奇月 發(fā)自 凹非寺量子位 | 公眾號 QbitAI
催我運動的理由又多了一個！
MIT研究團隊首次證明：運動可以促進神經(jīng)元生長，從而讓大腦更靈活更聰明。
而且促進的方式不止一種。
一種是你只管動，肌肉會自行分泌一種稱為“肌肉激素（myokines）”的物質(zhì)，這種物質(zhì)能顯著促進運動神經(jīng)元的生長。
另一種，還可以依靠單純的物理牽拉刺激！這一發(fā)現(xiàn)也是研究團隊首次證實。
相關文章已發(fā)表在《先進醫(yī)療材料（Advanced Healthcare Materials）》雜志上。
有網(wǎng)友表示：看來想要提高大腦活力也得多鍛煉了。
肌肉如何通過信號影響神經(jīng)元生長？
讓我們先來看一下肌肉激素的具體作用過程——
簡單來說，以往我們認為神經(jīng)信號是控制肌肉組織的，但是MIT的新研究發(fā)現(xiàn)，肌肉組織在運動時不僅會被動接收神經(jīng)信號，還能主動分泌促進神經(jīng)生長的物質(zhì)。
這個物質(zhì)就是肌肉在鍛煉時釋放的一種名為肌肉激素（myokines，又稱肌肉因子）的生物化學信號，接觸到這種激素的神經(jīng)元的生長速度是未接觸的神經(jīng)元的四倍。
△可視化運動的生化和物理線索，運動神經(jīng)元（紫色）比沒有經(jīng)歷運動誘導的神經(jīng)元生長得更快（綠色）。Credit: Angel Bu
研究人員通過實驗證實了這一發(fā)現(xiàn)。他們將小鼠肌肉細胞培養(yǎng)成長纖維，然后融合成約一元硬幣大小的成熟肌肉組織薄片。
隨后，團隊對肌肉進行了基因改造，讓它能夠?qū)庾龀鍪湛s反應。通過控制光照，研究人員就可以精確模擬運動過程中的肌肉收縮。
他們將肌動蛋白溶液轉(zhuǎn)移到含有運動神經(jīng)元的單獨盤中——這些神經(jīng)位于脊髓中，控制著參與自愿運動的肌肉。
在神經(jīng)元接觸到肌動蛋白混合物后，團隊觀察到它們迅速生長，比未接受生化溶液的神經(jīng)元快四倍。
實驗表明，運動中的肌肉組織會分泌肌肉激素這種復合物質(zhì)，其中包含多種生長因子、核糖核酸和蛋白質(zhì)。這些物質(zhì)能夠顯著促進神經(jīng)組織的生長。
研究負責人魯忻?拉曼（Ritu Raman）表示，運動神經(jīng)元中的許多基因不僅與神經(jīng)元生長有關，還與神經(jīng)元成熟度、與肌肉和其他神經(jīng)的交流以及軸突的成熟程度都有關系。
首次證實物理刺激也同樣會影響神經(jīng)元
除了證明肌肉會通過生物化學信號影響神經(jīng)元生長，研究團隊還首次證實了物理刺激對神經(jīng)元的生長的重要性。
這個結(jié)論又是怎么得出來的呢？
原來，他們在凝膠墊上培養(yǎng)了一組不同的運動神經(jīng)元，并在其中嵌入微型磁鐵。
隨后他們使用外部磁鐵使墊子以及神經(jīng)元來回晃動，模擬運動時的物理牽拉。他們每天都會用這種方式讓神經(jīng)元鍛煉30分鐘。
結(jié)果非常amazing啊，接受了機械鍛煉刺激的神經(jīng)元比沒有接受任何形式鍛煉的神經(jīng)元生長得更快，甚至與肌肉激素誘導的神經(jīng)元生長得一樣好。
也就是說，運動促進神經(jīng)生長的方式不僅有傳統(tǒng)的生化途徑，也有物理機制，兩者的作用同等重要。
△運動神經(jīng)元的生長在5天內(nèi)顯著增加。響應運動相關的生化（左）和機械（右）信號的神經(jīng)元。綠球代表神經(jīng)元簇，它們以長尾或軸突的形式向外生長。Credit: Angel Bu
應用前景
研究小組表示，這項研究結(jié)果為治療神經(jīng)損傷、肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥（ALS）等疾病提供了新的可能性，或許可以幫助更多患者恢復運動功能。
未來，研究團隊還計劃探索如何利用靶向肌肉刺激來促進受損神經(jīng)的生長和愈合。
負責人Raman還說到，“運動對健康的影響可能比我們想象的還要更深遠和復雜，它的作用機制還有更多可能性，等待我們進一步探索?！?/p>
參考資料：
[1]https://news.mit.edu/2024/when-muscles-work-out-they-help-neurons-grow-1112
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