來源：中國科學(xué)報(bào)

記者：王方

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研究人員在小鼠身上發(fā)現(xiàn)了有助于在跑步后提升耐力的神經(jīng)元。他們推測人體內(nèi)也存在類似神經(jīng)元，可以通過藥物或其他療法增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)帶來的效果。相關(guān)論文近日發(fā)表于《神經(jīng)元》。

人們早就知道大腦會(huì)隨身體活動(dòng)而改變。論文通訊作者、美國賓夕法尼亞大學(xué)的Nicholas Betley表示，科學(xué)家普遍認(rèn)為，這些效應(yīng)與身體其他部位的變化，比如肌肉變強(qiáng)是不同的，而最新研究結(jié)果表明，情況恰恰相反?！?strong>大腦的變化才是協(xié)調(diào)所有這一切的關(guān)鍵。”Betley說。

為更好地了解運(yùn)動(dòng)如何影響大腦，Betley和同事監(jiān)測了小鼠在跑步機(jī)上運(yùn)動(dòng)前、中、后的神經(jīng)元活動(dòng)。他們重點(diǎn)關(guān)注了下丘腦腹內(nèi)側(cè)核的神經(jīng)元，此前研究表明，這一腦區(qū)發(fā)育受損會(huì)阻礙嚙齒動(dòng)物的健康提升。Betley說：“人類可能也是如此，因?yàn)檫@一腦區(qū)的結(jié)構(gòu)和功能在哺乳動(dòng)物中基本一致?！?/p>

研究發(fā)現(xiàn)，小鼠跑步后，一組具有SF1受體的神經(jīng)元活動(dòng)明顯增強(qiáng)，這種受體在大腦發(fā)育和新陳代謝中發(fā)揮著重要作用。

隨著運(yùn)動(dòng)天數(shù)的增加，被激活的這類神經(jīng)元的比例也在上升。到第8天，約53%的神經(jīng)元被跑步激活，而第一天還不到32%。“所以，就像肌肉在鍛煉后變大一樣，你的大腦活動(dòng)也會(huì)變強(qiáng)?！盉etley說。

接下來，研究人員使用一種通過光激活或抑制神經(jīng)元活動(dòng)的方法——光遺傳學(xué)技術(shù)，在另一組小鼠中抑制了這些神經(jīng)元。

這些小鼠每周在跑步機(jī)上運(yùn)動(dòng)5天，持續(xù)3周，每次運(yùn)動(dòng)后，神經(jīng)元被抑制1小時(shí)。在每周結(jié)束時(shí)，小鼠都要進(jìn)行一次耐力測試，直至跑到筋疲力盡。整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，這些小鼠的跑步距離平均增加了約400米，大約是另一組神經(jīng)元完好無損小鼠的一半。

團(tuán)隊(duì)成員、賓夕法尼亞大學(xué)的Morgan Kindel說，目前還不清楚這些神經(jīng)元的作用是什么，但可能與能量利用有關(guān)。

在耐力運(yùn)動(dòng)中，由于碳水化合物消耗得更快，身體會(huì)依靠脂肪供能。Kindel說，但抑制這些神經(jīng)元會(huì)讓小鼠“在跑步初期更早地消耗碳水化合物，然后它們就沒有燃料了”。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，抑制這些神經(jīng)元會(huì)阻止肌肉中一種名為PGC-1α的蛋白質(zhì)釋放，后者能幫助細(xì)胞更高效地利用能量。此外，這些神經(jīng)元還會(huì)釋放一種物質(zhì)，從而提高血糖并補(bǔ)充能量儲(chǔ)備，有助于肌肉恢復(fù)。

光遺傳學(xué)方法需要實(shí)施侵入性腦部手術(shù)，因此無法用于人類。但Betley說，未來有可能開發(fā)出其他作用于這些神經(jīng)元的干預(yù)手段?！叭绻覀兡苷业揭环N方法，比如一種鹽或一種補(bǔ)充劑來激活這些神經(jīng)元，就能提升耐力?！?/p>

當(dāng)研究人員重復(fù)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)這些神經(jīng)元的活動(dòng)后，小鼠獲得了驚人的耐力，跑步距離是對照組的兩倍多。

Betley表示，類似的干預(yù)手段尤其能幫助那些難以鍛煉的人，如老年人或中風(fēng)患者。

但未來仍有許多障礙。“首先，我們還不能確定這些發(fā)現(xiàn)是否適用于人類?！泵绹鹆_里達(dá)大學(xué)的Thomas Burris說，“其次還有潛在副作用的問題。這些神經(jīng)元似乎能夠調(diào)控肌肉的能量攝取，過度刺激可能導(dǎo)致血糖下降，引發(fā)危險(xiǎn)狀況?！?/p>

Betley表示，即便能安全激活這些神經(jīng)元，它也不會(huì)是健康的萬能解藥?！斑\(yùn)動(dòng)能帶來各種各樣的好處，如減輕抑郁、緩解焦慮、提升認(rèn)知、改善心血管、增強(qiáng)肌肉。但我不認(rèn)為激活這些神經(jīng)元，就一定能帶來這些好處?！?/p>