探讨运动如何重塑大脑?

阅读次数：677发布时间：2018/11/26 11:41:09

        随着脑科学研究的深入，我们在运动和认知之间找到许多分子联系，目前，运动正在成为一种有前途的神经疗法。
                                                
       日本札幌北海道大学的Hiroshi Maejima课题组饲养的小鼠每天运动1小时，每周训练5天。研究人员让小鼠们规律运动的目的并非测量它们的肌肉质量或耐力，而是想知道锻炼对哺乳动物大脑有什么影响。

       已经有大量动物和人类研究报道，运动有益健康，临床医生开始建议帕金森病和阿尔兹海默症等神经推行性疾病患者以及癫痫、焦虑等其他脑部疾病患者按规律地增加体育锻炼。针对神经退行性疾病、抑郁症甚至衰老的运动干预临床试验正在进行之中。有朝一日，运动将成为一种广泛的神经疗法。

       很早之前，研究人员意识到锻炼可以提高某些认知能力。Maejima和同事们发现，有规律的体育活动可以提高小鼠分辨新事物的能力。在过去20年里，研究人员开始寻找这些益处（海马体积增加、新神经元开始发育以及血管向大脑方向渗透）的根源。如今，Maejima等人找到了驱动体育锻炼给机体带来神经学变化的根本机制。

       他们报道，每周进行跑步训练的小鼠大脑海马区组蛋白的乙酰化水平比其他小鼠高，海马被认为是学习和记忆的所在地。这种表观遗传标记导致一种名为大脑驱动神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）基因的大量表达。通过支持新神经细胞生长和成熟，BDNF被认为可以促进大脑健康，提高该基因表达水平可以改善小鼠和人类认知相关性能。
                     
                                                                               探索史
        上世纪90年代后期，当时在加州Salk研究所Rusty Gage课题组做博后的Henriette van Praag对一个实验现象特别着迷：笼子里装有玩具和跑轮的小鼠能发育出更多新神经元。这些小鼠的海马比生活在低刺激封闭环境中的小鼠更健康。

       van Praa想确定环境中对大脑影响最大的元素是什么。她让一些小鼠学习在水迷宫里游泳，另一些在开阔的水域游泳或跑跑轮或与其他几只小鼠经常互动。12天后，结果出人意料，跑轮组小鼠的新神经元发育最多，是水迷宫和游泳组的两倍！

       几个月后，她和同事们发现，跑步所引发的神经发育竟然与记忆水池中隐藏平台位置的能力有关。跑步组小鼠大脑比不跑步组小鼠有更多的突触连接重组，表明运动也影响了神经可塑性。

        过去20年研究，科学家陆续发现运动促使肌肉、脂肪和肝组织释放蛋白质等其他物质，从而影响BDFN和其他刺激神经发生、加速新神经成熟、促进脑血管形成甚至增加成人海马体积的物质。

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