來源：中國科學報

記者：王方

圖片來源：Cavan Images/Alamy

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運動帶來的效果。相關(guān)論文近日發(fā)表于《神經(jīng)元》。

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

為更好地了解運動如何影響大腦，Betley和同事監(jiān)測了小鼠在跑步機上運動前、中、后的神經(jīng)元活動。他們重點關(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)育受損會阻礙嚙齒動物的健康提升。Betley說：“人類可能也是如此，因為這一腦區(qū)的結(jié)構(gòu)和功能在哺乳動物中基本一致?！?/p>

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

隨著運動天數(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%?！八裕?strong>就像肌肉在鍛煉后變大一樣，你的大腦活動也會變強?！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)元活動的方法——光遺傳學技術(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上運動5天，持續(xù)3周，每次運動后，神經(jīng)元被抑制1小時。在每周結(jié)束時，小鼠都要進行一次耐力測試，直至跑到筋疲力盡。整個實驗期間，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。

團隊成員、賓夕法尼亞大學的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)。

在耐力運動中，由于碳水化合物消耗得更快，身體會依靠脂肪供能。Kindel說，但抑制這些神經(jīng)元會讓小鼠“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”。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，抑制這些神經(jīng)元會阻止肌肉中一種名為PGC-1α的蛋白質(zhì)釋放，后者能幫助細胞更高效地利用能量。此外，這些神經(jīng)元還會釋放一種物質(zhì)，從而提高血糖并補充能量儲備，有助于肌肉恢復。

光遺傳學方法需要實施侵入性腦部手術(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)元的干預手段。“如果我們能找到一種方法，比如一種鹽或一種補充劑來激活這些神經(jīng)元，就能提升耐力?！?/p>

當研究人員重復這項實驗，增強這些神經(jīng)元的活動后，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，類似的干預手段尤其能幫助那些難以鍛煉的人，如老年人或中風患者。

但未來仍有許多障礙?！笆紫?，我們還不能確定這些發(fā)現(xiàn)是否適用于人類?！泵绹鹆_里達大學的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，過度刺激可能導致血糖下降，引發(fā)危險狀況。”

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