近日，暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院張力副教授、蘇國(guó)輝院士課題組聯(lián)手在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)文，揭示了運(yùn)動(dòng)改善學(xué)習(xí)記憶能力的分子機(jī)制。原來(lái)運(yùn)動(dòng)會(huì)激活腦內(nèi)的mTOR通路，進(jìn)一步促進(jìn)突觸形成，從而改善學(xué)習(xí)能力~這也是目前首個(gè)證實(shí)mTOR在學(xué)習(xí)記憶中重要作用的體內(nèi)研究。

不知道大家有沒有運(yùn)動(dòng)之后耳清目明的感覺，有很多研究都證實(shí)，短期或長(zhǎng)期的體育鍛煉能夠改善心理健康和認(rèn)知功能，試驗(yàn)中也觀察到志愿者相關(guān)大腦區(qū)域的激活。

至于這又是為什么，目前廣泛認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)能夠增加腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)的表達(dá)，至于更進(jìn)一步的機(jī)制，那就不好說了?？紤]到BDNF可能與哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)有關(guān)，而近年來(lái)也有一些研究張明外周組織中也存在運(yùn)動(dòng)激活mTOR的現(xiàn)象，研究者們自然把目光放到了mTOR上。

mTOR非常重要，管得這~么寬

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于是研究者們給小鼠制定了一個(gè)運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，三周里每天讓小鼠在跑步機(jī)上運(yùn)動(dòng)1小時(shí)，然后利用體內(nèi)成像技術(shù)觀察小鼠大腦的變化。

簡(jiǎn)單來(lái)說，神經(jīng)元之間以樹突和軸突形成的突觸傳遞消息，此間結(jié)構(gòu)會(huì)隨著學(xué)習(xí)記憶的形成發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。

與前人的研究一致，小鼠參加運(yùn)動(dòng)計(jì)劃之后，BDFN表達(dá)上調(diào)，而且mTOR核心蛋白的磷酸化水平升高，這說明持續(xù)的運(yùn)動(dòng)激活了mTOR通路。

同時(shí)，mTOR-S6途徑也被激活，這可以促進(jìn)突觸蛋白的合成、增強(qiáng)突觸傳遞。果然，電子顯微鏡下再看小鼠的大腦皮層，運(yùn)動(dòng)皮層中突觸密度明顯增加了。

白色箭頭處為突觸

當(dāng)然，數(shù)量增加并不能說明質(zhì)量增加，所以研究者還另外檢測(cè)了突觸傳遞強(qiáng)度。研究者選擇了作為運(yùn)動(dòng)皮層主要興奮性輸出的L5PRN神經(jīng)元。

運(yùn)動(dòng)之后L5PRN的突觸后電流顯著增強(qiáng)了。

可見運(yùn)動(dòng)讓小鼠擁有了更強(qiáng)神經(jīng)活動(dòng)。

當(dāng)研究者給小鼠注射雷帕霉素抑制mTOR通路，縱使天天鍛煉，小鼠的大腦也不會(huì)形成更多新突觸，足以說明mTOR通路的重要性。

抑制mTOR(藍(lán))則抵消了運(yùn)動(dòng)的益處

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)激活mTOR還可以促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟，增加軸突髓鞘形成，促進(jìn)樹突棘的生成，這都是可以改善運(yùn)動(dòng)相關(guān)學(xué)習(xí)能力的。研究者也在實(shí)驗(yàn)中觀察到，持續(xù)鍛煉的小鼠的確表現(xiàn)得更好。

研究者們表示，依據(jù)這項(xiàng)研究成果，可以繼續(xù)探索精神疾病和認(rèn)知缺陷等疾病的臨床運(yùn)動(dòng)干預(yù)，閑著沒事跑兩步說不定真是個(gè)“變聰明”的好辦法~