друг думает, что замедляет, вы оба можете быть правы в данном вопросе. Наука все еще только изучает влияние холода на вашу познавательную деятельность. Тем не менее, как бы вы себя ни чувствовали, приятно думать, что независимо от того, насколько прохладно становится, мозг в основном переживает зиму в изготовленной на заказ сауне.

Источник

Холод влияет на внимание: зимой мозг работает хуже

Исследование по этому поводу опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследователи из Льежского университета в Бельгии подвергли лабораторному эксперименту 28 здоровых молодых подопытных. В помещении, куда они были помещены на четыре с половиной дня, убрали все признаки, по которым можно было определить время года, какое сейчас время, а также испытуемых лишили контакта с внешним миром. Также участники эксперимента придерживались здорового режима сна до исследования, а потом прошли через циклы депривации сна и восстановления после в лаборатории.

Во время испытания исследователи наблюдали за активностью мозга подопытных, используя МРТ-сканы, когда участники выполняли задания, связанные с запоминанием и удержанием внимания. Потом эти же опыты с теми же участниками повторили в течение 12 месяцев в разные времена года.

По большей части показатели участников не менялись в течение года, но вот уровень мозговой активности изменялся вместе со временем года. Когда участники выполняли задачи на внимание, активность мозга резко возрастала летом и падала зимой. Когда же дело доходило до проверки памяти, то больше всего активности мозг проявлял осенью, а меньше всего — весной.

Конечно, исследование еще довольно небольшое и предварительное, и оно лишь показывает корреляцию между активностью мозга и временем года, а не повод для того, чтобы их связывать. Но Scientific American указывает, что полученные данные уже могут помочь людям с сезонными расстройствами настроения.

Источник