为了减肥,我们经常在健身房流汗。殊不知,这一行动也可能帮助我们防止大脑衰退!《科学》杂志最新发表的一篇文章揭示,锻炼可以促进大脑的神经发生,从而有助于改善大脑的认知功能。

来源:皮克斯拜

“锻炼有益健康”——这个简单的口号背后有伟大的科学真理。

9月7日,《科学》杂志发表了一篇题为“成年人神经发生和BDNF模拟运动对阿尔茨海默氏症小鼠模型认知的影响”的文章,揭示了“运动延缓老年性痴呆”的机制。

马萨诸塞州总医院的科学家们以患有阿尔茨海默氏病(AD)的小鼠为模型,发现一种能够促进大脑中新神经元并保护它们免受损伤的治疗方法可以模拟锻炼在防止记忆衰退方面的积极作用,从而提高大脑认知能力。

这是否意味着在未来,我们可以将运动“打包”成药丸来预防和治疗老年痴呆症?如果是这样,这个“药丸”里应该有什么分子?这项最新的科学研究给出了线索:

运动延缓大脑老化?

许多大型研究表明,坚持锻炼可以降低未来记忆缺失的风险。

2018年4月,一项对1,000多名瑞典女性进行的40年研究显示,对于心肺功能良好的人(心肺功能更好的人可以长时间锻炼而不会很快疲劳),患痴呆症的时间平均推迟了9.5年。这项研究发表在《神经学》杂志上。

然而,这些研究不能排除其他可能影响痴呆症风险的因素,包括基因和其他相关的健康生活方式。此外,该研究没有揭示锻炼对大脑的实际影响。

锻炼对阿尔茨海默病患者有帮助吗?

对于阿尔茨海默病患者,锻炼有助于抵抗病情恶化吗?啮齿动物比人类更有说服力——在以阿尔茨海默病小鼠为模型的研究中,小鼠的运动可以减少大脑中蛋白质沉积点的积累。

现在,《科学》杂志上的最新研究显示,经常锻炼的患病老鼠在一系列记忆测试中比久坐的老鼠表现更好。

然而,许多围绕老年痴呆症患者(包括阿尔茨海默病患者)的“体育研究”显示了相互矛盾的结果。只有部分证据表明运动可以提高认知能力。此外,这也提出了一个问题:一旦像阿尔茨海默病这样的痴呆症发生,锻炼对大脑有多好?

运动对大脑有什么保护作用?

我们知道运动的主要好处之一是它能帮助大脑产生新的神经元。海马体是大脑学习和记忆的关键区域,包括负责产生新细胞的神经祖细胞。最近,学术界对“人类生活中是否能产生新的神经元”这一话题产生了争议。

事实上,对啮齿动物的研究表明,成年神经发生有助于保持某些敏锐的认知技能。一些啮齿动物研究已经将定期锻炼与神经发生联系起来。例如,在轮子上奔跑的老鼠似乎是大脑中存活的新生海马神经元数量的两倍。

在这项新的研究中,在记忆测试中表现良好的运动小鼠中也检测到了神经发生。

资料来源:CC0公共领域

不运动神经发生对大脑有帮助吗?

那么,我们能否通过其他治疗方法来刺激神经发生,以模拟“运动”效应呢?科学家发现事情并不那么简单——仅仅促进神经发生可能还不够。

他们发现,锻炼也有助于提高脑源性神经营养因子(BDNF)蛋白的水平。这种因子可以促进神经发生,减少患病大脑的炎症。

最新研究表明,尽管老鼠产生了新的脑细胞,但记忆似乎并没有改善。只有当他们接受额外的基因治疗——添加一种能提高BDNF蛋白水平的基因——他们才会在记忆测试中击败其他未经治疗的对照组小鼠。

波士顿哈佛医学院的神经原学家鲁道夫·坦齐(Rudolph Tanzi)表示,研究结果表明,早期新神经元的生成可能有助于保护未来的记忆,但对于已经患有阿尔茨海默氏病的大脑来说,这是“一个敌对的游戏环境”,BDNF蛋白可以负责清理“环境”,以确保新神经元的生存。

我们能以类似的方式治疗老年痴呆症吗?

与减少淀粉样斑块相比,制药公司对上述方法关注较少。然而,一些学者认为值得进一步研究。

国家衰老研究所的神经科学家马克·马特森认为,这种方法仍然存在重大疑问:

首先,海马中的神经祖细胞是空间学习和记忆的关键神经元,但它们不同于患有神经变性和死亡的阿尔茨海默病患者的海马中的神经元。

其次,即使通过促进这些新细胞的产生来保护大脑的某些功能,除了海马区之外的其他大脑区域仍然会受到阿尔茨海默病的影响。

然而,他补充说,这种方法值得进一步研究。“到目前为止,关注淀粉样蛋白一直是一个狭隘的观点。在我看来,方法越多越好。”